Hướng dẫn giải bài tập giao thoa sóng cơ

14:52 03/10/2016

Giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định luôn luôn hoặc tăng cường, hoặc làm yếu nhau. Bài tập giao thoa sóng cơ sẽ khai thác nhiều đến vấn đề sự chồng chất giữa 2 sóng thành phần và dao động của phần tử trong môi trường sóng.

Giao thoa sóng

bài tập giao thoa sóng

Kiến thức cần nhớ

Định nghĩa

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

giao thoa sóng

Điều kiện để có giao thoa sóng cơ

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.

Sự chồng chất hai sóng thành phần

Xét hai nguồn dao động ${S_1},{S_2}$ có phương trình dao động là ${u_{S1}} = {u_{S2}} = $ Acosωt. (Coi biên độ sóng là không đổi).

Điểm M cách 2 nguồn các khoảng lần lượt là ${d_1},{d_2}$.

giao thoa sóng cơ

Phương trình sóng tại M do hai nguồn truyền tới là

${u_{1M}} = A\cos \left( {\omega t - 2\pi \frac{{{d_1}}}{\lambda }} \right)$ ; ${u_{2M}} = A\cos \left( {\omega t - 2\pi \frac{{{d_2}}}{\lambda }} \right)$

Độ lệch pha của hai dao động $\Delta {\varphi _{12}} = \frac{{2\pi }}{\lambda }\left| {{d_1} - {d_2}} \right|$ ϵ [0;π].

Phương trình sóng tại M là ${u_M} = {u_{1M}} + {u_{2M}} = 2A\cos \left( {\pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda }} \right)\cos \left( {\omega t - \pi \frac{{{d_1} + {d_2}}}{\lambda }} \right)$

Đặt ${A_M} = \left| {2A\cos \pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda }} \right| \to {u_M} = {A_M}\cos \left( {\omega t - \pi \frac{{{d_1} + {d_2}}}{\lambda } + \alpha } \right)$ 

trong đó α = 0 khi cos$\pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda } > 0$; α = π khi cos$\pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda } < 0$.

→ Phần tử môi trường tại M dao động điều hòa.

Biên độ dao động phụ thuộc vào vị trí nhưng không phụ thuộc vào thời gian.

So sánh dao động của hai phần tử môi trường giao thoa sóng

Tại O là trung điểm ${S_1}{S_2}$ có ${d_1} = {d_2} = \frac{\ell }{2}$ → ${u_O} = 2A\cos \left( {\omega t - \pi \frac{\ell }{\lambda }} \right)$

Tại I là điểm bất kì trên trung trực ${S_1}{S_2}$ có ${d_1} = {d_2} = d \ge \frac{\ell }{2}$ → ${u_I} = 2A\cos \left( {\omega t - \pi \frac{{2d}}{\lambda }} \right)$

+ So I với S

Độ lệch pha ∆φ = 2πd/λ

Khi cùng pha thì 2πd/λ = 2π.n → n = $\frac{d}{\lambda } \ge \frac{\ell }{{2\lambda }}$

Khi ngược pha thì 2πd/λ = 2π.(m + 0,5) → m = $\frac{d}{\lambda } - \frac{1}{2} \ge \frac{\ell }{{2\lambda }} - \frac{1}{2}$

+ So I với O

Độ lệch pha ∆φ = $\left| {\pi \frac{{2d - \ell }}{\lambda }} \right|$

Khi cùng pha thì $\pi \frac{{2d - \ell }}{\lambda }$= 2π.n

→ n = $\frac{d}{\lambda } - \frac{\ell }{{2\lambda }} > \frac{\ell }{{2\lambda }} - \frac{\ell }{{2\lambda }} = 0$ → n > 0

Khi ngược pha thì $\pi \frac{{2d - \ell }}{\lambda }$= 2π.(m + 0,5)

→ m =$\frac{d}{\lambda } - \frac{\ell }{{2\lambda }} - \frac{1}{2} >  - 0,5$.

Đó là các trường hợp có thể xảy ra trong hiện tượng giao thoa sóng, và phương pháp giải cho một số dạng bài tập giao thoa sóng cơ.

Bài tập giao thoa sóng cơ

Dưới đây sẽ là một số bài tập giao thoa sóng cơ có đáp án. Trong đó có một số bài tập nâng cao có thể xuất hiện trong đề thi Đại học.

Nếu các em thấy những bài tập này hay và bổ ích, hãy luyện tập thêm với nhiều bài tập giao thoa sóng khác tại đây:

Share bài viết

Từ khoá

Khóa Ôn thi THPT Quốc Gia môn Sinh Học

Nguyễn Kim Anh

Học phí: 199K

Có thể em cần biết?

Tên bài giảng

Bài giảng về "Tên bài giảng" - Thầy/Cô "Tên thầy/cô dạy khóa học"

Nhận thêm nhiều Tài liệu ôn thi thật bổ ích nữa từ Lize nhé.

Đăng ký thành viên Lize để nhận các Tài liệu khác khi Lize cập nhật nhé.

X