Giao Thoa Sóng Là Gì? Lý Thuyết Giao Thoa Sóng Và Bài Tập

1. Giao thoa sóng là gì?

Giao thoa sóng là hiện tượng kỳ lạ sự tổng hợp của 2 sóng kết hợp trong một khoảng trống, trong đó có những chỗ biên độ sóng bị giảm bớt hoặc được tăng cường .
Điều kiện để có giao thoa sóng cơ xảy ra đó là khi 2 nguồn kết hợp với nhau. Với điều kiện kèm theo là 2 nguồn này phải có cùng hiệu số pha không đổi theo thời hạn và cùng tần số .

Bạn đang đọc: Giao Thoa Sóng Là Gì? Lý Thuyết Giao Thoa Sóng Và Bài Tập

2. Hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước

Giao thoa sóng của hai mặt sóng nước là hiện tượng kỳ lạ 2 sóng gặp nhau và tạo ra những gợn sóng không thay đổi. Các gợn sóng có hình những đường hypebol hay còn gọi là vân giao thoa. Dưới đây là hình ảnh sóng giao thoa trên mặt nước .

2.1. Thí nghiệm giao thoa sóng

Tiến hành gắn 2 hòn bi nhỏ vào thành đàn hồi và cho chúng chạm mặt nước .
Khi thanh khởi đầu giao động thì 2 hòn bi A, B tạo ra trên mặt nước 2 hệ sóng Viral theo đường tròn đồng tâm lan rộng ra và trộn dần vào nhau .
Khi 2 sóng đã không thay đổi trên mặt nước sẽ có 2 nhóm đường cong. Nhóm 1 có biên độ xê dịch cực lớn và xen kẽ với một nhóm khác tại điểm đó mặt nước sẽ không giao động. Khi đó hiện tượng kỳ lạ này được gọi là giao thoa của sóng .

2.2. Nguồn kết hợp – sóng kết hợp

Khi 2 nguồn xê dịch cùng một phương, cùng pha, cùng tần số hoặc độ lệch pha không đổi theo thời hạn được gọi là nguồn kết hợp .
Hai sóng được tạo ra từ 2 nguồn kết hợp được gọi là sóng kết hợp .
Trên mặt nước có sự Viral 2 sóng kết hợp tại những điểm có sự gặp nhau của 2 sóng kết hợp ta có được sự tổng hợp của 2 sóng .

2.3. Hiện tượng giao thoa sóng

– Xét 2 nguồn AB cách nhau một khoảng chừng L có phương trình giao động là :
USD u1 = acos ( \ omega t + \ varphi 1 ) USD
Hoặc $ u2 = acos ( \ omega t + \ varphi 1 ) USD

– Xét M nằm trong vùng giao thoa và cách hai nguồn đoạn d1, d2. PT sóng tại điểm M có dạng:

PT tổng quát tại điểm M là :

Đăng ký ngay để nhận trọn bộ bí kíp ôn thi tốt nghiệp THPT môn Lý đạt 9+

3. Điều kiện giao thoa sóng

4. Phương trình giao thoa sóng

Cho PT sóng tại 2 nguồn, ta tìm những đại lượng còn lại và thay vào PT ( 1 ) .

 

5. Các dạng bài tập giao thoa sóng 

Dưới đây là những dạng bài tập giao thoa sóng thường gặp, những em hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm nhé !

5.1. Dạng 1 : Viết phương trình giao thoa sóng, tìm biên độ sóng tại 1 điểm

Ví dụ 1 : Cho 2 nguồn kết hợp A và B xê dịch phương thẳng đứng có PT uA = uB = 2 cos20πt ( mm ), vận tốc truyền sóng 30 cm / s. Biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Điểm M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt 10,5 cm và 13,5 cm. Hỏi nó có biên độ xê dịch là bao nhiêu ?
Giải :

Ví dụ 2 : Cho 2 điểm A, B trong thiên nhiên và môi trường truyền sóng với 2 nguồn phát sóng kết hợp PT uB = 8 cos ( 20 πt + π ) ( mm ), uA = 8 cos20πt ( mm ). Giữa khoảng chừng A, B có giao thoa sóng. Hỏi thành phần vật chất tại trung điểm AB giao động với biên độ bao nhiêu ?
Giải :

