SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

Chia sẻ: Nguyễn Thu Minh Nguyệt | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

208
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sóng cơ không truyền được trong chân không. + Bước sóng: = vT = . + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là . + Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử của môi trường, nghĩa là truyền cho chúng năng lượng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. + Tốc độ truyền sóng khác với tốc độ dao động phần tử môi trường....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM 1** SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ * Sóng cơ + Sóng cơ không truyền được trong chân không. v + Bước sóng λ: λ = vT = f . + Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao λ động ngược pha là . 2 + Năng lượng sóng: sóng truyền dao động cho các phần tử của môi trường, nghĩa là truyền cho chúng năng lượng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. + Tốc độ truyền sóng khác với tốc độ dao động phần tử môi trường. * Phương trình sóng Nếu phương trình sóng tại O là uO = AOcos(ωt + ϕ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: OM + Nếu sóng truyền từ O  M : uM = AMcos (ω t + ϕ - 2π ). λ OM + Nếu sóng truyền từ M  O : uM = AMcos (ω t + ϕ + 2π ). λ Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên phương 2πd truyền sóng là: ∆ ϕ = . λ + Hai dao động cùng pha khi ∆φ = k2π. Khi đó d = x = kλ + Hai dao động ngược pha khi ∆φ = (2k+1)π. Khi đó d = x = (k+1/2)λ + Hai dao động vuông pha khi ∆φ = (2k+1)π/2. Khi đó d = x = (k+1/2)λ/2 Chú ý: + Chỉ có pha sóng lan truyền, các phần tử vật chất dao đ ộng t ại 1 VTCB, nh ững điểm càng xa nguồn càng trễ pha so với nguồn. + Nếu sóng lan truyền trên 1 đường thẳng, bỏ qua lực cản, năng lượng sóng ko đổi thì A ko đổi. (A là biên độ dao động) + Nếu sóng lan truyền trên mp, bỏ qua lực cản, năng lượng sóng ko đ ổi thì A thay đổi ( giảm tỉ lệ với quãng đg truyền sóng) + Nếu sóng lan truyền trên mặt cầu, bỏ qua lực cản, năng l ượng sóng ko đ ổi thì A giảm tỉ lệ với bình phương quãng đg truyền sóng. 2** GIAO THOA SÓNG Nếu tại hai nguồn S1 và S2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau: u1 = u2 = acosωt và 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: π (d 2 − d1 ) π (d 2 + d1 ) cos(ω t - uM = 2acos ). λ λ π (d 2 − d1 ) * Biên độ sóng tổng hợp tại M là A = 2acos λ + Cực đại giao thoa nằm tại các điểm thỏa d2 – d1 = kλ ; (k ∈ Z), khi đó Amax=2a
1 + Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm thỏa d2 – d1 = (k + )λ ; (k ∈ Z), khi đó 2 Amin = 0 + Trên đoạn thẳng S1S2 nối hai nguồn: - khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai λ cực tiểu liên tiếp là: d = . 2 - khoảng cách giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu là d = λ/4 **Giao thoa với hai nguồn dao động cùng biên độ, cùng tần số, ngược pha – Xét điểm M cách A và B các đoạn d1, d2 (AB
b/ Số đường dao động với biên độ cực tiểu giữa hai nguồn AB 2/ Pha ban đầu tổng hợp tại M
3/ Phương trình tổng hợp tại M ** Giao thoa với hai nguồn dao động cùng biên độ, cùng tần số, vuông pha – Xét điểm M cách A và B các đoạn d1, d2 (AB
b/ Số đường dao động với biên độ cực tiểu giữa hai nguồn AB 2/ Pha ban đầu tổng hợp tại M 3/ Phương trình tổng hợp tại M 3**. SÓNG DỪNG
