Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 9: Sóng dừng (Chân trời sáng tạo)

Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 9: Sóng dừng

A. Lý thuyết

l. Sự phản xạ sóng

1. Sự phản xạ sóng

Khi gặp vật cản, sóng sẽ bị phản xạ. Sóng được truyền từ nguồn phát đến vật cản được gọi là sóng tới, sóng được truyền ngược lại từ vật cản được gọi là sóng phản xạ.

- Sóng tới và sóng phản xạ có cùng tần số, cùng bước sóng.

- Trong trường hợp đầu dây cố định, tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới (hình 9.2a).

- Trong trường hợp đầu dây tự do, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới (hình 9.2b).

ll. Hiện tượng sóng dừng

1. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng

Thí nghiệm được bố trí như hình 9.3. Nối đầu dây A vào máy phát tần số, đầu còn lại của dây được gắn cố định vào giá đỡ. Bật máy phát tần số, điều chỉnh tần số dao động phù hợp để xuất hiện hình ảnh sóng ổn định. Điều chỉnh tần số máy phát, điều chỉnh chiều dài của dây để thay đổi hình dạng sóng ổn định trên dây.

Kết quả cho thấy trên dây xuất hiện các điểm dao động với biên độ cực đại, có điểm dao động với biên độ cực tiểu.

2. Giải thích hiện tượng sóng dừng

· Tại bụng sóng – điểm dao động với biên độ cực đại, sóng tới và sóng phản xạ cùng pha;

· Tại nút sóng – điểm đứng yên, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha.

· Sóng có các nút sóng và bụng sóng cố định trong không gian gọi là sóng dừng.

Biên độ sóng tại điểm M đến một đầu cố định: $A_M=2A\left|\cos \left(\frac{2\mathrm{\pi d}}{\lambda }+\frac{\pi }{2}\right)\right|$

Vị trí bụng sóng: $d=\left(k+\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda }{2}$ (k = 0, 1, 2, …)

Vị trí nút sóng: $d=k\frac{\lambda }{2}$ (k = 0, 1, 2, …)

Trong đó, d là khoảng cách từ một điểm trên dây đến một đầu dây.

Bụng sóng và nút sóng xen kẽ và cách đều nhau. Hai nút sóng liên tiếp hoặc hai bụng sóng liên tiếp cách nhau một khoảng bằng nửa bước sóng.

lll. Điều kiện để có sóng dừng

1.Trường hợp sợi dây có hai đầu cố định

Chiều dài sợi dây phải bằng số nguyên lần nửa bước sóng: $l=n\frac{\lambda }{2}$ với n = 1, 2, 3,…

Tần số của nguồn dao động: $f=n\frac{v}{2l}$

Xét sóng âm, ta có:

+ Khi n = 1: $f=n\frac{v}{2l}$ được gọi là hoạ âm bậc 1 (âm cơ bản)

+ Tổng quát: f_n = nf₁ được gọi là hoạ âm bậc n.

2. Trường hợp dây có một đầu cố định, một đầu tự do

Chiều dài sợi dây thoả mãn: $l=\left(2n+1\right)\frac{\lambda }{4}=m\frac{v}{4f}$ (m = 1, 3, 5,…)

Tần số của nguồn dao động: $f=m\frac{v}{4l}$

Xét sóng âm, ta có

+ Khi m = 1: $f_1=\frac{v}{4l}$ được gọi là hoạ âm bậc 1 (âm cơ bản).

+ Tổng quát: $f_m=m{f}_1$ được gọi là hoạ âm bậc m.

B. Bài tập 

Đang cập nhật......

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 7: Sóng điện từ

Lý thuyết Bài 8: Giao thoa sóng

Lý thuyết Bài 11: Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện

Lý thuyết Bài 12: Điện trường

Lý thuyết Bài 13: Điện thế và thế năng điện