1. Sự kiện:

Quảng cáo

Quan sát hiện tượng lạ giao thoa sóng trên mặt nước, ta nhận thấy:
– Mở ra vùng hai sóng gặp nhau (vùng giao thoa) nơi nước dao động mạnh và nơi nước yên lặng (đứng yên không dao động).
– Hiện tượng này gọi là hiện tượng lạ giao thoa ánh sáng. Các gợn sóng có dạng như các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.

2. Định nghĩa: Giao thoa sóng là tổng của hai sóng đặt chồng lên nhau trong không gian, kể cả những nơi tăng hoặc giảm biên độ sóng.

* Điều kiện để có giao thoa: Do hai nguồn tọa độ sinh ra. Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian.

II. Nghiên cứu sự giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 có cùng biên độ A.

Xét một điểm M cách hai nguồn lần lượt là d1, d2
Phương trình sóng theo 2 nguồn:
u1 = Acos (2 ft + 1) và u2 = Acos (2 ft + 2)

Phương trình sóng tại M do hai sóng xuất phát từ hai nguồn:

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

1) Biên độ dao động tại M:

* Điểm có biên độ lớn nhất: AM = 2A

(2 sóng từ 2 nguồn cùng pha tại M)
* Điểm có biên độ cực tiểu:

(2 sóng từ 2 nguồn lệch pha nhau tại M)
( k = 0, ± 1, ± 2, … là dãy các điểm cố định, do mo nên k = 0 là dãy các điểm cố định thứ nhất )

Quảng cáo

2) Hai nguồn dao động cùng pha (∆φ = φ2–φ1 = 0 hoặc = 2kπ).

Thay φ1 = φ2 = vào các phương trình trên, ta được:
* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Tổng biên độ:
+ AM max = 2A Khi: Hai sóng thành phần tại M cùng pha với nhau ∆ φM1/M2 = 2 kπ (k ∈ Z ) .
Khi đó độ chênh lệch đường đi là: d = d2 − d1 = kλ
+ AM min = 0 khi:
– Hai sóng thành phần tại M có quan hệ với nhau ∆ φM1 / M2 = ( 2 k + 1 ) π ( k ∈ Z ) .
– Vi phân đường đi: ∆ d = d2 – d1 = (k + 50%) λ .
* Tìm số điểm chuyển động lớn nhất trong đoạn S1S2: d1 – d2 = kλ ( k ∈ Z ) ;
Số điểm tối đa : – S1S2 / ≤ k ≤ S1S2 /
* Tìm dao động cực tiểu trong đoạn S1S2: d1 – d2 = ( 2 k + 1 )λ/2 ( k ∈ Z )
Số điểm tối thiểu : – S1S2 / – 1/2 k S1S2 / – 50%

Khi hai nguồn dao động cùng pha và cùng biên độ A thì trung điểm của S1S2 có biên độ lớn nhất Amax = 2A và tập hợp các điểm cực tiểu, cực đại là họ các đường hypebol có tâm S1, S2.

3) Hai nguồn dao động ngược pha: (∆φ = 2 – 1 = )

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Tổng biên độ:

* Độ dời lớn nhất: d2 – d1 = (k + 50 %)( k Z )
Số đường hoặc số điểm dao động cực trị trên đoạn S1S2 (trừ hai nguồn):
– S1S2 / – 1/2 k S1S2 / – 50%
* Biến động tối thiểu (không di chuyển):

d2 – d1 = kl(k∈Z)

Số đường hoặc điểm dao động tối thiểu trong loại S1S2 (trừ hai nguồn):
– S1S2 / k S1S2 /
Vậy khi hai nguồn có cùng biên độ A và dao động ngược pha thì trung điểm của S1S2 có biên độ cực tiểu Amin = 0.

