Giáo án điện tử Vật lí 11 chân trời Bài 8: Giao thoa sóng

NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Hãy quan sát sóng do hai quả bóng tạo ra trong video sau

       Ta thấy hình ảnh sóng trên mặt nước là kết quả của sự chồng chất sóng do hai quả bóng/con vịt tạo ra.

Trong một số trường hợp, sự chồng chất sóng này dẫn đến một hiện tượng thú vị: có những điểm trên mặt nước dao động mạnh và những điểm dao động yếu hoặc đứng yên.

Hình 8.1. Sóng nước do hai con vịt tạo ra

Hiện tượng đó là gì và điều kiện nào để hiện tượng này xảy ra?

Bài 8: Giao thoa sóng

NỘI DUNG BÀI HỌC

Giao thoa sóng cơ

Giao thoa sóng ánh sáng

1. GIAO THOA SÓNG CƠ
2. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng

* Dụng cụ:

• Khay nước (1), đèn chiếu (2), màn (3).
• Hai viên bị nhỏ (4) gắn vào cùng một cần rung
• Máy phát tần số (5).
• Gương phẳng (6).

* Tiến hành thí nghiệm:

• Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 8.2.
• Bước 2: Gắn hai viên bị vào cần rung và nối cần rung vào máy phát tần số.
• Bước 3: Đặt hai viên bị sao cho chúng khẽ chạm vào mặt nước.
• Bước 4: Bật đèn chiếu. Bật máy phát tần số để hai viên bi dao động theo phương thẳng đứng là hai nguồn tạo ra sóng lan truyền trên mặt nước.
• Bước 5: Điều chỉnh tần số để quan sát rõ hiện tượng.

Thảo luận 1 (SGK – tr49)

Quan sát thí nghiệm và mô tả lại hiện tượng quan sát được như trong Hình 8.3.

Trả lời

Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có các gợn sóng là những đường tròn đồng tâm. Trong vùng gặp nhau của hai sóng xuất hiện những vạch là giao điểm của các sóng tròn phát ra từ hai nguồn.

Thảo luận 2 (SGK – tr49)

Quan sát thí nghiệm được thực hiện theo bố trí trong Hình 8.2 và nhận xét sóng tạo bởi hai viên bi về: tần số, pha và phương dao động.

Trả lời

Hai sóng phát ra từ hai viên bi cùng gắn vào một cần dao động nên chúng có cùng tần số, cùng pha và dao động cùng phương

2. Hiện tượng giao thoa sóng

• Hãy giải thích hiện tượng giao thoa sóng.
• Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa sóng là gì?

>>> 

• Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau, tăng cường nhau hoặc làm suy yếu nhau tại một số vị trí trong môi trường.
• Điều kiện để có giao thoa là phải có sự kết hợp từ hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian

Trong môi trường truyền sóng, khi hai nguồn dao động cùng pha, những điểm có khoảng cách đến hai nguồn lần lượt là d₁ và d₂ sẽ dao động với biên độ cực đại khi:

và dao động với biên độ cực tiểu khi:

Với k là một số nguyên

Luyện tập (SGK – tr51)

Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp dao động cùng biên độ, những điểm nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng nối hai nguồn sẽ dao động với biên độ như thế nào nếu:

1. a) hai nguồn dao động cùng pha?
2. b) hai nguồn dao động ngược pha?

Luyện tập (SGK – tr51)

1. a) Hai nguồn cùng pha: Sóng từ hai nguồn khi truyền đến các điểm trên đường trung trực cách đều các nguồn sẽ dao động cùng pha với nhau nên tăng cường nhau; dẫn đến sóng tổng hợp tại các điểm này dao động với biên độ cực đại.
2. b) Hai nguồn ngược pha: Sóng từ hai nguồn khi truyền đến các điểm trên đường trung trực cách đều các nguồn sẽ dao động ngược pha với nhau; hai sóng làm suy yếu nhau dẫn đến các điểm này dao động với biên độ cực tiểu. Nếu hai nguồn dao động cùng biên độ thì các điểm trên đường trung trực sẽ đứng yên.

Vận dụng (SGK – tr51)

Giải thích vì sao trong tự nhiên, ta thường không quan sát được hiện tượng giao thoa của sóng như trường hợp sóng nước tạo ra bởi hai con vịt đang bơi.

Nguyên nhân:

- Hai nguồn có thể có độ lệch pha thay đổi.

- Phương truyền sóng của hai nguồn khác nhau, không cùng phương.

- Hai nguồn sóng có tần số khác nhau.

1. GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG