Anonymous

Lý thuyết Giao thoa sóng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

- asked 4 months agoVotes

0Answers

0Views

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Khi sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì sóng truyền qua khe hẹp giống như một tâm phát sóng mới.

- Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

- Các gợn sóng có hình các đường hypepol gọi là các vân giao thoa

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

Giao thoa sóng trên mặt nước

II. Cực đại và cực tiểu

1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa

- Trên mặt chất lỏng, cho hai nguồn sóng đồng bộ S₁, S₂ cách nhau một khoảng $l$ , dao động với cùng phương trình: $u_{1} = u_{2} = A c o s ω t$

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

- Phương trình sóng do u₁, u₂ truyền tới M: $u_{1 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{1}}{λ})$ và $u_{2 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{2}}{λ})$

- Độ lệch pha của hai dao động thành phần tại M: $Δ φ = \frac{2 π}{λ} d_{1} - d_{2}| .$

- Dao động của phần tử môi trường tại M là dao động tổng hợp, ta có:

$u_{M} = u_{1 M} + u_{2 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{1}}{λ}) + A \cos (ω t - \frac{2 π d_{2}}{λ})$

$\Rightarrow u_{M} = 2 A \cos (π \frac{d_{2} - d_{1}}{λ}) . c os (ω t - π \frac{d_{1} + d_{2}}{λ})$

Biên độ dao động tại M là: $A_{M} = 2 A c os (π \frac{d_{2} - d_{1}}{λ})|$

2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa

- Những điểm dao động với biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng $λ$ :

$Δ d = d_{2} - d_{1} = k λ (k \in Z) .$

- Những điểm dao động với biên độ cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng $λ$ :

$Δ d = d_{2} - d_{1} = (k + \frac{1}{2}) λ; (k \in Z)$

Hình dạng các cực đại, cực tiểu:

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp

Để có vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải:

+ Dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số)

+ Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp.

Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Câu 1.

A. một số lẻ lần bước sóng.

B. một số lẻ lần nửa bước sóng.

C. một số nguyên lần bước sóng.

D. một số nguyên lần nửa bước sóng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình u = Acosωt. Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng một số nguyên lần bước sóng.

Câu 2.

A. biên độ.

B. tần số.

C. pha ban đầu.

D. tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 3.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Câu 4.

A. $l = (2 N + 1) λ$ .

B. $l = \frac{1}{2} N λ$ .

C. $l = (N - 1) \frac{λ}{2}$ .

D. $l = (N - 1) λ$ .

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng $λ$ . Trên đoạn có chiều dài $l$ thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp.

Ta luôn có $l = (N - 1) \frac{λ}{2}$ .

Câu 5. Hai điểm M, N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau một khoảng $\frac{λ}{3}$ . Tại thời điểm t, khi li độ dao động tại M là $u_{M} = + 3 c m$ thì li độ dao động tại N là $u_{N} = - 3 c m$ . Biên độ sóng có giá trị là

A. 2 cm. B. 3 cm. C. $2 \sqrt{3} cm$ . D. $3 \sqrt{2} cm$ .

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Theo giả thiết $M N = \frac{λ}{3}$ $\Rightarrow$ Dao động tại M và N lệch pha nhau một góc $\frac{2 π}{3}$ .

Giả sử dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N.

Ta có thể viết:

$u_{M} = A c o s(ω t) = + 3 cm$ (1)

$u_{N} = A c o s (ω t - \frac{2 π}{3}) = - 3 cm$ (2)

$(1) + (2) \Rightarrow A c o s(ω t) + cos (ω t - \frac{2 π}{3})]$ = 0

Áp dụng: $c o sa + cosb = 2cos \frac{a + b}{2} c o s \frac{a - b}{2}$

$\Rightarrow 2 A c o s \frac{π}{3} c o s (ω t - \frac{π}{3}) = 0$

$\Rightarrow c o s (ω t - \frac{π}{3}) = 0$

$\Rightarrow ω t - \frac{π}{3} = \frac{π}{2} + k π, k \in Z$

$\Rightarrow ω t = \frac{5 π}{6} + k π, k \in Z$

Thay vào (1), ta có: $A c o s (\frac{5 π}{6} + k π) = 3$ .

Do A > 0 nên:

$A c o s (\frac{5 π}{6} - π) = A c o s (- \frac{π}{6}) = \frac{A \sqrt{3}}{2} = 3 (cm)$

$\Rightarrow A = 2 \sqrt{3} (c m)$

Câu 6.

A. 880 Hz.

B. 440 Hz.

C. 220 Hz.

D. 110 Hz.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Để người đó nghe được âm to nhất thì tại M là cực đại.

Vì hai nguồn kết hợp cùng pha nên điều kiện cực đại là:

$d_{1} - d_{2} = k λ_{max} = k \frac{v}{f_{min}} \Rightarrow 3, 375 - 3 = k \frac{330}{f_{min}}$

$\Rightarrow f_{\min} = 880 (H z)$

Câu 7.

