Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 8: Giao thoa sóng

KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔKÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ!KIỂM TRA BÀI CŨCâu 1. Sóng cơ là A. Sự truyền chuyển động của các phần tử trong một môi trường B. Những dao động cơ lan truyền trong 1 môi trườngC. 1 dạng chuyển động đặc biệt của môi trường D. Những dao động của mọi điểm trong 1 môi trường KIỂM TRA BÀI CŨCâu 3. Sóng dọc là:	A. Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian.B. Sóng truyền trên dây đàn hồi.	C. Chỉ truyền trong không khí.D. Sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.Câu 4. Sóng ngang truyền được trong các môi trường nào?A. Rắn và lỏng B. Lỏng và khí C. Khí và rắn D. Rắn, lỏng và khí KIỂM TRA BÀI CŨCâu 5. Một sóng âm có tần số 200Hz lan truyền trong môi trường nước với vận tốc 1500m/s. Bước sóng của sóng này trong môi trường nước là: A. 30,5m.	 B. 7,5m.	 C. 3km.	D. 75m.λ= v / f = 7,5mMỜI CÁC BẠN XEM VIDEOI. Sãng c¬:1. ThÝ nghiÖm: S2 S1PDụng cụ: +Cần rung có gắn hai mũi nhọn S1, S2 cách nhau vài cm+Chậu nướcBài 8: GIAO THOA SÓNGI. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚCThí nghiệmTiến hành:Cho cần rung dao độngS1S2 Bài 8: GIAO THOA SÓNGI. HIÊN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC1.Thí nghiệm:2. Giải thích:Vân giao thoaTại sao trong vùng hai sóng gặp nhau, có những điểm nước đứng yên và có những điểm nước dao động rất mạnh ?I. HIÊN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚCBài 8: GIAO THOA SÓNGI. HIÊN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚCBài 8: GIAO THOA SÓNGTrong vùng hai sóng gặp nhau, có những điểm nước đứng yên vì tại đó hai sóng gặp nhau và triệt tiêu lẫn nhau; còn có những điểm nước dao động rất mạnh vì hai sóng gặp nhau và tăng cường lẫn nhau. Thế nào là hiện tượng giao thoa sóng?Là hiện tượng hai sóng gặp nhau thì có những điểm chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu lẫn nhau.S1S2Vân giao thoaBài 8: GIAO THOA SÓNGII. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa (giảm tải) :Phương trình sóng truyền từ S1 đến M:Giả sử hai sóng tại S1 và S2 có cùng biên độ, tần số f, cùng pha dao động Phương trình sóng truyền từ S2 đến M:II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa (giảm tải) :Sóng tổng hợp tại M:Biên độ dao động tổng hợp tại M là:II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂUDao động của một điểm trong vùng giao thoaVị trí cực đại và cực tiểu giao thoa Điều kiện:Những điểm dao động với biên độ cực đại có hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sónga) Vị trí các cực đại giao thoaChú ý:S1S2?Vân giao thoa cực đại ứng với k = 0có đặc điểm gì?? Khoảng cách 2 vân cực đại liên tiếp:+Đường cực đại ứng với k = 0 (cực đại trung tâm) là đường thẳng, trùng với đường trung trực của S1S2 nhận làm trục đối xứng của họ hypebol.Chú ý:S1S2k=0K=1K=-1K=-2K=2+Trên S1S2, khoảng cách giữa 2 vân cực đại liên tiếp bằng b)Vị trí các cực tiểu giao thoaĐiều kiện: Những điểm dao động với biên độ cực tiểu khi có hiệu đường đi bằng một số nửa nguyên lần bước sóng.Chú ý:S1S2K=1K=-1+Trên S1S2, khoảng cách giữa 2 vân cực tiểu liên tiếp bằng+Trên S1S2, khoảng cách giữa 2 vân cực đại và cực tiểu liên tiếp bằng k=0K=-2k=02-21-11k=0-1-2S1S2Vân giao thoaCác vân cực tiểu giao thoa nằm xen kẽ các vân cực đại giao thoa,đối xứng nhau qua cực đại trung tâmVân cực đại thứ 2Vân cực tiểu thứ 2Vân cực đại trung tâmIII. ĐIỀU KIỆN GIAO THOA. SÓNG KẾT HỢPĐiều kiện giao thoa:- Hai sóng phải là hai sóng kết hợp- Hai sóng kết hợp là hai sóng được gây ra bởi 2 nguồn kết hợpVậy:Hiện tượng giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc triệt tiêu- Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có:+ Dao động cùng phương, cùng tần số.