14:40:1316/10/2019 Show Để trả lời cho câu hỏi trên, chúng ta cùng tìm hiểu Giao thoa sóng là gì? hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước? Điểm cực đại và cực tiểu trong giao thoa sóng được tính như thế nào? qua bài viết dưới đây. I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước - 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 các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.  * Ví dụ (câu C1 trang 42 SGK Vật lý 12): Những điểm nào ở hình trên (hình 8.3 SGK) biểu diễn chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu nhau? Tăng cường nhau? ° Lời giải: Như hình trên thì: - Các vòng tròn nét liền biểu diễn các gợn lồi, các vòng tròn nét đứt biểu diễn các gợn lõm. - Chỗ gợn lồi gặp gợn lồi hay gợn lõm gặp gợn lõm là những điểm dao động biên độ cực đại (tăng cường nhau). - Chỗ ở đó gợn lồi gặp gợn lõm thì dao động có biên độ cực tiểu (triệt tiêu nhau). II. Cực đại và cực tiểu trong giao thoa sóng 1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa - Gọi M là một điểm trong vùng giao thoa. M cách S1,S2 những khoảng d1 và d2 gọi là đường đi của mỗi sóng tới M như hình sau: - Để cho đơn giản, ta coi biên độ của các sóng truyền tới M là bằng nhau và bằng biên độ của nguồn. Vậy, dao động của phần tử tại M là dao động điều hòa cùng chu kì với hai nguồn và có biên độ dao động là:
- Như vậy, tùy thuộc vào hiệu đường đi d2 - d1 mà khi hai sóng đến gặp nhau tại M có thể luôn luôn tăng cường nhau làm cho phần tử tại M dao động mạnh lên, hoặc triệt tiêu nhau làm cho phần tử tại M đứng yên. 2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa a) Vị trí các cực đại giao thoa - Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng:
- Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2 được gọi là những vân giao thoa cực tiểu. b) Vị trí các cực tiểu giao thoa - Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng: - Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2 được gọi là những vân giao thoa cực tiểu. III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp. • Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải: i) Dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số). ii) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian. - Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp. IV. Bài tập về Giao thoa sóng * Bài 1 trang 45 SGK Vật Lý 12: Hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì? ° Lời giải bài 1 trang 45 SGK Vật Lý 12: - Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng triệt tiêu nhau. * Bài 2 trang 45 SGK Vật Lý 12: Nêu công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa. ° Lời giải bài 2 trang 45 SGK Vật Lý 12: - Công thức vị trí các cực đại giao thoa: d2- d1 = kλ ; (k = 0, ±1, ±2,...) * Bài 3 trang 45 SGK Vật Lý 12: Nêu công thức xác định vị trí các cực tiểu giao thoa. ° Lời giải bài 3 trang 45 SGK Vật Lý 12: - Công thức vị trí các cực tiểu giao thoa: * Bài 4 trang 45 SGK Vật Lý 12: Nêu điều kiện giao thoa. ° Lời giải bài 4 trang 45 SGK Vật Lý 12: ¤ Điều kiện giao thoa là hai nguồn sóng phải: - Dao động cùng phương, cùng tần số góc (chu kỳ, tần số) - Có hiệu số pha không đổi theo thời gian * Bài 5 trang 45 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng: Hiện tượng giao thoa là hiện tượng A. giao thoa của hai sóng tại một điểm của môi trường. B. tổng hợp của hai dao động C. tạo thành các gợn lồi, lõm D. hai sóng, khi gặp nhau có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. ° Lời giải bài 5 trang 45 SGK Vật Lý 12: ¤ Chọn đáp án: D. Hai sóng, khi gặp nhau có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. * Bài 6 trang 45 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng: Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có A. cùng biên độ B. cùng tần số C. cùng pha ban đầu D. cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian ° Lời giải bài 6 trang 45 SGK Vật Lý 12: ¤ Chọn đáp án: D. Cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian. * Bài 7 trang 45 SGK Vật Lý 12: Trong thí nghiệm ở hình dưới (hình 8.1 SGK), vận tốc truyền sóng là 0,5 m/s, cần rung có tần số 40Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2. ° Lời giải bài 7 trang 45 SGK Vật Lý 12: ¤ Bước sóng dùng trong thí nghiệm là: - Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2 bằng nửa bước sóng. - Ta có: * Bài 8 trang 45 SGK Vật Lý 12: Trong thí nghiệm ở trên (hình 8.1 SGK), khoảng cách giữa hai điểm S1, S2 là d = 11 cm. Cho cần rung, ta thấy hai điểm S1, S2 gần như đứng yên và giữa chúng còn 10 điểm đứng yên không dao động. Biết tần số của cần rung là 26 Hz, hãy tính tốc độ truyền của sóng. ° Lời giải bài 8 trang 45 SGK Vật Lý 12: ¤ Khoảng cách giữa hai điểm đứng yên liên tiếp bằng λ/2, S1, S2 là 2 nút, khoảng giữa S1S2 có 10 nút ⇒ tổng cộng có 10 + 2 = 12 nút ⇒ trên đoạn S1S2 có 11 đoạn có độ dài λ/2. ⇒ Tốc độ truyền của sóng:
Hy vọng với bài viết trên về Giao thoa Sóng, hiện tượng Giao thoa Sóng nước, điểm Cực đại, Cực tiểu trong giao thoa cùng bài tập vận dụng ở trên giúp các em hiểu rõ hơn. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. ¤ Xem thêm các bài viết khác tại: » Muc lục SGK Hóa học 12 Lý thuyết và Bài tập » Mục lục SGK Vật lý 12 Lý thuyết và Bài tập
Kỳ thi THPT Quốc Gia đang đến gần, nhằm trang bị một sổ tay ghi nhớ nhanh các kiến thức Vật lý, Kiến Guru xin chia sẻ đến các bạn học sinh bảng tóm tắt công thức Vật Lý 12 chọn lọc chuyên đề giao thoa ánh sáng. Các bài tập ở chương này không quá khó, chỉ cần bạn nhớ nhanh các công thức, nắm vững những biến đổi cơ bản là sẽ giúp bạn tìm ra đáp án một cách nhanh nhất, tiết kiệm thời gian cho những câu phía sau. Cùng Kiến Guru đi qua bài đọc nhé:
I. Tóm tắt công thức vật lý 12 Giao thoa ánh sáng: lý thuyết cần nhớĐể hiểu rõ từng công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chuyên đề giao thoa ánh sáng, trước tiên, cần ôn lại một số lý thuyết sau: 1. Đại cương sóng ánh sáng.– Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng phức tạp sẽ bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau khi nó đi qua mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt. – Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc, có 1 màu cố định. – Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến vô cùng. Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, chỉ có tần số và màu sắc là không đổi, còn bước sóng và vận tốc truyền sẽ thay đổi → Vậy đặc trưng của một sóng là tần số và màu sắc của nó. – Mối liên hệ giữa bước sóng Ví dụ: hiện tượng cầu vồng sau mưa là hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng khi chúng xuyên qua các giọt nước.
