Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Chương II, Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

CHƯƠNG II 
 SÓNG CƠ – SÓNG ÂM 
Chúng ta cùng quan sát 
các hình ảnh sau: 
CHƯƠNG II: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM 
Bài : CĐTH : SÓNG CƠ GIAO THOA SÓNG & SÓNG DỪNG 
NỘI DUNG BÀI HỌC: 
Tiết 1 
I. SÓNG CƠ: 
 1) Thí nghiệm: 
 2) Định nghĩa: 
 3) Phân loại: 
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MỘT SÓNG HÌNH SIN: 
 1) Sự truyền của một sóng hình sin: 
 2) Các đặc trưng của một sóng hình sin: 
III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG 
M ũ i nh ọ n S 
C ầ n rung 
 Quả bóng 
M 
O 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
1) Thí nghiệm: 
Chậu nước 
Ê tô 
Cần rung 
Mũi S 
ÊTÔ 
O 
M 
x 
Quan sát hiện tượng 
O 
Quan sát mặt nước 
và quả bóng ta thấy hiện tượng gì? 
Khi nguồn O dao động: 
-Trên mặt nước xuất hiện những vòng tròn đồng tâm lồi lõm xen kẽ lan rộng dần tạo thành sóng nước. 
- Còn quả bóng không bị đẩy đi xa O mà chỉ dao động lên xuống tại chỗ. 
Cần rung 
Mũi S 
ÊTÔ 
O 
M 
x 
Giải thích hiện tượng? 
Sóng cơ là gì? 
 Soùng cô laø dao ñoäng c ơ lan truyeàn trong moät moâi tröôøng . 
2) Định nghĩa: 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
Truyền 1 dao động 
Truyền nhiều dao động 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
vùng bị Nén 
vùng bị dãn 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
Phöông truyeàn soùng 
Phöông dao ñoäng 
Phöông truyeàn soùng 
Phöông dao ñoäng 
 Thế nào là sóng ngang? 
Thế nào là sóng dọc? 
- Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. 
C / ý : Sóng ngang truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng . 
Phương dao động 
Phương truyền sóng 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
3) SÓNG NGANG: 
- Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng . 
 C /ý : Sóng dọc truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí. 
Phương dao động 
Phương truyền sóng 
Bài 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 
I. SÓNG CƠ: 
4) Sóng dọc : 
Chú ý : Sóng cơ ( sóng ngang và sóng dọc ) không truyền được trong chân không 
Sợi dây có hình dạng như một đường hình sin 
Hãy nhận xét về hình dạng sợi dây? 
 Vaäy: Khi soùng truyeàn ñi thì caùc phaân töû vaät chaát khoâng truyeàn ñi, maø chæ dao ñoäng taïi choã. 
t = 0 
t = 
t = 
t = 
t = T 
A 
E 
D 
C 
B 
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MỘT SÓNG HÌNH SIN : 
 1) Sự truyền của một sóng hình sin: 
B 
C 
D 
E 
Chú ý: Trong quá trình truyền sóng cơ, các phần tử của môi trường chỉ dao động tại chỗ mà không bị lôi cuốn theo sóng, chỉ có pha dao động được lan truyền . 
 Quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền dao động. 
E 
G 
A 
H 
A 
E 
G 
H 
 Sau hai chu kỳ dao động sóng truyền được từ A đến G . 
 Sau ba chu kỳ dao động sóng truyền được từ A đến H. 
a) Biên độ A của sóng : 
Là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. 
2. Các đặc trưng của một sóng hình sin 
b) Chu kì T & Tần số f của sóng: 
 Chu kì (T): Là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. 
Tần số (f): 
 c) Tốc độ truyền sóng v: Là tốc độ v lan truyền dao động trong môi trường 
v 
Chú ý : Đối với mỗi môi trường nhất định thì tốc độ lan truyền là không đổi 
d) Bước sóng  : 
 Bước sóng  là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ T . 
 = v. T = 
v 
 f 
A 
E 
G 
H 
 
Chú ý : Hai phần tử cách nhau một bước sóng  (dọc theo phương truyền sóng ) thì dao động cùng pha , cách nhau nửa bước sóng ( /2 ) thì dao động ngược pha . 
e) Năng lượng sóng: 
- Là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua. 
- Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. 
Năng lượng sóng là gì? 
-Xét 1 sóng hình sin có 1 điểm M nằm trên phương truyền sóng và cách nguồn sóng O một khoảng OM = x 
* 
* 
x 
+Nếu p.trình sóng tại nguồn O là: 
+ Thì p.trình sóng tại M do O truyền tới: 
O 
M 
III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG: 
Vậy ta có phương trình 
Phương trình ( 1) là phương trình của một sóng hình sin truyền theo trục x. 