* Sóng dừng phương trình dao động tổng hợp tại M là: 2πd π 2πl π u M =2U 0cos[ + ]cos[ωt + +] λ 2 λ 2 λ * Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai bụng sóng là: 2 2πd kλ �� * Tại M là nút sóng khi: sin � � 0 = d= �λ � 2 λ * Khi đó khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là: Δd = d k+1 - d k = 2 λ * Vậy khoảng cách gần nhất giữa hai nút sóng là: 2 * Nhận xét : + Do các bụng và nút sóng cách đều nhau nên khoảng cách gần nh ất giữa m ột λ bụng sóng và một nút sóng là: 4 + Nếu M là nút sóng thì vị trí của các nút sóng được tính thông qua bi ểu th ức kλ với k = 1; 2; 3; 4... là số bụng sóng có trên đoạn MB (tại A và B cũng dM = 2 coi như nút sóng), dM là khoảng cách từ M tới đầu phản xạ cố định B. + Nếu M là bụng sóng thì vị trí của các bụng sóng được tính thông qua bi ểu th ức ( 2k + 1)λ (k = 0; 1; 2; 3... ) với k + 1 là số bụng sóng có trên đoạn MB. dM = 4 + Số nút sóng trên dây = số bụng sóng +1 * Điều kiện có sóng dừng trên dây đàn hồi một đầu cố định. kλ * Khi hai đầu đều là nút sóng thì chiều dài dây ph ải th ỏa mãn l = , với k = 1; 2 2; 3... là số bụng sóng có trên dây. 4** SÓNG ÂM * Đặc trưng vật lí của âm + Sóng âm là những sóng cơ học dọc truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. + Âm không truyền được trong chân không. + Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. + Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, .. WP = ( P : công suất của nguồn ) + I= St S P (4πR2 là diện tích mặt cầu bán kính R). + I= 4πR 2 I + L = lg I (B) ( với I0 = 10-12W/m2 ). 0 + Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm. * Đặc trưng sinh lí của sóng âm: Độ cao, độ to, âm sắc.
+ Độ cao: là một đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm, không phụ thuộc vào năng lượng âm. + Độ to: là một đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm f và mức cường độ âm L. + Âm sắc: là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau. Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm. Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm. B. CÁC CÔNG THỨC. * Sóng cơ v Liên hệ giữa vận tốc, chu kì, tần số và bước sóng: λ = vT = f . 1 mω2A2. Năng lượng sóng: W = 2 Tại nguồn phát O phương trình sóng là uO = acos(ωt + ϕ) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: x OM uM = acos(ωt + ϕ - 2π ) = acos(ωt + ϕ - 2π ). λ λ Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên 2πd phương truyền sóng là: ∆ ϕ = . λ * Giao thoa sóng Nếu tại hai nguồn S1 và S2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau có phương tình sóng là: u1 = u2 = Acosωt và 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: π (d 2 − d1 ) π (d 2 + d1 ) cos(ωt - uM = 2Acos ). λ λ 2π (d 2 − d1 ) Độ lệch pha của 2 sóng từ 2 nguồn truyền tới M: ∆ϕ = λ λ Tại M có cực đại khi d2 - d1 = kλ; cực tiểu khi d2 - d1 = (2k + 1) . 2 Số cực đại (gợn sóng) giữa hai nguồn S1 và S2 dao động cùng pha là (tính cả hai 2 S1 S 2 ; với k ∈ Z. nguồn): k = λ Trên đoạn thẳng S1S2 nối hai nguồn, khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực λ tiểu liên tiếp (gọi là khoảng vân i) là: i = . 2 Trường hợp sóng phát ra từ hai nguồn lệch pha nhau ∆ϕ = ϕ2 - ϕ1 thì: Số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn là số các giá trị của k (k ∈ z) tính theo công thức (không tính hai nguồn): S 1 S 2 ∆ϕ ∆ϕ SS Cực đại: − +
∆ϕ ∆ϕ S 2 M − S1M S N − S1 N Cực đại: +