Bài 8. Giao thoa sóng
Câu 1: SGK Vật lí 12 (trang 45)
Hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì?
Hướng dẫn giải
Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn triệt tiêu nhau.
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 45
Nêu công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa.
Hướng dẫn giải
Các cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng:
d2 – d1 = k.λ ; (k = 0, ±1,±2,…)
Câu 3: SKG Vật lí 12, trang 45
Nêu công thức xác định vị trí các cực tiểu giao thoa.
Hướng dẫn giải
Các 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:
d2 – d1 = (k + $\frac{1}{2}$) .λ ; (k = 0, ±1,±2,...)
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 45
Nêu điều kiện giao thoa
Hướng dẫn giải
Điều kiện để có giao thoa:
Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì 2 nguồn sóng cần phải:
- Dao động cùng phương, cùng tần số (chu kì).
- Có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
(Hai nguồn kết hợp)
Câu 5: SGK Vật lí 12, trang 45
Chọn câu trả lời đúng
Hiên tượng giao thoa là hiện tượng
A. giao nhau của hai sóng tại một điểm của môi trường.
B. tổng hợp của hai dao động.
C. tạo thành các gợn lồi, gợn 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.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 45: 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.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D.
Câu 7: SGK Vật lí 12, trang 45
Trong thí nghiệm ở Hình 8.1, tốc độ truyền sóng là 0,5 m/s, cần rung có tần số 40 Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn S1S2.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt:
Tốc độ truyền sóng: v = 0,5 m/s
Tần số: f = 40 Hz
Xác định khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa trên đoạn S1S2?
Bài giải:
Bước sóng là: λ = $\frac{v}{f}$ = $\frac{0,5}{40}$ = 0,0125 (m)
Do: khoảng cách giữa 2 cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn S1S2 = khoảng cách giữa 2 cực tiểu giao thoa cạnh nhau trên đoạn S1S2 = $\frac{\lambda }{2}$.
$\Rightarrow $ Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa trên đoạn S1S2 là:
d = $\frac{\lambda }{2}$ = $\frac{0,0125 }{2}$ = 0,00625 (m) = 0,625 (cm).
Câu 8: SGK Vật lí 12 trang 45
Trong thí nghiệm ở Hình 8.1, 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 rung là 26 Hz, hãy tính tốc độ truyền sóng.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt:
S1S2 = 11 (cm)
S1 , S2 đứng yên
Giữa đoạn S1S2 có 10 điểm đứng yên khác
f = 26 Hz
Tính tốc độ truyền sóng v?
Bài giải
Gọi M là điểm bất kì thuộc đoạn S1S2
Khoảng cách từ M đến S1 là d1 , đến S2 là d2.
Để tại M là cực tiểu giao thoa (đứng yên) thì hiệu đường truyền đến S1, S2 phải thỏa mãn phương trình:
d2 – d1 = (k + $\frac{1}{2}$). λ
Mà M $\in$ S1S2 nên, ta có:
$ \left | d_{2} - d_{1} \right |$ $\leq $ S1S2
$ \Leftrightarrow $ - S1S2 $\leq $ d2 - d1 $\leq $ S1S2
$\Leftrightarrow $ - S1S2 $\leq $ (k + $\frac{1}{2}$) $\leq $ S1S2 (*)
Do tính đối xứng của điều kiện (*) và giữa đoạn S1S2 có 10 điểm đứng yên khác nên khi M $\equiv $ (hoặc S2 ) thì
d2 – d1 = S1S2 (hoặc - S1S2) và k= $\pm $5
$\Rightarrow $ 11.10^{-2} = (5 + $\frac{1}{2}$).$\lambda$
$\Leftrightarrow $ 11.10^{-2} = 5,5.$\frac{v}{f}$
$\Leftrightarrow $ v = $\frac{11.10^{-2}.f}{5.5}$ = $\frac{11.10^{-2}.26}{5.5}$ = 0,52 (m)