Giáo án và PPT Vật lí 11 cánh diều Bài 3: Giao thoa sóng

BÀI 3: GIAO THOA SÓNG

I. SỰ GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC

Hoạt động 1. Sự tạo thành vân giao thoa

Học sinh hoạt động nhóm và trả lời câu hỏi:

+ Hãy giải thích tại sao trong thí nghiệm giao thoa của hai sóng mặt nước có những điểm không dao động và có những điểm dao động rất mạnh?

+ Hai nguồn sóng kết hợp là gì? 

Sản phẩm dự kiến:

- Những điểm nào cách nguồn một khoảng bằng k thì dao động đồng pha với nguồn, còn những điểm nào cách nguồn một khoảng k+12 thì dao động ngược pha với nguồn.

- Vân giao thoa của hai sóng chỉ xuất hiện với hai sóng phát ra từ hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn sóng như vậy là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra hai sóng kết hợp.

- Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc làm tăng cường, hoặc làm yếu nhau được gọi là hiện tượng giao thoa của sóng.

Hoạt động 2. Thí nghiệm kiểm tra

- Chỉ khi sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp, ta mới có thể thấy được hệ vân giao thoa trên mặt nước như đã dự đoán.

- Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương dao động và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

II. GIAO THOA ÁNH SÁNG

Hoạt động 3. Tìm hiểu giao thoa ánh sáng

Học sinh quan sát thí nghiệm Young, hoạt động nhóm và trả lời câu hỏi:

+ Nêu và giải thích hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng?

Sản phẩm dự kiến:

- Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng với hai khe sáng hẹp của Young, các vân sáng, vân tối nằm xen kẽ và cách đều nhau trên màn quan sát. Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân và tính bằng công thức:

i=λDa

- Nếu dùng nguồn phát ánh sáng trắng tại S₀ thì trên màn quan sát, ta sẽ thấy vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên vạch này có những dải màu như cầu vồng.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng

A. giao nhau của hai sóng tại một điểm trong môi trường.

B. tổng hợp của hai dao động.

C. tạo thành các gợn lồi lõm.

D. hai sóng khi gặp nhau có những điểm cường độ sóng luôn tăng cường hoặc triệt tiêu nhau.

Câu 2: Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có

A. cùng biên độ.

B. cùng tần số.

C. cùng pha ban đầu.

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

Câu 3: Hai sóng phát ra từ hai nguồn kết hợp. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn sóng bằng

A. một ước số của bước sóng.

B. một bội số nguyên của bước sóng.

C. một bội số lẻ của nửa bước sóng.

D. một ước số của nửa bước sóng.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: D

Câu 2: D

Câu 3: B

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Nêu phương án xác định bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa với khe Young.

Câu 2: Trong giao thoa ánh sáng trắng, ngoài vân trung tâm có màu trắng, còn có các vân sáng màu trắng khác do sự chồng lấn của các quang phổ bậc khác nhau. Hãy tìm hiểu để nêu cách xác định vị trí của vân sáng màu trắng gần vân trung tâm nhất.