GIAO THOA SÓNG
I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:
-Đưa ra dự đoán về vân thoa được tạo thành trên mặt nước khi có sự gặp nhau của hai
sóng.
-Dùng phương trình sóng và qui luật tổng hợp sóng kiểm tra dự đoán bằng lí thuyết.
-Nêu được điều kiện để có hiện tượng giao thoa.
-Mô tả hiện tượng nhiễu xạ sóng.
-Vận dụng tốt kiến thức về giao thoa để giải thích những hiện tượng về giao thoa sóng.
2) Kĩ năng: Giúp HS quan sát, phân tích và tổng hợp kiến thức khi phân tích một hiện
tượng vật lí, đưa ra những dự đoán có căn cứ khi quan sát một hiện tượng trên cơ sở kiến
thức vật lí, vận dụng và giải thích.
II. Chuẩn bị:
1) Giáo viên:
-Chuẩn bị bộ thí nghiệm về sóng nước để làm giao thoa sóng nước và hiện tượng nhiễu
xạ sóng qua khe hẹp.
-Chuẩn bị phần mềm Sóng cơ học, mô phỏng hiện tượng sóng cơ học.
2) Học sinh: Ôn tập kiến thức về phương trình sóng, dao động tổng hợp, độ lệch pha của
hai dao động điều hòa cùng tần số.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (10’) Kiểm tra:
+ GV dùng phiếu học tập đã chuẩn bị nội dung kiểm tra. HS được gọi kiểm tra trình bày
kiến thức được kiểm tra.
+ Nội dung kiểm tra bao gồm:
- Đặc điểm của sóng phản xạ so với sóng tới.
- Viết được pt sóng phản xạ tại một vị trí.
- Viết đúng pt sóng dừng, suy ra Bàiên độ sóng tại một vị trí.
- Xác định đúng vị trí điểm dao động cực đại (bụng) và đứng yên (nút)
- Vận dụng tốt điều kiện để có sóng dừng bằng bài toán TÁN.
Hoạt động 2. (30’) Giảng bài mới:
Nội dung 1: (25’) Tìm hiểu Sự giao thoa của hai sóng trên mặt nước.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nêu câu hỏi gợi ý:
H1. Hiện tượng gì sẽ xảy ra
nếu cho hai nguồn S1, S2 cùng
tần số, cùng pha dao động trên
mặt nước của một khay nước?
H2. Nếu xét một điểm M trên
mặt nước, dao động điểm M
được truyền từ đâu đến? Bằng
lí thuyết có thể kiểm tra dao
động của M như thế nào?
Gợi ý cho HS dự đoán.
H3. Nếu xem Bàiên độ sóng
không đổi, hai dao động thành
phần tại M do S1, S2 truyền đến
có dạng thế nào?
H4. Xác định độ lệch pha của
hai dao động thành phần tại M.
Thảo luận nhóm, đưa ra dự
đoán.
-Có hai sóng truyền đi, gặp
nhau.
-Có điểm dao động với Bàiên
độ cực đại hoặc đứng yên.
-Tại M có hai dao động từ S1,
S2 truyền đến. Có thể M dao
động cực đại hoặc đứng yên.
-Một HS lên bảng viết pt dao
động tại M do S1, S2 truyền
đến.
-Thảo luận nhóm, ôn kiến
thức cũ để vận dụng xác định
độ lệch pha của hai dao động
tại M và Bàiên độ dao động
tổng hợp tại M.
M
d1 d2
S1
S2
S1, S2 hai nguồn cùng tần số,
cùng pha, hai sóng tạo thành có
cùng bước sóng.
1 2 cos2
S S
u u a ft
Dao động S1, S2 truyền đến M
có pt:
1
1
2
2
cos 2 2
cos 2 2
M
M
d
u a ft
d
u a ft
1)Độ lệch pha của hai dao
động tại M:
H5. Dao động tổng hợp tại M
có Bàiên độ được xác định như
thế nào?
H6. Xác định vị trí những điểm
dao động cực đại và cực tiểu.
Nhận xét?
H7. xác định quỹ tích những
điểm M với Bàiên độ cực đại
và quỹ tích những điểm M
không dao động?
-Một HS lên bảng xây dựng
các Biểu thức.
-Dựa vào độ lệch pha của hai
dao động cùng pha và ngược
pha, lập Biểu thức xác định
vị trí những điểm dao động
cực đại hoặc cực tiểu.
2 1
2
d d
2)Dao động tổng hợp tại M có
Bàiên độ:
2 2 2
1 2 1 2
2 cos
2 cos
2
A A A A A
a A
2 cos
2
a A
*Bàiên độ dao động tại M phụ
thuộc độ lệch pha của 2 dao
động từ S1, S2 truyền đến.
*Nếu 2 dao động cùng pha:
2 1
2
k d d k
Với k = 0; 1 ; 2…
M: dao động cực đại.
*Nếu 2 dao động ngược pha:
2 1
2 1
1
2
k
d d k
Với k = 0; 1 ; 2…
M: không dao động.
Lưu ý HS vị trí những điểm
dao động cực đại hoặc cực tiểu
ứng với k = 0; 1; …
-Hướng dẫn HS thiết kế
phương án TÁN kiểm tra
những dự đoán lý thuyết.
-Hướng dẫn HS quan sát và rút
ra kết luận.
-GV thông báo:
+ Nguồn kết hợp.
+ Thế nào là hiện tượng giao
thoa.
+ Điều kiện để có hiện tượng
giao thoa.
-Thảo luận nhóm, báo cáo
kết quả: có hai họ đường
cong hyperbol tập hợp những
điểm dao động cực đại, cực
tiểu xen kẽ, cách đều nhau.
-Cùng với GV bố trí thí
nghiệm kiểm tra, quan sát và
rút ra kết luận.
-Nguồn kết hợp. Sóng kết hợp.
+ Định nghĩa hiện tượng giao
thoa.
+ Điều kiện để có hiện tượng
giao thoa.
Nội dung 2. (5’) Tìm hiểu Sự nhiễm xạ và ứng dụng của hiện tượng giao thoa.