BÀI 8. GIAO THOA SÓNG CƠ

I. Hiện tượng giao thoa sóng

1. Hiện tượng

Hình ảnh từ thí nghiệm:

Khi hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.

2. Điều kiện giao thoa

Để có hiện tượng giao thoa sóng thì hai nguồn phát sóng phải là hai nguồn kết hợp, nghĩa là hai nguồn phải dao động cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp.

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.

II. Phương trình giao thoa

Nếu tại hai nguồn S₁ và S₂ cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau:

${{u}_{1}}={{u}_{2}}=Ac\text{os}\omega \text{t}$ và nếu bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại M (với S₁M = d₁; S₂M=d₂) là tổng hợp hai sóng từ S₁ và S₂ truyền tới sẽ có phương trình là:

${{u}_{1M}}=Ac\text{os(}\omega \text{t-}\frac{2\pi {{d}_{1}}}{\lambda }\text{)}$ và ${{u}_{2M}}=Ac\text{os(}\omega \text{t-}\frac{2\pi {{d}_{2}}}{\lambda }\text{)}$

và  ${{u}_{M}}={{u}_{1M}}+{{u}_{2M}}$ 

${{u}_{M}}=2A.c\text{os(}\frac{\pi ({{d}_{2}}-{{d}_{1}})}{\lambda }\text{)}\text{.cos }\!\![\!\!\text{ }\omega \text{t-}\frac{\pi ({{d}_{2}}+{{d}_{1}})}{\lambda }\text{ }\!\!]\!\!\text{ }$

Biên độ dao động tại M là 

${{A}_{M}}=2A.\left| c\text{os(}\frac{\pi ({{d}_{2}}-{{d}_{1}})}{\lambda }\text{)} \right|$

III. Vị trí vân cực đại và cực tiểu giao thoa

Với hai nguồn phát sóng kết hợp, cùng pha, cùng tần số (hai nguồn đồng bộ)

(đường nét liền biểu diễn cho vân cực đại, đường nét đứt biểu diễn cho vân cực tiểu)

1. Vị trí cực đại giao thoa (${{A}_{M}}=2\text{A}$) :

+ Những điểm có biên độ dao động cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ  hai nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng.

${{d}_{2}}-{{d}_{1}}=k\lambda $ với k=0, $\pm 1$ , $\pm 2$,..

+ Quỹ tích (tập hợp) những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S₁ và S₂, chúng được gọi là những vân giao thoa cực đại

2. Vị trí cực tiểu giao thoa (${{A}_{M}}=0$):

+ Những điểm có biên độ dao động cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ hai nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng.

${{d}_{2}}-{{d}_{1}}=(k+0,5)\lambda $ với k=0, $\pm 1$ , $\pm 2$,..

+ Quỹ tích (tập hợp) những điểm này là những đường hyperbol có hai tiêu điểm là S₁ và S₂, chúng được gọi là những vân giao thoa cực tiểu

Bài tập trắc nghiệm

https://tracnghiemvatly.com/de-chu-de-giao-thoa-song-19.html