A. 32 cm/s.

B. 64 cm/s.

C. 72 cm/s.

D. 91 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Vì d₁ > d₂ nên M nằm về phía B.

Giữa M và trung trực có 1 dãy cực đại khác đồng thời M là 1 cực đại nên M thuộc dãy cực đại thứ 2:

d₁ − d₂ = 2λ $\Rightarrow λ = 2, 25 (c m) \Rightarrow v = λ f = 72 (c m / s)$

Câu 8.

. Tại một điểm M trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng lần lượt là 14 cm và 20 cm, luôn đứng yên. Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng là

A. 30 cm/s.

B. 37 cm/s.

C. 41 cm/s.

D. 48 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hai nguồn kết hợp cùng pha. Giữa M và trung trực có 2 dãy cực đại, đồng thời M là 1 cực tiểu nên M ứng thuộc dãy cực tiểu thứ 3. (k = 2). Cực tiểu qua M ứng với:

$d_{1} - d_{2} = 2, 5 λ \Rightarrow 20 - 14 = 2, 5 λ$

$\Rightarrow λ = 2, 4 (c m) \Rightarrow v = λ f = v \frac{ω}{2 π} = 48 (c m / s)$

Câu 9.

A. 4 mm; 200 mm/s.

B. 2 mm; 200 mm/s.

C. 4 mm; 100 mm/s.

D. 2 mm; 100 mm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Khoảng cách hai cực tiểu liên tiếp là nửa bước sóng

$\frac{λ}{2} = 2 (m m) \Rightarrow λ = 4 (m m) \Rightarrow v = λ f = 200 (m m / s)$

Câu 10.

A. 8 cm.

B. 9 cm.

C. 10 cm.

D. 11 cm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Khi dịch chuyển một trong hai nguồn một đoạn ngắn nhất 5 cm thì hiệu đường đi tại O thay đổi cũng 5 cm và O chuyển từ cực đại sang cực tiểu nên:

$5 = \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = 10 (c m)$

Bài tập liên quan

▸Lý thuyết Bài 9: Sóng dừng

▸Lý thuyết Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm

▸Lý thuyết Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm

▸Lý thuyết Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

▸Lý thuyết Bài 13: Các mạch điện xoay chiều

Write your answer here

Anonymous

Lý thuyết Giao thoa sóng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

- asked 4 months agoVotes

0Answers

0Views

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Khi sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì sóng truyền qua khe hẹp giống như một tâm phát sóng mới.

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

- Các gợn sóng có hình các đường hypepol gọi là các vân giao thoa

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

Giao thoa sóng trên mặt nước

II. Cực đại và cực tiểu

1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa

- Trên mặt chất lỏng, cho hai nguồn sóng đồng bộ S₁, S₂ cách nhau một khoảng $l$ , dao động với cùng phương trình: $u_{1} = u_{2} = A c o s ω t$

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

- Phương trình sóng do u₁, u₂ truyền tới M: $u_{1 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{1}}{λ})$ và $u_{2 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{2}}{λ})$

- Độ lệch pha của hai dao động thành phần tại M: $Δ φ = \frac{2 π}{λ} d_{1} - d_{2}| .$

- Dao động của phần tử môi trường tại M là dao động tổng hợp, ta có:

$u_{M} = u_{1 M} + u_{2 M} = A \cos (ω t - \frac{2 π d_{1}}{λ}) + A \cos (ω t - \frac{2 π d_{2}}{λ})$

$\Rightarrow u_{M} = 2 A \cos (π \frac{d_{2} - d_{1}}{λ}) . c os (ω t - π \frac{d_{1} + d_{2}}{λ})$

Biên độ dao động tại M là: $A_{M} = 2 A c os (π \frac{d_{2} - d_{1}}{λ})|$

2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa

$Δ d = d_{2} - d_{1} = k λ (k \in Z) .$

$Δ d = d_{2} - d_{1} = (k + \frac{1}{2}) λ; (k \in Z)$

Hình dạng các cực đại, cực tiểu:

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng (ảnh 1)

III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp

Để có vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải:

+ Dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số)

+ Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp.

Trắc nghiệm Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Câu 1.

A. một số lẻ lần bước sóng.

B. một số lẻ lần nửa bước sóng.

C. một số nguyên lần bước sóng.

D. một số nguyên lần nửa bước sóng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Câu 2.

A. biên độ.

B. tần số.

C. pha ban đầu.

D. tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 3.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Câu 4.

A. $l = (2 N + 1) λ$ .

B. $l = \frac{1}{2} N λ$ .

C. $l = (N - 1) \frac{λ}{2}$ .

D. $l = (N - 1) λ$ .

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Trong giao thoa của hai nguồn kết hợp có bước sóng $λ$ . Trên đoạn có chiều dài $l$ thuộc đường thẳng nối hai nguồn có N cực đại liên tiếp.

Ta luôn có $l = (N - 1) \frac{λ}{2}$ .

A. 2 cm. B. 3 cm. C. $2 \sqrt{3} cm$ . D. $3 \sqrt{2} cm$ .

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Theo giả thiết $M N = \frac{λ}{3}$ $\Rightarrow$ Dao động tại M và N lệch pha nhau một góc $\frac{2 π}{3}$ .

Giả sử dao động tại M sớm pha hơn dao động tại N.

Ta có thể viết:

$u_{M} = A c o s(ω t) = + 3 cm$ (1)

$u_{N} = A c o s (ω t - \frac{2 π}{3}) = - 3 cm$ (2)

$(1) + (2) \Rightarrow A c o s(ω t) + cos (ω t - \frac{2 π}{3})]$ = 0

Áp dụng: $c o sa + cosb = 2cos \frac{a + b}{2} c o s \frac{a - b}{2}$

$\Rightarrow 2 A c o s \frac{π}{3} c o s (ω t - \frac{π}{3}) = 0$

$\Rightarrow c o s (ω t - \frac{π}{3}) = 0$

$\Rightarrow ω t - \frac{π}{3} = \frac{π}{2} + k π, k \in Z$

$\Rightarrow ω t = \frac{5 π}{6} + k π, k \in Z$

Thay vào (1), ta có: $A c o s (\frac{5 π}{6} + k π) = 3$ .

Do A > 0 nên:

$A c o s (\frac{5 π}{6} - π) = A c o s (- \frac{π}{6}) = \frac{A \sqrt{3}}{2} = 3 (cm)$

$\Rightarrow A = 2 \sqrt{3} (c m)$

Câu 6.

A. 880 Hz.

B. 440 Hz.

C. 220 Hz.

D. 110 Hz.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Để người đó nghe được âm to nhất thì tại M là cực đại.

Vì hai nguồn kết hợp cùng pha nên điều kiện cực đại là:

$d_{1} - d_{2} = k λ_{max} = k \frac{v}{f_{min}} \Rightarrow 3, 375 - 3 = k \frac{330}{f_{min}}$

$\Rightarrow f_{\min} = 880 (H z)$

Câu 7.

A. 32 cm/s.

B. 64 cm/s.

C. 72 cm/s.

D. 91 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Vì d₁ > d₂ nên M nằm về phía B.

Giữa M và trung trực có 1 dãy cực đại khác đồng thời M là 1 cực đại nên M thuộc dãy cực đại thứ 2:

d₁ − d₂ = 2λ $\Rightarrow λ = 2, 25 (c m) \Rightarrow v = λ f = 72 (c m / s)$

Câu 8.

A. 30 cm/s.

B. 37 cm/s.

C. 41 cm/s.

D. 48 cm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

$d_{1} - d_{2} = 2, 5 λ \Rightarrow 20 - 14 = 2, 5 λ$

$\Rightarrow λ = 2, 4 (c m) \Rightarrow v = λ f = v \frac{ω}{2 π} = 48 (c m / s)$

Câu 9.

A. 4 mm; 200 mm/s.

B. 2 mm; 200 mm/s.

C. 4 mm; 100 mm/s.

D. 2 mm; 100 mm/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Khoảng cách hai cực tiểu liên tiếp là nửa bước sóng

$\frac{λ}{2} = 2 (m m) \Rightarrow λ = 4 (m m) \Rightarrow v = λ f = 200 (m m / s)$

Câu 10.

A. 8 cm.

B. 9 cm.

C. 10 cm.

D. 11 cm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Khi dịch chuyển một trong hai nguồn một đoạn ngắn nhất 5 cm thì hiệu đường đi tại O thay đổi cũng 5 cm và O chuyển từ cực đại sang cực tiểu nên:

$5 = \frac{λ}{2} \Rightarrow λ = 10 (c m)$

Bài tập liên quan

▸Lý thuyết Bài 9: Sóng dừng

▸Lý thuyết Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm

▸Lý thuyết Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm

▸Lý thuyết Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều

▸Lý thuyết Bài 13: Các mạch điện xoay chiều

Lý thuyết Giao thoa sóng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Câu 1.

Câu 2.

Câu 3.

Câu 4.

Câu 6.

Câu 7.

Câu 8.

Câu 9.

Câu 10.

Bài tập liên quan

Write your answer here

Lý thuyết Giao thoa sóng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Câu 1.

Câu 2.

Câu 3.

Câu 4.

Câu 6.

Câu 7.

Câu 8.

Câu 9.

Câu 10.

Bài tập liên quan

Write your answer here

Top Questions

Popular Tags