Giáo án điện tử Vật lí 11 chân trời Bài 9: Sóng dừng

CHÀO MỪNG CẢ LỚP ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Trong điều kiện nào thì ta có thể quan sát được hiện tượng được gọi là sóng dừng này?

BÀI 9

SÓNG DỪNG

NỘI DUNG BÀI HỌC

Sự phản xạ sóng

Hiện tượng sóng dừng

Điều kiện để có sóng dừng

1. Sự phản xạ sóng

Thảo luận 1 (SGK – tr56)

Quan sát Hình 9.2 và nhận xét chiều biến dạng của dây khi có sóng tới và sóng phản xạ trong hai trường hợp: đầu dây cố định và đầu dây tự do

Trả lời thảo luận 1 (SGK – tr56)

• Đầu dây cố định: Sóng phản xạ đổi chiều biến dạng tại điểm phản xạ (li độ của sóng phản xạ ngược dấu với li độ của sóng tới tại điểm phản xạ).
• Đầu dây tự do: Sóng phản xạ không đổi chiều biến dạng tại điểm phản xạ (li độ của sóng phản xạ cùng dấu với li độ của sóng tới tại điểm phản xạ).

• Thế nào là sóng tới và sóng phản xạ?
• Tần số và bước sóng của sóng phản xạ và sóng tới có mối liên hệ như thế nào?
• Nhận xét về pha của sóng tới và sóng phản xạ trong hai trường hợp.

KẾT LUẬN

Khi gặp vật cản, sóng sẽ bị phản xạ. Sóng được truyền từ nguồn phát điện đến vật cản được gọi là sóng tới, sóng được truyền ngược lại từ vật cản được gọi là sóng phản xạ.

Sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng với sóng tới.

Trong trường hợp đầu dây cố định, tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới; trong trường hợp đầu dây tự do, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới.

1. Hiện tượng sóng dừng
2. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng

Dụng cụ:

• Sợi dây AB không dãn, đàn hồi, có chiều dài khoảng 65 cm (1).
• Hệ thống giá đỡ (2).
• Thước thẳng có độ chia nhỏ nhất là 1 mm (3).
• Máy phát tần số (4).

Tiến hành thí nghiệm:

• Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 9.3.
• Bước 2: Nối đầu dây A vào máy phát tần số, đầu còn lại của dây được gắn cố định vào giá đỡ.
• Bước 3: Bật máy phát tần số, điều chỉnh tần số dao động phù hợp để xuất hiện hình ảnh sóng ổn định.

Tiến hành thí nghiệm:

• Bước 4: Điều chỉnh tần số máy phát; điều chỉnh chiều dài của dây để thay đổi hình dạng sóng ổn định trên dây.

Thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng

1. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng sóng dừng

Bảng số liệu

Thảo luận 2 (SGK – tr57)

Nhận xét về sự phụ thuộc của số lượng điểm cực đại, cực tiểu trên dây với tần số của máy phát tần số.

Trả lời

Kết quả thí nghiệm cho thấy số lượng điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu tỉ lệ thuận với tần số của máy phát tần số.

2. Giải thích hiện tượng sóng dừng

• Trên hình 9.4, hãy xác định số nút và số bụng của sóng dừng trên dây.
• Dao động của sợi dây khi có sóng dừng trong trường hợp hai đầu cố định có đặc điểm như thế nào?
• Cách xác định vị trí bụng sóng và nút sóng.

Thảo luận 3 (SGK – tr58)

Dựa vào sự hình thành của các điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu trong hiện tượng giao thoa, hãy dự đoán nguyên nhân hình thành bụng sóng và nút sóng trong hiện tượng sóng dừng

Trả lời thảo luận 3 (SGK – tr57)

Khi truyền trên dây, sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau tạo ra hiện tượng giao thoa bởi chúng là hai sóng kết hợp. Do đó, khi hai sóng tăng cường nhau trên dây xuất hiện các điểm dao động với biên độ cực đại tương ứng với các bụng sóng và khi hai sóng làm suy yếu nhau trên dây xuất hiện những điểm đứng yên tương ứng với các nút sóng (do sóng tới và sóng phản xạ có cùng biên độ).

KẾT LUẬN

• Sóng dừng là sóng có các nút sóng và bụng sóng cố định trong không gian.
• Khi có hiện tượng sóng dừng, trên dây xuất hiện những điểm dao động với biên độ cực đại được gọi là bụng sóng và những điểm đứng yên được gọi là nút sóng.
• Vị trí các bụng sóng được xác định bằng biểu thức:

  (k = 0, 1, 2,…)

• Vị trí các nút sóng được xác định bằng biểu thức:

  (k = 0, 1, 2,…)

trong đó, d là khoảng cách từ 1 điểm trên dây đến một đầu dây.

• Bụng sóng và nút sóng xen kẽ và cách đều nhau. Dọc theo dây, hai nút sóng liên tiếp hoặc hai bụng sóng liên tiếp cách nhau một khoảng bằng nửa bước sóng.

III. Điều kiện để có sóng dừng

1. Trường hợp sợi dây có hai đầu cố định