Hiện tượng Giao thoa Sóng nước là gì? xảy ra khi nào? Cách xác định điểm Cực đại, Cực tiểu trong giao thoa - Vật lý 12 bài 8

Nội dung bài viết này của KhốiA.Vn sẽ giúp các em hiểu hiện tượng giao thoa sóng là gì? xảy ra khi nào? Công thức xác định vị trí cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng như thế nào? Điều kiện giao thoa sóng, sóng kết hợp?...

• Giải bài tập Vật lí 12 bài 8: Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 45 SGK Vật lý 12 bài 8

I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Hiện tượng 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.

* Ví dụ (câu C1 trang 42 SGK Vật lý 12): Những điểm nào ở hình trên (hình 8.3 SGK) biểu diễn chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu nhau? Tăng cường nhau?

> Trả lời:

Như hình trên thì:

- Các vòng tròn nét liền biểu diễn các gợn lồi, các vòng tròn nét đứt biểu diễn các gợn lõm.

- Chỗ gợn lồi gặp gợn lồi hay gợn lõm gặp gợn lõm là những điểm dao động biên độ cực đại (tăng cường nhau).

- Chỗ ở đó gợn lồi gặp gợn lõm thì dao động có biên độ cực tiểu (triệt tiêu nhau).

II. Cực đại và cực tiểu trong giao thoa sóng

1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa

- Gọi M là một điểm trong vùng giao thoa. M cách S₁,S₂ những khoảng d₁ và d₂ gọi là đường đi của mỗi sóng tới M như hình sau:

- Chọn gốc thời gian sao cho phương trình dao động của hai nguồn là:

- Để cho đơn giản, ta coi biên độ của các sóng truyền tới M là bằng nhau và bằng biên độ của nguồn. Vậy, dao động của phần tử tại M là dao động điều hòa cùng chu kì với hai nguồn và có biên độ dao động là:

- Như vậy, tùy thuộc vào hiệu đường đi d₂ - d₁ mà khi hai sóng đến gặp nhau tại M có thể luôn luôn tăng cường nhau làm cho phần tử tại M dao động mạnh lên, hoặc triệt tiêu nhau làm cho phần tử tại M đứng yên.

2. Công thức xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa

a) Công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa

• Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng:

- Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol mà hai tiêu điểm là S₁ và S₂ được gọi là những vân giao thoa cực tiểu.

b) Công thức xác định vị trí các cực tiểu giao thoa

• Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng:

- Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol mà hai tiêu điểm là S₁ và S₂ được gọi là những vân giao thoa cực tiểu.

III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp.

• Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải:

i) Dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số).

ii) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

- Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.