Giáo án Vật lí 11 chân trời bài 8: Giao thoa sóng

Lớp:

Các thành viên trong nhóm:

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG

1. Mục đích thí nghiệm:

2. Dụng cụ:

- Dụng cụ thí nghiệm

- Chức năng của từng dụng cụ

3. Các bước tiến hành thí nghiệm:

4. Kết quả thí nghiệm:

- Vẽ phác thảo hình ảnh giao thoa sóng nước trên giấy.

5. Kết luận:

- Nhận xét kết quả thí nghiệm.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành 6 – 8 nhóm, phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm.

- GV giới thiệu cho HS về thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng.

+ Dụng cụ:

+ Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 8.2.

Bước 2: Gắn hai viên bi vào cần rung và nối cần rung vào máy phát tần số.

Bước 3: Đặt hai viên bi sao cho chúng khẽ chạm 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.

- GV yêu cầu HS thảo luận, nghiên cứu SGK, tiến hành để quan sát giao thoa của hai sóng mặt nước, phân tích hình ảnh các gợn sóng thu được và trả lời nội dung Thảo luận 1, 2 (SGK – tr49)

Thảo luận 1 (SGK – tr49)

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

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.

- HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm, ghi nhận kết quả quan sát vào phiếu báo cáo và trình bày kết quả thí nghiệm.

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét và đánh giá phần trình bày của các nhóm.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, chăm chú nghe GV giảng bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa sóng

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, dựa vào thí nghiệm đã thực hiện, nghiên cứu SGK để nêu được hiện tượng giao thoa sóng vừa quan sát ở thí nghiệm và điều kiện để quan sát được vân giao thoa.

- GV đặt câu hỏi:

+ Hãy giải thích hiện tượng giao thoa sóng.

+ Điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa sóng là gì?

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét và kết luận về hiện tượng giao thoa sóng, yêu cầu HS ghi vào vở.

- Để củng cố kiến thức đã học, GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi để trả lời nội dung Luyện tập và Vận dụng (SGK – tr51)

*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:

a) hai nguồn dao động cùng pha?

b) hai nguồn dao động ngược pha?

*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.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, chăm chú nghe GV giảng bài, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. GIAO THOA SÓNG CƠ

1. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa sóng

*Thảo luận 1 (SGK – tr49)

Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có các gơn 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)

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

- 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)

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.

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)

Trong tự nhiên ta thường không quan sát được hiện tượng giao thoa sóng như trường hợp sóng nước tạo bởi hai con vịt đang bơi, do một số lí do sau:

- 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.