ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG CƠ

Chủ đề này gồm có 5 vấn đề: Sóng cơ, phân loại sóng cơ, những đại lượng đặc thù cho sóng cơ, phương trình sóng từ 1 nguồn truyền đến một điểm, độ lệch sóng giữa nhị điểm trên phương truyền sóng

A. LÍ THUYẾT

1. Khái niệm, lý do và môi trường truyền sóng cơ

a. Định nghĩa:

– Sóng cơ là dao động cơ được lan truyền trong một môi trường thiên nhiên vật chất

b. Tại sao hình thành sóng cơ là :

– bởi vì lực liên kết bọn hồi giữa các phân tử, lực căng bề mặt (trong trường phù hợp sóng cơ cùng bề mặt nước)

c. Môi trường truyền sóng cơ:

– Sóng cơ truyền vào các môi trường thiên nhiên Rắn, Lỏng, Khí và mặt phẳng chất lỏng.

Bạn đang xem: Sóng vật lý 12

- ko truyền được vào chân không.

d. Trong quy trình truyền sóng:

– quá trình truyền sóng là quy trình truyền pha xê dịch ; truyền năng lượng

– Trong quá trình truyền sóng: các thành phần không truyền đi theo sóng mà xê dịch xung xung quanh vị trí cân nặng bằng

2. Phân một số loại sóng cơ

SÓNG NGANG

SÓNG DỌC

Khái niệm:Là sóng gồm phương xê dịch vuông góc với phương truyền sóng

Khái niệm: Là sóng tất cả phương giao động trùng với phương truyền sóng

Nguyên nhân: Do biến tấu uốn cùng lực căng bề mặt

Nguyên nhân: Do biến dị kéo hoặc nén

Môi trường: vào các môi trường rắn và bề mặt chất lỏng

Môi trường: Trong môi trường thiên nhiên rắn, lỏng, khí

3. Những đại lượng đặc trưng cho sóng cơ.

a. Tần số sóng:

+ Định nghĩa: Tần số sóng là tần số xấp xỉ của các bộ phận = tần số của nguồn

– Kí hiệu: f (Hz)

+ Tần số sóng chỉ phụ thuộc nguồn cơ mà không dựa vào vào môi trường

b .Biên độ với năng lượng:

– Là biên độ giao động của các phần tử vật hóa học của môi trường xung quanh tại điểm tất cả sóng truyền qua.

asóng=adao động

– Kí hiệu: A (m, cm..)

Chú ý:– lúc giải bài bác tập về sóng thì coi biên độ sóng là ko đổi

c. Vận tốc truyền sóng

– Định nghĩa: vận tốc truyền sóng là vận tốc truyền pha dao động

– Kí hiệu: v (m/s, cm/s…)

Chú ý:

+ tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào vào môi trường(bản chất, mật độ, lực liên kết, nhiệt độ độ)

(Thông hay trong môi trường càng đặc sóng cơ truyền càng nhanh

*
V_long>V_khi" />. Tốc độ truyền sóng trên gai dây tỉ lệ thành phần thuận với
*
)

+ Phân biệt tốc độ truyền sóng và vận tốc dao động của các phần tử


d. Cách sóng:

– Định nghĩa:

C1: Là quãng con đường sóng truyền được vào một chu kì :

Công thức:

*

Trong đó: v: vận tốc truyền sóng; T: chu kỳ sóng; f: tần số sóng

C2: Là khoảng cách ngắn độc nhất vô nhị giữa hai điểm giao động cùng pha (Hai đỉnh sóng, hai hõm sóng)

– Kí hiệu:

*
(m, cm..)



4. Phương trình sóng xuất phát từ một nguồn truyền mang lại một điểm.

Nếu

*

=>

*

(Với

*
fracdv" />tức là
*
" />
thời gian sóng truyền tự 0 cho tới M)

Nhận xét:Sóng cơ có tính tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T và tuần hoàn theo không gian với chu kỳ

*
.

5. Độ lệch pha giữa nhị điểm bên trên phương truyền sóng

a. Độ lệch pha:

– quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, càng ngơi nghỉ xa nguồn càng xấp xỉ trễ pha

– Độ lệch pha giữa nhị điểm bất kỳ cách nguồn

*
*
:
*

=> Nếu bọn chúng nằm trên cùng một phương truyền sóng:

*

b. Điều kiện để hai điểm trên và một phương truyền sóng

+ thuộc pha:

*

+ Ngược pha:

*
) contact với nhau :

+ Chu kì: T = 1f= tn- 1 (t là thời hạn nhìn thấy n đỉnh sóng).

f = 2f0 (Cần rung được bảo trì bởi một loại điện xoay chiều tất cả tần số f0)

+ vận tốc truyền sóng: v = St(s là quãng con đường sóng truyền trong thời hạn t).

+ cách sóng:λ = v.T=vf và λ = ln-1(llà khoảng cách giữa n đỉnh sóng)

Dạng 2: bài toán về độ lệch pha

– Độ lệch sóng tại nhị điểmtrên cùng một phương truyền sóngởcùng 1 thời điểm:

¨Công thức:

*

¨Điều kiện:

dao độngcùng phakhi:
*
=>
*
dao độngngược phakhi:
*
=>
*
dao độngvuông phakhi:
*
=>
*

Với k = 0, 1, 2 …Lưu ý:Đơn vị của d, x, x1, x2,

*
và v phải tương xứng với nhau.

¨Chú ý:Bài toán chuyển giới hạn: cho số lượng giới hạn của v, T,

*
; d chuyển về giới hạn của k

– Độ lệch sóng tại một điểm vào hai thời điểm t1và t2:

*

Dạng 3: Phương trình truyền sóng

-Lập phương trình

Nếu phương trình sóng tại nguồn O là

*
thì

+ Phương trình sóng trên M là

*
.


* Sóng truyền theo hướng dương của trục Ox thì:

*

* Sóng truyền theo hướng âm của trục Ox thì:

*


+Lưu ý:Đơn vị của , x, x1, x2,

*
và v phải tương ứng với nhau.

– khai thác phương trình:

– Tìm

*
tại thời khắc t; tại địa chỉ d

– Cho

*
tìm v,
*
, f

– khẳng định li độ hoặc tốc độ của một trong những phần tử tại một thời điểm tại địa chỉ d

Dạng 4: Tính tuần trả của hàm sóng (Có thể giải bằng phương pháp vẽ hình hình ảnh sóng)

a. Tuần trả theo thời gian:Xét một phần tử đồ dùng chất

– bài bác toán

*

b. Tuần trả theo không gian:Xét tại 1 thời điểm lúc ấy t không đổi


+ từ bỏ uMvà vết của vm=> pha của M

+ từ uNvà vệt của vN=> trộn của N

=> Độ lệch pha

*


*

Ví dụ 1:(Bài tập về các đại lượng đặc trưng của sóng)Một người xem 1 mẫu phao bên trên mặt hải dương thấy nó nhô cao lên 5 lần vào 8 giây cùng thấy khoảng cách 2 ngọn sóng kề nhau là 0,2m. Gia tốc truyền sóng biển bởi A.10 cm/s B.20 cm/s C.40 cm/s D.60cm/s

Hướng dẫn

Khoảng thời gian giữa 5 lần nhô là 4 chu kì => 4T = 8 => T= 2s.

Khoảng biện pháp 2 ngọn sóng kề nhau là 0,2 m =>

*

Từ

*
v=fraclambda T=0,1m/s=10cm/s" />

=> Đáp án A.

Ví dụ 2 (Bài toán về độ lệch pha):Cho một mũi nhọn S va nhẹ vào phương diện nước và xấp xỉ điều hoà với tần số

*
. Bạn ta thấy rằng nhị điểm A và B xung quanh nước cùng nằm bên trên phương truyền sóng giải pháp nhau một khoảng tầm d = 10 cm luôn luôn dao đụng ngược pha với nhau. Gia tốc truyền sóng là ( biết rằng gia tốc đó chỉ vào lúc từ 0,8 m/s cho 1 m/s)

A.v = 8cm/s B.v = 0,8cm/s C.v = 80cm/s D. V = 8m/s

Hướng dẫn

Hai điểm A với B xê dịch ngược pha cần ta có

*
*

Thực hiện tại phép đổi khác ta được

*
v=frac2 extdf2k+1" />

Thay giá trị của d = 10 cm,

*
vào ta được
*
cm/s =
*
4/(2k+1)m/s

Do

*
0,8le frac42k+1le 1frac32le kle 2" />

Chọn k = 2 => v = 0,8 m/s = 80 cm/s

Vậy vận tốc truyền sóng là v = 80 cm/s.

=> Đáp án C.

Ví dụ 3 (Bài tập về phương trình truyền sóng):Tại t = 0, đầu A của một gai dây xê dịch điều hòa cùng với phương trình

*
. Xê dịch truyền trên dây cùng với biên độ không thay đổi và tốc độ truyền sóng là v = 80 cm/s. Phương trình dao động tại điểm M phương pháp A một khoảng tầm 24 cm ?

A.

*
B.
*

C.

*
D.
*

Hướng dẫn

Từ phương trình ta có

*
lambda =fracvf=16cm/s" />

Sóng truyền từ A cho M nên dao động tại M chậm pha hơn giao động tại A

khi đó

*
varphi _M=>varphi _M=varphi _A-frac2pi dlambda =(10pi t+fracpi 2)-frac2pi .2416=10pi t-frac5pi 2\=>u_M=5cos (10pi t-frac5pi 2)cmendarray" />

Thời gian sóng truyền từ A đến M là

*

Vậy phương trình xê dịch tại M là

*

=> Đáp án D.

Ví dụ 4:Một sóng truyền theo phương AB. Tại thời khắc nào đó, hình trạng sóng được biểu diễn như hình vẽ. Biết rằng bộ phận M trên mặt nước đang tăng trưởng vị trí cân nặng bằng. Hỏi khi ấy điểm N xung quanh nước đang hoạt động như cầm nào?


A. Đang đi lên.

B. Đang đi xuống bên phải.

C. Đang đi xuống.

Xem thêm: Tại Sao Không Dùng Nước Để Dập Tắt Đám Cháy Xăng Dầu, Hóa Chất

D. Đang đi sang mặt trái.


Hướng dẫn

Từ mẫu vẽ ta thấy điểm M sẽ đi lên tức là nhận tinh thần của phần từ bên nên (Điểm K) nên điểm sáng của quá trình truyền sóng suy ra sóng truyền trường đoản cú K tới M