Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 16, Bài 9: Sóng dừng - Trường THPT Quang Trung

Sở Giáo Dục và Đào Tạo TP.Đà Nẵng  Trường THPT Quang Trung        
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 
SÓNG DỪNG 
(Vật Lý 12 cơ bản) 
Bài 9: 
Tiết 16 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG : 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định 
Thí nghiệm : 
 ♥ Một sợi dây mềm , dài , có một đầu Q gắn vào tường . Cầm đầu P căng mạnh cho dây nằm ngang , giật mạnh đầu P lên phia trên , rồi hại ngay về chỗ cũ 
 ♥ Như vậy , biến dạng của dây hướng lên trên và truyền từ P đến Q. Đến Q, nó phản xạ trở lại từ Q về P, nhưng biến dạng của dây hướng xuống dưới 
 Vậy , khi phản xạ trên vật cản cố định , biến dạng đã bị đổi chiều . 
Kết luận : 
 Khi phản xạ trên vật cản cố định , sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ . 
C1 : Vật cản ở đây là gì ? 
Vật cản ở đây là đầu dây gắn vào tường 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG : 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do 
Thí nghiệm : 
 ♥ Một sợi dây mềm , dài , có một đầu Q được thả thõng xuống tự do, cầm đầu P giật mạnh sang bên phải , rồi trở về ngay , tạo ra 1 biến dạng nhỏ hướng sang phải . 
 ♥ Khi truyền đến đầu Q, biến dạng cũng phản xạ trở lại , nhưng biến dạng của dây vẫn hướng sang phải , tức là không bị đổi chiều . 
Kết luận : 
 Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ . 
C2 : Vật cản ở đây là gì ? 
Vật cản ở đây là đầu dây tự do 
II. SÓNG DỪNG : 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
 Ta xét sóng dừng trên 1 sợi dây . 
 ♥ Đầu dây Q gắn vào tường , đầu dây P dao động liên tục , thì sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau ( vì chúng là 2 sóng kết hợp ) 
Định nghĩa sóng dừng : 
 ♥ Kết quả là trên sợi dây xuất hiện những điểm luôn luôn đứng yên ( gọi là những nút ) và những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất ( gọi là những bụng ) 
 Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
a) Vì P, Q là 2 đầu sợi dây cố định , nên tại P và Q có 2 nút . 
 ♥ Các nút nằm cách P và Q những khoảng bằng số nguyên lần nửa bước sóng . 
1. Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định 
b) Vị trí các nút : 
 ♥ Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp là λ /2 
c) Vị trí các bụng : 
 ♥ Các bụng nằm cách P và Q những khoảng bằng số lẻ lần λ /4 
 ♥ Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp là λ /2 
Chú ý : Xen kẻ giữa 2 nút là 1 bụng , nằm cách đều 2 mút đó . 
d) Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có 2 đầu cố định : 
là : chiều dài của sợi dây bằng số nguyên lần nửa bước sóng 
Chú ý : Số nguyên k cũng bằng số bụng sóng quan sát được 
II. SÓNG DỪNG : 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
a) Đầu P cố định nên là một nút . Đầu Q thả tự do nên là một bụng 
2. Sóng dừng trên một sợi dây có 1 đầu cố định , 1 đầu tự do 
b) Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp vẫn là λ /2 
e) Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có 1 đầu cố định , 1 đầu tự do : 
là : chiều dài của sợi dây bằng số lẻ lần λ /4 
Chú ý : Số nguyên k cũng bằng số bụng sóng quan sát được 
II. SÓNG DỪNG : 
c) Xen kẻ giữa 2 nút là 1 bụng 
d) Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp vẫn là λ /2 
Chú ý : số bụng sóng quan sát được là ( k + 1 ) 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
CỦNG CỐ 
Câu hỏi 1 : Sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định có đặc điểm gì ? 
 Sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới tại điểm phản xạ ( là vật cản cố định ) 
Câu hỏi 2 : Sự phản xạ của sóng trên vật cản tự do có đặc điểm gì ? 
 Sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới tại điểm phản xạ ( là đầu dây tự do ) 
Câu hỏi 3 : Sóng dừng được tạo thành từ nguyên nhân gì ? 
 Sóng dừng được tạo thành do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
CỦNG CỐ 
Câu hỏi 4 : Nút , bụng của sóng dừng là gì ? 
 Nút là điểm mà tại đó luôn luôn đứng yên 
 Bụng là điểm mà tại đó luôn luôn dao động với biên độ cực đại 
Câu hỏi 5 : Nêu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có 2 đầu cố định ? 
Câu hỏi 6 : Nêu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có 1 đầu cố định , 1 đầu tự do ? 
Chú ý : Số nguyên k cũng bằng số bụng sóng quan sát được 
Chú ý : số bụng sóng quan sát được là ( k + 1 ) 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
CỦNG CỐ 
Câu hỏi 7 : Chọn câu ĐÚNG 
 Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ : 
A. luôn ngược pha với sóng tới 
B. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định 
C. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do 
D. cùng pha với sóng tới nếu vật cản là cố định 
Câu hỏi 8 : Chọn câu ĐÚNG 
 Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây , khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp bằng : 
D. một nửa bước sóng 
B. hai bước sóng 
C. một phần tư bước sóng 
A. một bước sóng 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
CỦNG CỐ 
Câu hỏi 9 : Một dây đàn dài 0,6 m ; hai đầu cố định , dao động với 1 bụng độc nhất ( ở giữa dây ) 
 a) Tính bước sóng λ của sóng trên dây ? 
 b) Nếu dây do động với 3 bụng thì bước sóng là bao nhiêu ? 
Giải : 
a) Khoảng cách giữa 2 nút cạnh nhau là : 
i = λ /2 
 Mà trên dây chỉ có 1 bụng nên : 
i = 0,6 m 
Suy ra : 
i = λ /2 = 0,6 m 
Vậy : 
λ = 2i = 1,2 m 
b) Khoảng cách giữa 2 nút cạnh nhau là : 
Mà trên dây có 3 bụng nên : 
3i = 0,6 m 
Suy ra : 
i = 0,2 m 
Vậy : 
λ = 2i = 0,4 m 
i = λ /2 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. Câu hỏi về 
nhà : 
CỦNG CỐ 
Câu hỏi 10 : Trên 1 sợi dây dài 1,2 m có một hệ thống sóng dừng . Kể cả 2 đầu , thì trên dây có tất cả 4 nút . Biết tốc độ truyền sóng trên dây là v = 80 m/s , tính tần số dao động của dây ? 
Giải : 
 Khoảng cách giữa 2 nút cạnh nhau là : 
 Mà trên dây có 4 nút ( túc là có 3 bụng ) nên : 
3i = 1,2 m 
Suy ra : 
i = 0,4 m 
Suy ra : 
λ = 2i = 0,8 m 
i = λ /2 
Vậy , tần số dao động của dây là : 
λ = v.T 
Ta có : 
f = v/ λ 
= v/f 
= 80/0,8 
= 100 Hz 
I. Sự phản xạ của 
sóng 
1. Sự phản xạ của 
Sóng trên vật cản 
cố định . 
2. Sự phản xạ của 
sóng trên vật cản 
tự do 
II. Sóng dừng : 
1. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 2 đầu 
cố định 
2. Sóng dừng trên 
1 sợi dây có 1 đầu 
cố định , 1 đầu tự 
do 
III. Củng cố : 
IV. V ề nhà : 
Về nhà 
Học bài và làm các bài tập trong SGK vào vở bài tập 
KẾT THÚC BÀI HỌC 
Vậy hê ̣ mặt trời ( cũ ) là như thê ́ nào ? 
À thi ̀ ra hê ̣ mặt trời ( cũ ) là thê ́ này ! 
Mặt trời 
Thủy tinh 
Kim tinh 
Trái đất 
Hỏa tinh 
Mộc tinh 
Thổ tinh 
Thiên vương tinh 
Hải vương tinh 
Diêm vương tinh