5.2. Dạng 2 : Cách xác lập số điểm xê dịch với biên độ cực lớn, cực tiểu

Ví dụ 1 : Hai nguồn sóng A, B giống nhau trên mặt chất lỏng cách nhau 16 cm giao động theo phương trình uA = uB = 5 cos ( 80 πt + π / 2 ) ( cm / s ), Viral trong môi trường tự nhiên với vận tốc v = 1,2 m / s. Tìm số cực tiểu, cực lớn trên đoạn thẳng nối hai nguồn .
Giải :
Ta có 2 nguồn A, B giống hệt nhau nên chúng cùng pha với nhau .

⇒ kA = 5,3 ; kB = – 5,3
⇒ k = { – 5, – 4, – 3, – 2, – 1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 }
⇒ Có 11 cực lớn trên đoạn A, B

⇒ kA = 4,8 ; kB = – 5,3
⇒ k = { – 5, – 4, – 3, – 2, – 1, 0, 1, 2, 3, 4 }
⇒ Có 10 cực tiểu trên A, B

Ví dụ 2 : Ở mặt chất lỏng hai nguồn A, B cách nhau 20 cm, giao động với PT uA = uB = 2 cos50πt ( cm ). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng 1,5 m / s. Hỏi xê dịch cực lớn, cực tiểu trên AB có bao nhiêu điểm .
Giải :

5.3. Dạng 3 : Những điểm đặc biệt quan trọng nằm trên đường trung trực 2 nguồn cùng pha

Ví dụ 1 : Cho 2 nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 cách nhau 20 cm. Cả 2 nguồn giao động với PT u2 = 5 cos ( 40 πt + π ), u1 = 5 cos40πt ( mm ) và có vận tốc truyền sóng 80 cm / s. Tính số điểm giao động trên S1S2 ?
Giải :

Ví dụ 2 : Cho 2 nguồn sóng cùng biên độ, tần số nhưng ngược pha. Khi khoảng cách giữa 2 điểm AB = 16,2 λ hãy tính số điểm đứng yên, số điểm giao động trên đoạn AB .
Giải :
Số điểm đứng trên đoạn AB là :

Tham khảo ngay bộ tài liệu tổng hợp kiến thức và hướng dẫn phương pháp giải mọi dạng bài tập xuất hiện trong đề thi Lý tốt nghiệp THPT

 

6. Bài tập trắc nghiệm giao thoa sóng

Câu 1 : Để có giao thoa sóng thì điều kiện kèm theo cần có là gì ?
A. Có 2 sóng hoạt động ngược chiều và giao nhau
B. Có 2 sóng có độ lệch pha không đổi và cùng tần số
C. Có 2 sóng có cùng một bước sóng giao nhau
D. Có 2 sóng cùng vận tốc và biên độ giao nhau
Đáp án : B

Câu 2 : Hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa 2 cực lớn liên tục nằm trên đường nối với 2 tâm sóng bằng bao nhiêu ?
A. 2 lần bước sóng
B. 1 bước sóng
C. 1 nửa bước sóng

D. ¼ bước sóng

Xem thêm: Ukraine cảnh báo đánh chìm các tàu chiến Nga

Đáp án : C

Câu 3 : Phát biểu nào không đúng khi nói về hiện tượng kỳ lạ giao thoa sóng xảy ra khi 2 sóng tạo ra từ 2 tâm sóng ?
A. Cùng pha và tần số
B. Ngược pha, cùng tần số
C. Lệch pha nhau một góc không đổi và cùng tần số
D. Cùng cùng pha và biên độ
Đáp án : D

Câu 4 : Giao thoa xảy ra khi nào ?
A. 2 sóng hoạt động ngược chiều
B. 2 giao động cùng pha, cùng chiều gặp nhau
C. 2 sóng xuất phát từ 2 nguồn giao động cùng biên độ, cùng pha gặp nhau
D. 2 sóng xuất phát từ 2 tâm giao động cùng pha gặp nhau
Đáp án : D

Câu 5 : Vân giao thoa sóng trên mặt nước sử dụng nguồn giao động với tần số 50H z khi đó ta đo được khoảng cách giữa 2 vân tối liên tục là 2 mm. Hỏi độ dài bước sóng trên mặt nước là bao nhiêu ?
A. λ = 1 mm
B. λ = 2 mm
C. λ = 4 mm
D. λ = 8 mm
Đáp án : C

Câu 6 : Tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, nguồn giao động tần số 100H z và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên là 4 mm. Tính vận tốc sóng trên mặt nước ?
A. v = 0,2 m / s
B. v = 0,4 m / s
C. v = 0,6 m / s
D. v = 0,8 m / s
Đáp án : D

Câu 7 : Tính vận tốc của sóng khi cho 2 nguồn kết hợp A, B giao thoa trên mặt nước xê dịch với tần số 20H z, có điểm M cách A và B lần lượt 16 cm, 20 cm, sóng có biên độ cực lớn, giữa M và AB có 3 dãy cực lớn khác .
A. v = 20 cm / s
B. v = 26,7 cm / s
C. v = 40 cm / s
D. v = 53,4 cm / s
Đáp án : A

Câu 8 : Hai nguồn kết hợp A, B giao thoa trên mặt nước giao động với tần số f = 16 Hz. Tại M cách những nguồn A, B khoảng chừng d1 = 30 cm, d2 = 25,5 cm. Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước với những điều kiện kèm theo trên .
A. v = 24 m / s
B. v = 24 cm / s
C. v = 36 m / s
D. v = 36 cm / s
Đáp án : B

Câu 9 : Hai sóng nước nguồn A, B bước sóng như nhau là 0,8 m. Mỗi sóng riêng không liên quan gì đến nhau gây ra tại M cách A đoạn d1 = 3 m và B đoạn d2 = 5 m, giao động với biên độ bằng A. Tính biên độ giao động tại M do cả hai nguồn gây ra .
A. 0
B. A
C. 2A
D. 3A
Đáp án : C

Câu 10 : Bề mặt của chất lỏng cho 2 nguồn kết hợp A và B cách nhau một khoảng chừng bằng 40 cm có giao động cùng pha với nhau. Nguồn sóng có tần số f = 10 ( Hz ) và tốc độ truyền sóng là 2 ( m / s ). M USD \ perp $ AB lúc này A giao động theo biên độ cực lớn. Hỏi AM đạt giá trị lớn nhất là :
A. 20 cm
B. 30 cm
C. 40 cm
D. 50 cm
Đáp án : B

Để hoàn toàn có thể “ xử gọn ” kỹ năng và kiến thức về giao thoa sóng cơ và đạt điểm cao môn vật lý trong kỳ thi ĐH, trong bài giảng sau đây thầy Nguyễn Huy Tiến sẽ cung ứng cho những em cách giải 7 dạng toán giao thoa sóng cơ với nhiều mẹo giải nhanh tiết kiệm ngân sách và chi phí thời hạn. Các em quan tâm theo dõi video nhé !

PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA

Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:  

⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+  

⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích  

⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô  

⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi

⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề

⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập

Đăng ký học thử miễn phí ngay!!

Trên đây là toàn bộ kiến thức về giao thoa sóng và các dạng bài giao thoa sóng thường gặp trong chương trình Vật Lý 12. Hy vọng rằng qua bài viết trên, các em có thể tự tin làm dạng bài tập này trong quá trình ôn thi Lý THPT Quốc gia. Để luyện thi THPT Quốc Gia đạt quả cao các em có thể truy cập Vuihoc.vn ngay từ bây giờ nhé!

 

Xem thêm: Tổng đài 1022 Hải Phòng tiếp nhận hơn 4.500 kiến nghị, phản ánh về COVID-19

Bài viết tham khảo thêm:

Lý thuyết về sóng cơ

Lý thuyết về sóng dừng

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử