chương II. Sóng cơ và sóng âm

Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
Tiết SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh phát biểu được định nghĩa sóng cơ học, phát biểu được định nghĩa các
khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, chu kì, tần số, bước sóng và
pha dao động của sóng cơ;
2. Kĩ năng: Vận dụng kiến thức để giải một số bài tập cơ bản về sóng cơ học, tự làm thí nghiệm
về sự truyền sóng trên một sợi dây.
3. Giáo dục thái độ:
B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả trong bài 7/sgk, về sóng ngang, sóng dọc, và sự truyền
sóng.
2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về dao động điều hoà.
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiêm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi
sau:
1.Nêu định nghĩa dao động điều hoà.
2. Nêu ý nghĩa của chu kì, tần số trong dao
động điều hoà.
*Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm.
*Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu bài học;
*Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ
thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo
viên.
*Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề cần nghiên
cứu.
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm và phân loại sóng cơ học.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

*Giáo viên tiến hành thí nghiệm: Cho cần rung
lên chậu nước thuỷ tinh (như hình 7.1/sgk – 36),
yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét kết quả thu
được.
* Giáo viên dẫn dắt học sinh kết luận vấn đề:
+ Dao động đã truyền từ O đến điểm M, dao
động lan truyền còn các phần tử vật chất chỉ dao
động quanh một vị trí xác định.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
thảo luận và rút ra định nghĩa về sóng cơ học.
*Vậy ta có thể kết luận quá trình truyền sóng là
quá trình truyền năng lượng được không? Giải
thích?
=> Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo
nhóm để trả lời câu hỏi;
* Giáo viên nhấn mạnh:
+ Sóng nước truyền theo các phương khác nhau
trên mặt nước với cùng một tốc độ v.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm với sóng trên
mặt nước, yêu cầu học sinh nhận xét về phương
truyền sóng và phương dao động;
* Giáo viên dẫn dắt học sinh nắm được khái niệm
về sóng ngang.
* *Giáo viên nhấn mạnh: Trừ trường hợp sóng
ngang trên mặt chất lỏng, còn sóng ngang chỉ
truyền được trong chất rắn.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm như hình 7.2/sgk
trang 37;
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về phương
dao động và phương truyền sóng;

*Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả:
+ Khi cần rung không va chạm vào mặt nước thì
mẫu nút chai nhỏ vẫn đứng yên;
+ Khi cần rung va chạm vào mặt nước thì sau một
khoảng thời gian ∆t thì nút chai cũng dao động;
*Học sinh nắm được định nghĩa về sóng cơ học:
Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi
trường;
* Học sinh thảo luận theo nhóm, trả lời câu hỏi
theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng là:
Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng
lượng. Vì năng lượng trong dao động cơ học tỉ lệ
với bình phương của biên độ;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến thức: Khi sóng
nước truyền theo mọi phương thì tại mọi vị trí,
sóng có cùng một tốc độ;
*Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả;
+ Phương dao động vuông góc với phương truyền
sóng;
*Học sinh nắm được khái niệm về sóng ngang;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận về môi trường
truyền của sóng ngang;
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm
và nhận xét kết quả;
Phương truyền sóng trùng với phương dao động;
*Học sinh ghi nhận khái niệm về sóng dọc;
Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
*Giáo viên dẫn dắt học sinh hình thành khái niệm
sóng dọc;
*Giáo viên nhấn mạnh: Sóng dọc truyền được

trong tất cả các môi trường rắn, lỏng, khí.
* Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận về môi
trường truyền của sóng âm?
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận về mô trường
truyền của sóng dọc;
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận môi trường truyền
của sóng cơ.
+ Sóng cơ học chỉ truyền được trong môi trường
vật chất đàn hồi, không truyền được trong chân
không.
Hoạt động 3: Tìm hiểu các đặc trưng của một sóng hình sin.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học
sinh quan sát và nhận xét kết quả thu được;
Tiến hành cho đầu P của dây dao động điều hoà
(sử dụng cần rung) theo phương thẳng đứng. Yêu
cầu học sinh nhận xét dạng của dây.
=> Giáo viên hình thành khái niệm về sóng hình
sin.
*Giáo viên dẫn dắt học sinh nắm được khái niệm
về chu kì T dao động sóng.
*Giáo viên dẫn dắt học sinh nắm được khái niệm
bước sóng.
Quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì
T: λ = vT.
* Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về sự dịch
chuyển của đỉnh sóng.
*Giáo viên trình tự trình bày các đại lượng đặc
trưng cho một sóng hình sin.
*Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét

về biên độ sóng.
*Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra khái niệm về
chu kì dao động sóng.
*Giáo viên nhấn mạnh: f =
T
1
là tần số dao động
sóng.
*Giáo viên thông báo khái niệm tốc độ truyền
sóng;
*Giáo viên nhấn mạnh: Đối với một môi trường
xác định, tốc độ truyền sóng trong môi trường đó
có giá trị hoàn toàn xác định.
*Giáo viên nhấn mạnh: quãng đường sóng truyền
đi trong một chu kì λ = vT gọi là bước sóng.
Giáo viên lưu ý: Hai vị trí trên phương truyền
sóng cách nhau một λ thì dao động cùng pha.
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm
và nhận xét kết quả:
+Khi cần rung dao động, đầu P dao động điều hoà
theo phương thẳng đứng. Trên dây xuất hiện một
sóng có dạng hình sin lan truyền về đầu Q.
*Học sinh ghi nhận sóng hình sin.
*Học sinh nắm bắt khái niệm chu kì dao động sóng
là chu kì dao động của một phần tử vật chất.
*Học sinh nắm được quãng đường sóng truyền đi
trong một chu kì T.
*Học sinh nhận xét được rằng đỉnh sóng truyền đi
với tốc độ v.
*Học sinh nắm được khái niệm về sóng hình sin;

* Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm
và nhận xét được biên độ sóng là biên độ dao động
của các phần tử vật chất;
*Học sinh nắm được chu kì dao động sóng là chu
kì dao động của các phân tử vật chất trong môi
trường có sóng truyền qua.
*Học sinh liên hệ với dao động để thiết lập công
thức tính tần số dao động sóng.
*Học sinh thảo luận để nắm được khái niệm tốc độ
truyền sóng và tốc độ truyền pha dao động.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến thức.
*Học sinh nắm được khái niệm bước sóng: Là
quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì, hay
là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên
phương truyền sóng dao động cùng pha.
*Học sinh ghi nhận kiến thức.
Hoạt động 4: Xây dựng phương trình sóng.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
* Giáo viên hướng dẫn để học sinh để chọn điều
kiện ban đầu thích hợp sao cho phương trình
sóng đơn giản: u
O
= Acosωt.
*Giáo viên phân tích để học sinh nhận xét được
rằng sau khoảng thời gian ∆t thì dao động từ O
truyền đến M cách O một khoảng là x = v∆t.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
lập luận để dẫn đến phương trình sóng tại M là:
u
M

= Acosω(t - ∆t)
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm
để thiết lập được phương trình sóng tại M có
dạng: u
M
= Acosω(t -
v
x
) = Acos2π(
T
t
-
λ
x
)
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức:
+ Chọn gốc toạ độ tại O và gốc thời gian sao cho
pha ban đầu của dao động sóng bằng không.
*Học sinh vận dụng kiến thức về động học để thiết
lập được biểu thức: x = v∆t.
*Học sinh lập luận được: Dao động sóng tại M ở
thời điểm t cùng pha với dao động sóng tại O ở
thời điểm t-∆t;
*Học sinh thiết lập được biểu thức theo dẫn dắt
của giáo viên.
*Học sinh làm việc theo nhóm, thiết lập được biểu
thức theo yêu cầu của giáo viên.
Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
*Giáo viên nhấn mạnh: Phương trình truyền sóng
vừa tuần hoàn theo thời gian vừa tuần hoàn theo

không gian.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức.
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá kiến
thức trọng tâm đã học trong bài.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
trả lời các câu hỏi ở sách giáo khoa trang 40.
*Giáo viên hướng dẫn học sinh về nhà vận dụng
những kiến thức liên quan để giải một số bài tập
cơ bản trong sách bài tập để chuẩn bị cho tiết học
sau.
*Học sinh làm việc cá nhân theo yêu cầu của giáo
viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm trả lời các câu hỏi
theo yêu cầu của giáo viên.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập.
D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..…E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..
……………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..…
Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
BÀI 8: GIAO THOA SÓNG
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh nắm được khái niệm hai sóng kết hợp, điều kiện xảy ra hiện tượng giao
thoa của hai sóng kết hợp; Thành lập được công thức xác định vị trí cực đại và cực tiểu của hiện tượng
giao thoa;
2. Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3/sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện
tượng giao thoa sóng cơ học.
3. Giáo dục thái độ:
B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1/sgk;
2. Học sinh: ôn lại sự tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số.
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Nêu các định nghĩa: sóng cơ học, sóng dọc và
sóng ngang?
* Nêu khái niệm bước sóng và viết phương trình
tổng quát của một sóng hình sin theo trục x?
*Giáo viên nêu mục tiêu của tiết học.
*Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi
theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh chú ý lắng nghe và nhận thức được vấn
đề cần nghiên cứu.
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

*Giáo viên tiến hành thí nghiệm như hình vẽ
8.1/sgk, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét
kết quả;
* Giáo viên lưu ý học sinh hai mũi nhọn S
1
và S
2
nhằm tạo ra được hai nguồn sóng;
*Giáo viên đặt một đèn chiếu ở dưới chậu, còn
phía trên là một thấu kính hội tụ O, điều chỉnh
thấu kính sao cho có thể thu được ảnh trên trần
nhà, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét kết
quả thu được?
*Làm thế nào để giải thích hiện tượng trên? Giáo
viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để giải
thích kết quả thí nghiệm.
*Giáo viên nhấn mạnh: Hai nguồn sóng S
1
và S
2
lan truyền trong không gian, tại những vị trí trên
phương truyền sóng có sự chồng chất của hai
nguồn sóng S
1
và S
2
tạo nên những vị trí trong
miền hai sóng gặp nhau có những điểm đứng yên,
những điểm dao động rất mạnh.
* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo

nhóm để trả lời câu hỏi C1.
*Giáo viên kết luận: Hiện tượng hai sóng gặp
nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện
tượng giao thoa của hai sóng.
Các gợn sóng có hình hypebol gọi là các vân
giao thoa.
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm
và nhận xét kết quả thu được:
+ Khi cân rung dao động thì trên mặt nước xuất
hiện một loạt gợn sóng ổn định có hình các đường
hypebol nhận S
1
và S
2
làm hai tiêu điểm.
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm
và nhận xét kết quả thu được: Khi đó trên trần nhà
thu được ảnh của các gợn sóng là những đường
hypebol rất sáng xen kẽ với những đường hypebol
nhoè và tối.
*Học sinh làm việc theo nhóm để giải thích kết quả
thí nghiệm.
*Học sinh dựa vào gợi ý:
+ Hai sóng trên dao động cùng tần số;
+ Tại những vị trí có biên độ sóng tăng cường thì
dao động mạnh, xuất hiện những đường nhoè và
tối.
+ Tại những vị trí có biên độ sóng triệt tiêu thì
đứng yên, hình ảnh là những đường sáng;
* Học sinh làm việc theo nhóm, vận dụng kiến

thức về tổng hợp dao động để trả lời câu hỏi C1:
+Tại những vị trí là nơi gặp nhau của hai sóng dao
động cùng pha thì biên độ sóng tăng cường;
+ Tại những vị trí là nơi gặp nhau của hai sóng
ngược pha thì biên độ dao động sóng triệt tiêu.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức.
+ Định nghĩa hiện tượng giao thoa hai sóng;
+ Khái niệm về vân giao thoa.
Hoạt động 3: Xác định vị trí dao động cực đại và cực tiểu trong vùng giao thoa.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
*Giáo viên nhấn mạnh: Để đơn giản, ta chọn
gốc thời gian phù hợp để phương trình dao động
của hai nguồn sóng: u
S1
= u
S2
= Acos
t
T
2
π
;
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
viết phương trình sóng tại điểm M cách nguồn
S
1
, S
2
là d

