Giải Vật Lý 12 Bài 9. Sóng dừng
Bài 9. SÓNG DỪNG KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG Định nghĩa Sóng dừng là sóng có bụng và nút cô' định trong không gian. Bụng sóng là vị trí tại đó dao động với biên độ cực đại. Nút sóng là vị trí tại đó dao động với biên độ cực tiểu. Điều kiện có sóng dừng A: là nguồn sóng B: là điểm phản xạ X Khi điểm phản xạ B cô' định: AB = k —; với A, B là nút sóng. _ _ X Khi điểm phản xạ B tự do: AB = (2k +1) —; B là bụng, A là nút. 4 HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP Bài 1. Sự phản xạ của sóng trên vật cản cô' định có đặc điểm gì? Trả lời Khi phản xạ trên vật cản cô' định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ hay sống phản xạ luôn luôn ngược chiều với biến dạng trong sóng tới và triệt tiêu lẫn nhau (điểm phản xạ là một điểm dao động với biên độ cực tiểu). Bài 2. Sự phản xạ của sóng trên vật cản tự do có đặc điểm gì? Trả lời Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ hay sóng phản xạ có chiều biến dạng không thay đổi so với sóng tới và tăng cường lẫn nhau (điểm phản xạ là điểm dao động với biên độ cực đại). Bài 3. Sóng dừng được tạo thành vì nguyên nhân gì? Trả lời Trên cùng một phương truyền sóng, tổng hợp của sóng tới và sóng phản xạ tạo thành hiện tượng giao thoa. Hiện tượng giao thoa này được gọi là sóng dừng (một sô' tài liệu còn gọi là sóng đứng). Bài 4. Nút, bụng của sóng dừng là gì? Trả lời Khi xảy ra hiện tượng sóng dừng, trên phương truyền sóng sẽ xuất hiện những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại (điểm bụng) và có những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực tiểu (đứng yên) còn gọi là điểm nút. Khoảng cách giữa hai điểm bụng liên tiếp nhau hoặc hai điểm lĩa_. nút liên tiẽp nhau là — . Nếu xét sóng dừng trên một dây dao động với hai đầu cô' định những điểm nút cách đều hai đầu dây một đoạn sô' nguyên nửa lần bước sóng ' ỵ \ . 1 n-7 và những điểm bụng cách đều hai đầu dây sô' lẻ -7 lần bước sóng l 2 J 4 (2"+1)l- Bài 5. Nêu điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cô' định. Trả lời Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây đó phải bằng với sô' nguyên nửa lần bước sóng: =ki. 2 Bài 6. Nêu điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cô' định, một đầu tự do. Trả lời Điều kiện để có sóng dừng trôn một sợi dây có một đầu cô' định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây đó phải bằng sô' lẻ lần một phần tư bước sóng: / = (-2k + 1)2. Bài 7. Một dây đàn dài 0,6m hai đầu cố định dao động với một bụng độc nhất (ở giữa dây). Tính bước sóng Ả của sóng trên dây. Nếu dây dao động với ba bụng thì bước sóng là bao nhiêu? Giải Do chỉ có một điểm bụng duy nhất và dây có hai đầu cố định „ , , t •> . .. 2 / => Bước sóng Ả cúa sóng trên dây: ~^ = ~^ => X = 2Z = 2.0,6 = 1.2m Nếu có ba bụng xuất hiện trên dây, ta có: , . ,, 2/ 2.0.6 / — 3 2' = -y- = -^- = 0,4m 2 3 3 Bài 8. Trên một sợi dây dài l,2m có một hệ sóng dừng. Kể cả hai đầu dây, thì trên dây có tất cả bôn nút. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là V = 80m/s, tính tần sô' dao động cụa dây. Giải Nếu kể cả hai đầu dây, hệ sóng dừng trên dây cho 4 nút => sóng dừng trên dây có 3 bụng Ta có: = 3-2- (Điều kiện để có sóng dừng) 2/ 2.1,2 => Bước sóng của sóng dao động trên dây: 2 = -7- = • '■■■■ = 0,8m 3 3 Tần số dao động của dây: f = T- = - = 100Hz. X 0.8