+ Hiệu số pha ( độ lệch pha) không đổi theo thời gian.Chú ý: Khoảng cách giữa hai đường cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp bằng Khoảng cách giữa đường cực đại hoặc cực tiểu gần nhất bằng Xác định số điểm cực đại, cực tiểu trên đường nối giữa hai nguồn ( hai nguồn đồng bộ hay hai nguồn đồng pha, cùng biên độSố điểm cực đại Số điểm cực tiểu Có phải chỉ có nước tạo ra sóng và giao thoa ? Các em ai cũng nghe, nói ,học xung quanh ta tồn tại lực hấp dẫn (trường hấp dẫn) phải không ?Lực hấp dẫn (trường hấp dẫn) liên quan sóng hấp dẫn? Năm 1915, Einstein công bố Thuyết tương đối rộng, trong đó đưa ra một ý tưởng rằng cái được gọi là lực hấp dẫn chỉ đơn giản là những đường cong trên bề mặt không - thời gian. Và thứ đã làm cong được không gian chính là vật chất, trong đó mật độ vật chất càng lớn, độ cong càng tăng. Sự di chuyển đó sẽ phát ra các năng lượng dưới dạng sóng, có thể truyền đi rất xa trong vũ trụ ở tốc độ ánh sáng. Ông gọi đó là "sóng hấp dẫn" - Gravitational waves.Và mọi chuyện đã thay đổi vào ngày 11/2/2016, khi khoa học lần đầu tiên quan sát trực tiếp được sóng hấp dẫn, dựa vào Đài Quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO)Đã chứng minh phỏng đoán của bác học thiên tài Albert Einstein trong lý thuyết về lực hấp dẫn của ông và nghiên cứu đó đã đạt giải thưởng Nobel Vật lý 2017 . Đó là 3 nhà khoa học Rainer Weiss, Barry C. Barish và Kip S. Thorne "Cách đây rất lâu, sâu thẳm trong vũ trụ một vụ va chạm giữa hai hố đen đã tạo ra sóng hấp dẫn". Khoảng đó xa đến nỗi, phải mất đến tận 1,3 tỉ năm ánh sáng, chính xác hơn là ngày 14-9-2015, nó mới đến được Trái đất và được ghi nhận bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO).Giáo sư Rainer Weiss - người vừa đồng đoạt giải Nobel Vật lý 2017 - Ảnh: REUTERSTiến sĩ Rainer Weiss, giáo sư Vật lý trường MIT (trái) và tiếp sĩ Kip Thorne của trường Caltech là hai trong ba người vừa chia giải Nobel Vật lý 2017 - Ảnh: REUTERS“Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn đã mở ra bước ngoặt lớn cho công cuộc chinh phục vũ trụ của loài người”“Phát hiện của họ đã làm đảo lộn cả thế giới““Tiếng vọng từ Sáng thế".Thông báo của Ủy ban Nobel Vật lýVới việc xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn, chúng ta cũng chính thức xác nhận luôn một điều: Mọi vật trong vũ trụ đều có thể bẻ cong không - thời gianLIGO là gì?Bài viết Tiếng vọng từ Sáng thế trên báo Tuổi Trẻ Cuối tuần số ra ngày 12-12-2016 có giải thích LIGO là một thiết bị khổng lồ vô cùng tinh xảo. Máy dò sóng hấp dẫn LIGO là hai đường ống dài khoảng 4km, nối với nhau hình chữ L. Ống được hút chân không cực cao, chỉ còn 1 phần ngàn tỉ áp suất không khí bình thường. Trong mỗi ống có một chùm tia laser được chiếu liên tục. Hai chùm tia gặp nhau ở góc chữ L. Một trung tâm thí nghiệm của LIGOSóng tổng hợp tại M:Biên độ dao động tổng hợp tại M là:Hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng Vị trí các cực đại giao thoa Vị trí các cực tiểu giao thoaHiệu đường đi bằng một số nửa nguyên lần bước sóng.Số điểm cực đạiSố điểm cực tiểuTRẢ LỜI CÁC CÂU: 34,35,36,37,39,41 QUYỂN DC Câu 34. Để khảo sát giao thoa sóng cơ, người ta bố trí trên mặt nước nằm ngang hai nguồn kết hợp S1 và S2. Hai nguồn này dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, cùng pha. Xem biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽA. dao động với biên độ bằng nửa biên độ cực đại.B. dao động với biên độ cực tiểu.C. dao động với biên độ cực đại. D. không dao động.Câu 35. Trong sự giao thoa sóng trên mặt nước của hai nguồn kết hợp, cùng pha, những điểm dao động với biên độ cực đại có hiệu khoảng cách từ đó tới các nguồn với k = 0, 1, 2,... có giá trị là:A. d2 – d1 = k B. d2 – d1 = 2k.λ 	 C. d2 – d1 = (k +1/2)λ D. d2 – d1 = k.λCâu 36. Hai nguồn kết hợp là 2 nguồn phát sóng có:A. Cùng tần số và cùng biên độ. B. Cùng biên độ khác tần số.C. Cùng biên độ và độ lệch pha ko đổi theo thời gian. D. Cùng tần số độ và độ lệch pha ko đổi theo thời gian.Câu 37. Điều kiện để có giao thoa sóng là hai sóng cùng phương:A. chuyển động ngược chiều giao nhau.	 B. cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.C. cùng bước sóng giao nhau.	 D. cùng biên độ và cùng tốc độ giao nhau.Câu 39. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz. Tại một điểm M cách A, B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là: A. 20cm/s B. 26,7cm/s C. 40cm/s D. 53,4cm/s Câu 41. Âm thoa điện mang một nhánh chĩa hai dao động với tần số 100Hz, chạm mặt nước tại hai điểm S1,S2. Khoảng cách giữa hai điểm S1S2 = 19,6cm. Tốc độ truyền sóng nước là 2,2m/s. Số gợn sóng trong khoảng giữa S1S2là:A.8	B. 11	C. 14	D. 17DẶN DÒXem lại * Sóng cơ là gì ? Môi trường truyền? * Thế nào là giao thoa sóng?điều kiện giao thoa? * Biên độ 1 điểm trong vùng giao thoa? * Vị trí cực đại,cực tiểu trong vùng giao thoa? * Các giá trị k ở các vân? Khoảng cách các vân?Đọc trước Bài: ” SÓNG DỪNG“ + Sự phản xạ sóng?(các trường hợp) + Sóng dừng? Đặc điểm? Điều kiện?