1
và d
2
;
*Giáo viên nhấn mạnh: Vậy tại M đồng thời có
hai dao động sóng chồng chất lên nhau. Vậy làm
thế nào để xác định phương trình dao động sóng
tổng hợp tại M?
*Giáo viên yêu cầu phương trình dao động tổng
hợp của hai dao động cùng phương, cùng tần số
và cùng biên độ.
=> Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo
nhóm để viết phương trình dao động sóng tổng
hợp tại M?
*Biểu thức tính biên độ dao động sóng tổng hợp?
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
nhận xét về biên độ dao động sóng A
M
tại điểm
M?
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
tìm điều kiện để A
M
đạt giá trị cực đại?
Kết quả: d
2
– d
1
= kλ
*Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra kết luận về

kết quả thu được;
*Giáo viên nhấn mạnh: Những điểm dao động
cực đại tạo thành những đường hypebol nhận S
1
và S
2
làm tiêu điểm.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm,
tìm điều kiện để A
M
đạt giá trị cực tiểu?
*Giáo viên định hướng để học sinh tìm kết quả:
Kết quả: d
2
– d
1
= (2k + 1)
2
λ
= (k +
2
1
)λ
*Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra kết luận về
kết quả thu được;
*Giáo viên nhấn mạnh: Những điểm dao động
cực tiểu tạo thành những đường hypebol nhận S
1
và S
2

làm tiêu điểm.
*Học sinh ghi nhận vấn đề.
*Học sinh làm việc theo nhóm để trả lời các câu
hỏi theo yêu cầu của giáo viên:
+ u
1M
= Acos
T
2
π
(t -
v
d
1
) = Acos
T
t
(2
π
-
λ
1
d
) ;
+ u
2M
= Acos
T
2
π

(t -
v
d
2
) = Acos
T
t
(2
π
-
λ
2
d
) ;
*Học sinh ghi nhận dao động sóng tại điểm M là
tổng hợp hai dao động sóng từ hai nguồn sóng S
1
và S
2
truyền đến M.
*Học sinh tái hiện kiến thức để trả lời câu hỏi theo
yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, vận dụng để viết
phương trình dao động sóng tại M:
u
M
= u
1M
+u
2M

= 2Acos
λ
π−
)dd(
12
cos
T
t
(2
π
-
λ
+
2
dd
21
)
*Học sinh xác định được biên độ dao động sóng tại
điểm M: A
M
=2A

)d-(d
cos
12
λ
π
* Biên độ dao động tại M phụ thuộc vào biên độ
u

1M
, u
2M
và pha ban đầu hay độ lệch pha giữa u
1M
và
u
2M
.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi
theo yêu cầu của giáo viên;
+Học sinh suy luận từ kiến thức về tổng hợp hai
dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số;
+ Học sinh suy luận từ biểu thức biên độ dao động
sóng tại M;
*Học sinh làm việc cá nhân để rút ra kết luận từ kết
quả thu được: Những điểm tại đo dao động có
biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi
hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên
lần bước sóng
λ
..
*Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến thức.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi
theo yêu cầu của giáo viên;
+ Học sinh suy luận từ biểu thức biên độ dao động
sóng tại M;
*Học sinh làm việc cá nhân để rút ra kết luận từ kết
quả thu được: Những điểm tại đo dao động có
biên độ cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi

hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa
nguyên lần bước sóng
λ
..
*Học sinh tiếp thu và ghi nhớ kiến thức.
Hoạt động 4: Tìm hiểu điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên nhấn mạnh: Điều kiện để các vân
giao thoa ổn định trên mặt nước;
*Học sinh nắm được điều kiện để vân giao thoa ổn
định trên mặt nước:
+ Dao động của hai nguồn S
1
và S
2
là cùng
Lê Đình Bửu – Giáo án vật lí 12 Chương trình cơ bản
*Giáo viên thông báo: Hai nguồn sóng thoả mãn
điều kiện trên được gọi là hai nguồn sóng kết
hợp.
*Giáo viên nhấn mạnh: Hịên tượng giao thoa là
một hiện tượng đặc trưng của sóng.
phương, cùng tần số;
+ Dao động của hai nguồn S
1
và S
2
có hiệu số pha
không đổi theo thời gian.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận thông tin.

Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung tóm tắt
cuối bài nhằm khắc sâu những kiến thức trọng
tâm;
*Giáo viên gọi 3 học sinh trả lời các bài tập
5,6,7/sgk – 45;
*Giáo viên hướng dẫn học sinh về nhà thử tiến
hành thí nghiệm với sóng dừng trên dây, lưu ý
kết quả thu được và nguyên nhân xuất hiện.
*Học sinh làm việc cá nhân theo yêu cầu của giáo
viên;
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập.
D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..…E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..
……………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………
…………..

…………………………………………………………………………………………..
……………