Nội dung chính vật lí 11 cánh diều Bài 1: Mô tả sóng

CHỦ ĐỀ 2: SÓNG

BÀI 1: MÔ TẢ SÓNG

1. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG

- Các yếu tố có trên đồ thị bao gồm: li độ, bước sóng, biên độ.

1. Biên độ sóng

- Độ dịch chuyển của một điểm sóng so với vị trí cân bằng của nó là li độ của điểm sóng đó.

- Độ lớn của độ dịch chuyển cực đại khỏi vị trí cân bằng của một điểm sóng được gọi là biên độ sóng, kí hiệu A.

- Đơn vị của biên độ sóng là mét (m).

- Biên độ của sóng càng lớn, sóng càng mạnh.

2. Tần số và chu kì sóng

- Thời gian thực hiện một dao động của một điểm sóng được gọi là chu kì sóng, kí hiệu là T. Đơn vị của chu kì là giây (s).

- Số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian được gọi là tần số sóng, kí hiệu là f và đơn vị là hertz (Hz).

-  Tần số f của một sóng liên hệ với chu kì sóng T theo công thức:

f=1T

3. Bước sóng

- Quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng được gọi là bước sóng và kí hiệu là .

- Đơn vị của bước sóng là mét (m).

4. Tốc độ sóng

- Tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian được gọi là tốc độ của sóng và kí hiệu là v. Tốc độ này được đo bằng m/s.

- Tốc độ của sóng âm trong không khí xấp xỉ 340 m/s; trong khi đó tốc độ ánh sáng trong chân không có giá trị cỡ 3.10⁸ m/s.

5. Cường độ sóng

- Cường độ sóng I là năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian:

hay 

I=ESt.

Với E là năng lượng sóng truyền qua một diện tích S đặt vuông góc với phương truyền sóng trong thời gian t.

- Cường độ sóng được đo bằng oát trên mét vuông (W/m²).

1. LIÊN HỆ GIỮA SÓNG VÀ DAO ĐỘNG CỦA ĐIỂM SÓNG

- Ta sử dụng mô hình dao động của phần tử môi trường để giúp hình dung về dao động của điểm sóng khi nghiên cứu về sóng nói chung.

- Các đại lượng đặc trưng cho dao động của phần tử môi trường như biên độ, tần số, chu kì dao động cũng như là biên độ, tần số chu kì của sóng.

III. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐƠN GIẢN CỦA ÂM THANH VÀ ÁNH SÁNG

1. Sự phản xạ và khúc xạ sóng

- Cả âm thanh và ánh sáng đều bị phản xạ khi gặp mặt chắn.

- Ánh sáng và âm thanh bị khúc xạ khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường. Phương truyền của sóng âm không đổi nếu các yếu tố của môi trường ổn định. Nhưng nếu trong môi trường không khí có nhiệt độ không đồng đều thì sẽ khiến phương truyền sóng âm bị lệch về nơi có nhiệt độ thấp hơn.

2. Hiệu ứng Doppler

- Tần số của sóng mà người quan sát thu được bị biến đổi khi nguồn sóng chuyển động tương đối với người quan sát.

- Hiệu ứng Doppler được giải thích như sau:

+ Khi nguồn sóng và người quan sát chuyển động lại gần nhau thì tốc độ sóng đối với người quan sát lớn hơn so với khi cả hai đứng yên.

+ Ngược lại, khi nguồn sóng và người quan sát chuyển động ra xa nhau thì tần số sóng mà người quan sát thu được sẽ nhỏ hơn tần số do nguồn phát ra.

- Hiệu ứng Doppler được ứng dụng rộng rãi để đo tốc độ của vật chuyển động.