Di chuyển nút trượt để tăng cỡ chữ Sóng dừng [ 20.10.2011 12:27 | 331 lần đọc ] Tại sao gọi là sóng dừng, sóng dừng về cơ bản khác sóng chạy ở điểm nào. Căn cứ vào đặc điểm gì để phân biệt sóng dừng thông qua phương trình của nó. từ đó cho biết trong hiện tượng sóng dừng có sự truyền năng lượng không? I. SÓNG DỪNG 1. Khái niệm sóng phản xạ Sóng phản xạ là sóng khi lan truyền thì gặp một vật cản cố định. 2. Đặc điểm của sóng phản xạ - Sóng phản xạ có cùng biên độ, tần số với sóng tới - Sóng phản xạ có dấu ngược với sóng tới (ngược pha với sóng tới) 3. Khái niệm về sóng dừng - Nóng dừng là sóng có các bụng và nút sóng cố định - Bụng sóng là những điểm có biên độ dao động cực đại - Nút sóng là những điểm có biên độ dao động cực tiểu 4. Thiết lập phương trình sóng dừng Giả sử có một nguồn âm đặt tại A để tạo thành sóng dừng. Xét dao động của một phần tử M đặt cách đầu B cố định một khoảng d • Giả sử vào thời điểm t, sóng đến B có phương trình , khi đó phương trình sóng tới tại M là • Phương trình sóng phản xạ tại B có phương trình , khi đó phương trình sóng phản xạ tại M là Tại M nhận được sóng tới và sóng phản xạ, các sóng này thỏa mãn điều kiện giao thoa nên phương trình dao động tổng hợp tại M là: Từ phương trình dao động tổng hợp tại M ta có biên độ dao động tổng hợp là: ► Biên độ dao động đạt cực đại (hay tại M là bụng sóng) khi: Khi đó khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp là: Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai bụng sóng là: ► Biên độ dao động đạt cực tiểu (hay tại M là nút sóng) khi: Khi đó khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp là: Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai nút sóng là: * Nhận xét : - Do các bụng và nút sóng cách đều nhau nên khoảng cách gần nhất giữa một bụng sóng và một nút sóng là: - Nếu M là nút sóng thì vị trí của các nút sóng được tính thông qua biểu thức với k là số bụng sóng có trên đoạn MB – Nếu M là bụng sóng thì vị trí của các bụng sóng được tính thông qua biểu thức với k là số bụng sóng có trên đoạn MB, không tính nửa bụng tại M. 5. Điều kiện có sóng dừng • Khi hai đầu đều là nút sóng thì chiều dài dây phải thỏa mãn , với k là số bụng sóng có trên dây • Khi một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng thì chiều dài dây phải thỏa mãn , với k là số bụng sóng có trên dây * Chú ý : - Khi hai đầu là nút sóng thì số nút sóng = số bụng sóng +1 - Khi một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng thì số nút sóng = số bụng sóng - nếu một đầu dây được gắn với âm thoa để tạo sóng dừng thì đầu dây đó luôn là nút sóng, việc xác định tính chất của hai đầu dây chủ yếu là xác định được đầu còn lại là nút hay bụng. Nếu đề bài cho đầu còn lại cố định thì nó là bụng, còn nếu đầu còn lại lơ lửng thì đó là bụng sóng. 6. Ứng dụng của sóng dừng - Sóng dừng được ứng dụng để đo tốc độ truyền sóng. 7. Các ví dụ điển hình Ví dụ 1: Một sợi dây AB dài ℓ = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định. Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bó sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây. * Hướng dẫn giải: Đầu A là một nút, B cũng là nút nên ta có điều kiện , với k = 4. Thay số ta được: Vậy tốc độ truyền sóng trên dây là v = 24 (m/s) Ví dụ 2: Sóng dừng trên dây AB với chiều dài 0,16 m , đầu B cố định, đầu A dao động với tần số 50 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s. a. Tính số bụng sóng và số nút sóng. b. Biểu thức xác định vị trí các nút sóng và bụng sóng. * Hướng dẫn giải: a. Bước sóng: Hai đầu A, B cố định nên có điều kiện: Vậy trên dây có 4 bụng sóng và 5 nút sóng. b. Chọn B làm gốc tọa độ, do khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là nên vị trí các nút sóng xác định từ biểu thức Giữa hai nút và bụng liền nhau hơn nhau nên vị trí các bụng sóng xác định từ biểu thức: Biên soạn Thầy Đặng Việt Hùng – BK Hà Nội Di chuyển nút trượt để tăng cỡ chữ Sóng dừng [ 20.10.2011 12:27 | 331 lần đọc ] Tại sao gọi là sóng dừng, sóng dừng về cơ bản khác sóng chạy ở điểm nào. Căn cứ vào đặc điểm gì để phân biệt sóng dừng thông qua phương trình của nó. từ đó cho biết trong hiện tượng sóng dừng có sự truyền năng lượng không? I. SÓNG DỪNG 1. Khái niệm sóng phản xạ Sóng phản xạ là sóng khi lan truyền thì gặp một vật cản cố định. 2. Đặc điểm của sóng phản xạ - Sóng phản xạ có cùng biên độ, tần số với sóng tới - Sóng phản xạ có dấu ngược với sóng tới (ngược pha với sóng tới) 3. Khái niệm về sóng dừng - Nóng dừng là sóng có các bụng và nút sóng cố định - Bụng sóng là những điểm có biên độ dao động cực đại - Nút sóng là những điểm có biên độ dao động cực tiểu 4. Thiết lập phương trình sóng dừng Giả sử có một nguồn âm đặt tại A để tạo thành sóng dừng. Xét dao động của một phần tử M đặt cách đầu B cố định một khoảng d • Giả sử vào thời điểm t, sóng đến B có phương trình , khi đó phương trình sóng tới tại M là • Phương trình sóng phản xạ tại B có phương trình , khi đó phương trình sóng phản xạ tại M là Tại M nhận được sóng tới và sóng phản xạ, các sóng này thỏa mãn điều kiện giao thoa nên phương trình dao động tổng hợp tại M là: Từ phương trình dao động tổng hợp tại M ta có biên độ dao động tổng hợp là: ► Biên độ dao động đạt cực đại (hay tại M là bụng sóng) khi: Khi đó khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp là: Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai bụng sóng là: ► Biên độ dao động đạt cực tiểu (hay tại M là nút sóng) khi: Khi đó khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp là: Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai nút sóng là: * Nhận xét : - Do các bụng và nút sóng cách đều nhau nên khoảng cách gần nhất giữa một bụng sóng và một nút sóng là: - Nếu M là nút sóng thì vị trí của các nút sóng được tính thông qua biểu thức với k là số bụng sóng có trên đoạn MB – Nếu M là bụng sóng thì vị trí của các bụng sóng được tính thông qua biểu thức với k là số bụng sóng có trên đoạn MB, không tính nửa bụng tại M. 5. Điều kiện có sóng dừng • Khi hai đầu đều là nút sóng thì chiều dài dây phải thỏa mãn , với k là số bụng sóng có trên dây • Khi một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng thì chiều dài dây phải thỏa mãn , với k là số bụng sóng có trên dây * Chú ý : - Khi hai đầu là nút sóng thì số nút sóng = số bụng sóng +1 - Khi một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng thì số nút sóng = số bụng sóng - nếu một đầu dây được gắn với âm thoa để tạo sóng dừng thì đầu dây đó luôn là nút sóng, việc xác định tính chất của hai đầu dây chủ yếu là xác định được đầu còn lại là nút hay bụng. Nếu đề bài cho đầu còn lại cố định thì nó là bụng, còn nếu đầu còn lại lơ lửng thì đó là bụng sóng. 6. Ứng dụng của sóng dừng - Sóng dừng được ứng dụng để đo tốc độ truyền sóng. 7. Các ví dụ điển hình Ví dụ 1: Một sợi dây AB dài ℓ = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định. Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bó sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây. * Hướng dẫn giải: Đầu A là một nút, B cũng là nút nên ta có điều kiện , với k = 4. Thay số ta được: Vậy tốc độ truyền sóng trên dây là v = 24 (m/s) Ví dụ 2: Sóng dừng trên dây AB với chiều dài 0,16 m , đầu B cố định, đầu A dao động với tần số 50 Hz. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s. a. Tính số bụng sóng và số nút sóng. b. Biểu thức xác định vị trí các nút sóng và bụng sóng. * Hướng dẫn giải: a. Bước sóng: Hai đầu A, B cố định nên có điều kiện: Vậy trên dây có 4 bụng sóng và 5 nút sóng. b. Chọn B làm gốc tọa độ, do khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là nên vị trí các nút sóng xác định từ biểu thức Giữa hai nút và bụng liền nhau hơn nhau nên vị trí các bụng sóng xác định từ biểu thức: Biên soạn Thầy Đặng Việt Hùng – BK Hà Nội dgsdg

---

Nguyễn Quang Trung @ 07:47 01/11/2011
Số lượt xem: 631