Quảng cáo

4. Nếu nối hai nguồn sóng vuông pha với nhau thì: (∆φ = 2 – 1 = /2)

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Tổng biên độ:

* Độ dời lớn nhất: d2 – d1 = ( k + 1/4 ) ( k Z )
Số lượng đường hoặc điểm trong đoạn S1S2 thay đổi rất nhiều:
– S1S2 / – 1/4 k S1S2 / – 1/4
* Điểm dịch chuyển cực tiểu (không dịch chuyển): d2 – d1 = (k + 3/4 ) λ ( k ∈ Z )
Số đường hoặc số điểm biến động cực tiểu trong đoạn S1S2:
– S1S2 / – 3/4 k S1S2 / – 3/4
Vậy khi hai nguồn dao động cùng biên độ A và vuông pha thì trung điểm của S1S2 có biên độ bằng AM = A √ 2 .

5. Trường hợp chung: Hai nguồn cùng tần số, khác biên độ, khác pha ban đầu.

Phương trình sóng theo 2 nguồn:
u1 = A1cos(2 ft + 1) và u2 = A2cos(2 ft + 2)

Phương trình sóng tại M do hai sóng xuất phát từ hai nguồn:

* Phương trình giao thoa sóng tại M:
Sử dụng kỹ thuật tổng hợp hai dao động điều hòa bằng vectơ quay, ta lập được:
uM = u1M + u2M = AM cos(2ft ​​+ φM)

Ở đâu:

∆ φ là độ lệch pha của hai lần truyền sóng tới tại M: ∆ φ = φ2 – φ1 = 2 π . (d2-d1)/
→ A1 – A2 AM A1 + A2
+ Điểm M dao động với biên độ lớn nhất AM = A1 + A2 khi và chỉ khi các dao động từ hai nguồn đến M cùng pha với nhau: ∆ φ = 2 kπ

+ điểm M dao động với biên độ cực tiểu AM = │ A1 – A2 │ chỉ khi sóng truyền ngược pha từ hai nguồn đến M: ∆ φ = ( 2 k + 1 ) π

+ Tổng quát: Điểm M dao động với biên độ sóng không phụ thuộc vào AM và sóng di chuyển từ hai nguồn đến M khi và chỉ khi chúng khác pha nhau: ∆ φ = ± α + 2 kπ với α thỏa mãn yêu cầu.

Chú ý:
– Trong hiện tượng lạ giao thoa sóng, khoảng cách ngắn nhất bằng λ/2 giữa 2 điểm có biên độ lớn nhất (hay 2 điểm dao động điều hòa) trong đoạn nối hai nguồn S1S2 là lớn nhất. cực tiểu là λ/4.
– Hai điểm cực gần nhau dao động ngược pha nhau.

III. biến đổi sóng

1) Định nghĩa: Nhiễu xạ là sự uốn cong của sóng từ hướng truyền khi nó đến gần mép của chướng ngại vật.

2) Tính năng:

Nhiễu xạ xảy ra ở tất cả các loại sóng và giao thoa trở thành dấu hiệu đặc trưng cho sóng của một số đặc điểm vật lý.
– Khác với hiện tượng phản xạ và khúc xạ xảy ra ở mặt phân cách giữa môi trường tự nhiên và môi trường, hiện tượng nhiễu xạ xảy ra trong cùng một môi trường tự nhiên. Ngược lại với “nhiễu xạ” là “truyền thẳng”.

3) Ghi nhận sự biến thiên của sóng:

Sự tương phản chỉ dễ dàng quan sát được khi kích thước của rào cản không vượt quá vài chục hoặc hàng trăm lần bước sóng. Vật cản ở đây có thể hoàn toàn là các khe, lỗ, tường, cột… Nếu kích thước của vật cản rất lớn, lớn hơn hàng nghìn lần bước sóng thì hiệu ứng nhiễu xạ trở nên khó quan sát. Thẳng tiến.
Ví dụ:
Nhiễu xạ sóng nước là một hiện tượng lạ dễ quan sát. :

Tham khảo thêm Tổng hợp lý thuyết Vật Lý lớp 12 ngắn gọn, toàn diện hơn:

Giới Thiệu Kênh Youtube VietJack

Ngân hàng đề thi thử miễn phí luyện thi THPT Quốc gia Khoahoc.vietjack.com

song-co-va-song-am.jsp