Phương trình cho biết li độ u của phần tử có tọa độ x vào thời điểm t. 
x: là khoảng cách từ nguồn O tới điểm M 
 và λ = vT , 
(1) 
 t = 
x 
v 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 1: Phương trình truyền sóng trong một môi trường từ một nguồn O đến điểm M cách nguồn một khoảng x (tính bằng m): 
Tìm biên độ và chu kì sóng? 
Tìm tốc độ truyền sóng? 
HƯỚNG DẪN 
a. A = 5 cm; 
b.Từ phương trình 
Câu 2: Một dây đàn hồi nằm ngang có điểm A dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: 
Pha dao động của A truyền dọc theo dây với vận tốc 50 cm/s. Viết phương trình dao động của M cách A một đoạn 25cm? 
HƯỚNG DẪN 
Ta có: 
Công nghệ khai thác năng lượng sóng biển, nhằm góp phần hạn chế tối đa sự phát thải khí CO2 vào môi trường sống. Nhiều quốc gia đã có nhà máy điện dùng năng lượng sóng biển. Việc này có thể áp dụng tốt ở vùng biển nước ta, theo số liệu khảo sát của Viện Năng lượng, Viện Khoa hoc, công nghệ Việt Nam. Sóng biển tạo ra nguồn năng lượng vô tận. Các kết quả tính toán cho thấy năng lượng sóng dọc dải ven bờ của nước ta rất phong phú. Dòng năng lượng trung bình yếu nhất đạt 15kW/m; mạnh nhất 30kW/m. Cụ thể vịnh Hạ Long, Quảng Ninh, vịnh Gành Rái, Bà Rịa - Vũng Tàu hội tụ đủ ba yếu tố: Mật độ năng lượng GWh/km2; tiềm năng GWh; hiệu suất GWh/km. Đủ điều kiện để xây dựng nhà máy thủy điện thủy triều. Đã có nhiều nước trên thế giới đang khai thác nguồn năng lượng sạch này góp phần tích cực, mục đích giảm phát thải CO2 bằng các công nghệ thiết bị dưới đây: 
Trạm điện sóng biển đầu tiên tại Hawaii. 
Trạm điện sóng biển tại Na Uy. 
Đan Mạch đã cho ra đời thiết bị Wavestar sử dụng sóng biển để tạo ra năng lượng. 
Đan Mạch đã cho ra đời thiết bị Wavestar sử dụng sóng biển để tạo ra năng lượng. 
HỆ THỐNG KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ SÓNG BIỂN CỦA AUSTRALIA 
NỘI DUNG CẦN NẮM 
1. Sóng cơ 
Khái niệm 
Phân loại 
Môi trường truyền sóng 
2. Những đại lượng đặc trưng của sóng 
Chu kỳ, tần số 
Biên độ 
Bước sóng 
Tốc độ truyền sóng 
Năng lượng 
3. Công thức liên hệ 
 :Bước sóng (m) 
CỦNG CỐ VÀ VẬN DỤNG 
Câu 1: Chọn phát biểu đúng 
Sóng trên mặt nước là sóng ngang. 
Sóng ngang có phương dao động trùng với phương truyền sóng. 
Sóng dọc có phương dao động vuông 
góc với phương truyền sóng. 
Sóng cơ học truyền được trong chân 
không. 
A 
B 
C 
D 
Câu 2: Chọn phát biểu đúng 
Chất rắn và bề mặt chất lỏng truyền được 
cả sóng ngang và sóng dọc. 
Chỉ có chất khí mới truyền được 
sóng ngang. 
Sự truyền sóng cũng làm vật chất 
truyền theo. 
Vận tốc truyền sóng ngang lớn hơn 
vận tốc truyền sóng dọc. 
A 
B 
C 
D 
Câu 3: Quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ dao động của sóng gọi là 
A. Vận tốc truyền 
B. Bước sóng 
C. Chu kỳ 
D. Tần số 
Câu 4: Một sóng có tần số 120 Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60 m/s, thì bước sóng của nó là bao nhiêu ? 
 A. 1,0 m 
 B. 2,0 m 
 C. 0,5 m 
 D. 0,25 m 
Câu 5: Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta căn cứ vào : 
A.Phương truyền sóng 
B.Tần số của sóng 
C.Phương dao động 
D.Phương dao động và phương truyền sóng. 
Caâu 6 : Moät quan saùt vieân ñöùng ôû bôø bieån thaáy soùng treân maët bieån coù khoaûng caùch giöõa 5 ngoïn soùng lieân tieáp laø 12 m. Böôùc soùng laø 
12 m.	 B . 1,2 m.	 
C . 3 m. 	 D . 2,4 m.