Hình 1: Tán sắc ánh sáng khi đi qua lăng kính. 2. Giao thoa khe Young.Nhiễu xạ ánh sáng là gì? Đặt nguồn sáng S trước một lỗ tròn O1, quan sát vùng sáng ở thành đối diện
HÌnh 2: Nhiễu xạ. Xét ánh sáng truyền thẳng, như vậy ta sẽ quan sát được vệt sáng hình tròn, đường kính D, tuy vậy thực tế thì sẽ là 1 hình tròn với đường kính D’ lớn hơn. Như vậy, nhiễu xạ là hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với truyền thẳng khi gặp vật cản. Thí nghiệm Young Hiện tượng giao thoa xảy ra khi có sự tổng hợp của hai hoặc nhiều ánh sáng kết hợp trong không gian, tạo nên các vân sáng tối xen kẽ. Hai nguồn kết hợp ở đây là 2 nguồn có chung bước sóng và hiệu số pha giữa 2 nguồn không đổi theo thời gian. Đây là 1 trong những thí nghiệm đặc trưng về giao thoa sóng ánh sáng. S1, S2 là 2 nguồn sáng, a(m) là khoảng cách 2 khe sáng, D(m) là khoảng cách từ màn đến khe sáng,
Hình 3: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng. Hiệu quang trình: d1 – d2 = ax/D (với D>>a) Vấn sáng khi hai sóng gặp nhau cùng pha, chúng tăng cường cho nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng nguyên lần bước sóng. Trên màn chắn, ở vị trí x là vân sáng thì x = k Vân tối khi hai sóng ngược pha nhau, chúng triệt tiêu nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng số lẻ nửa bước sóng. Trên màn chắn, ở vị trí x là vân tối thì x = (2k + 1)
Hình 4: Tóm tắt vân sáng tối. Khoảng vân i: là khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc 2 vân tối) liên tiếp, được tính bằng i = Nhận xét: giữa vân sáng và vân tối liền kề, cách nhau 1 đoạn bằng nửa khoảng vân i. Từ những kiến thức trên, mời bạn xem qua bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chủ đề giao thoa chọn lọc bên dưới:
II. Tóm tắt công thức vật lý 12: Ứng dụng giải bài trắc nghiệm về Giao thoa ánh sáng.Cùng nhau rèn luyện một số bài trắc nghiệm nhanh để hiểu hơn các công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 phía trên nhé: Ví dụ 1: trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D=1m, a=1mm, khoảng cách vân sáng thứ 4 tới vân sáng thứ 10 cùng phía so với vân trung tâm là 3.6mm. Vậy bước sóng sẽ là:
Giải: Khoảng cách vân 10 đến vân 4 cùng phía: x10 – x4 = 6i Suy ra i = 0.6mm Bước sóng → Chọn C. Ví dụ 2: Xét thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho D = 3m, a = 1mm, A. Vân sáng bậc 5 B. Vân tối bậc 6 C. Vân sáng bậc 4 D. Vân tối bậc 4 Giải: Ta tính khoảng vân: i = Xét tỉ số 6.3/i = 6.3/1.8 = 3.5 = 3 + 1/2 Vậy đây là vân tối bậc 4. Chọn D. Ví dụ 3: trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2.5m, a = 1mm, A. 8 B. 9 C. 15 D. 17 Giải: Khoảng vân i = Số vân sáng là: NS = 2[L/2i] + 1 = 9 Số vân tối là Nt = 2[L/2i + 0.5] = 8 Vậy có 17 vân cả thảy, chọn D.Chủ đề giao thoa ánh sáng là chủ đề thường gặp trong các kì thi cuối cấp, vì vậy thông qua bài viết trên, Kiến hi vọng các bạn sẽ tự tổng hợp riêng cho mình một bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chương giao thoa nhé. Làm như vậy sẽ giúp các bạn nhớ sâu, hiểu rõ và quan trọng hơn hết là rèn luyện tư duy giải các dạng đề vật lý. Có như thế, bạn sẽ dễ dàng đạt điểm cao cho kì thi THPT Quốc gia sắp tới. Cùng Kiến theo dõi các bài viết tóm tắt công thức vật lý 12 khác để chuẩn bị cho một kì thi thật tốt nhé. |
