Sự phản xạ sóng sóng dừng
BÀI 23 : SỰ PHẢN XẠ SÓNG SÓNG DỪNG
I / MỤC TIÊU :
Bố trí được TN để tạo ra sóng dừng trên dây.
Nhận biết được hiện tượng sóng dừng. Giải thích được sự tạo thành sóng
dừng.
Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi.
Áp dụng hiện tượng sóng dừng để tính vận tốc truyền sóng trên dây đàn
hồi.
II / CHUẨN BỊ :
Một dây lò xo mềm đường kính vòng lò xo khoảng 5cm, có thể kéo dãn
dài 2m.
Một cần rung có tần số ổn định.
Một sợi dây chun tiết diện đều, đường kính khoảng 1mm, dài 1m, một
đầu buộc một quả nặng 20g vắt qua một ròng rọc.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC :
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Quan sát thí nghiệm.
GV : Ta cầm đầu A của dây đưa lên
đưa xuống gây ra một biến dạng trên
HS : Ngược với lúc đầu.
dây.
GV : So sánh chiều biến dạng của dây
HS : Ngược với lúc đầu.
Nêu nhận xét ?
GV : So sánh chiều chuyển động của
HS : Nêu định nghĩa.
sóng trước và sau khi gặp đầu cố định ?
Nêu nhận xét ?
HS : Nêu định nghĩa.
GV : Sóng tới là gì ?
HS : Sóng phản xạ có cùng tần số và
bước sóng với sóng tới. Nếu đầu phản GV : Sóng phản xạ là gì ?
xạ cố định thì sóng phản xạ ngược pha
với sóng tới.
GV : Nêu nhận xét tổng quát ?
Hoạt động 2 :
HS : Quan sát thí nghiệm.
HS : Những điểm đứng yên.
GV : GV trình bày thí nghiệm tạo ra
HS : Những điểm dao động với biên độ sóng dừng. Hình 23.2 hoặc Hình 23.5.
cực đại.
GV : Yêu cầu HS mô tả hiện tượng :
HS : Cách đều nhau.
chỉ ra những điểm nút, điểm bụng và so
Hoạt động 3 :
sánh khoảng cách giữa hai nút, hai
HS : Phương trình sóng tại nguồn ?
bụng liên tiếp.
HS : Phương trình sóng tới tại M ?
GV :Hướng dẫn HS lập phương trình
HS : Phương trình sóng phản xạ tại M ?
HS : d = k .
2
cho sóng tới và sóng phản xạ ?
GV : Hướng dẫn học sinh lập phương
trình sóng tổng hợp tại M ?
1
HS : d = k
2 2
GV : Phân tích phương trình của sóng
tổng hợp để xác định những điểm nút ?
Hoạt động 4 :
HS : Hai nút.
GV : Phân tích phương trình của sóng
tổng hợp để xác định những điểm bụng
?
HS : Một nửa bước sóng.
GV : Đối với sợi dây có hai đầu cố
HS : Một số nguyên lần nửa bước sóng.
định hay một đầu dây cố định và một
đầu dây dao động với biên độ nhỏ thì
HS : = n .
2
khi có sóng dừng hai đầu dây là nút hay
bụng ?
Hoạt động 5 :
GV : Khoảng cách giữa hai nút liên
HS : Bụng sóng.
tiếp bằng bao nhiêu ?
GV : Chiều dài của dây bằng bao nhiêu
HS : Một số bán nguyên nửa bước sóng. ?
GV : Viết biểu thức ?
1
HS : = n
2 2
GV : Đối với sợi dây có một đầu tự do
Hoạt động 6 :
HS : Giải bài tập ví dụ.
thì khi có sóng dừng đầu tự do của dây
là nút hay bụng ?
HS : Nêu ứng dụng.
GV : Chiều dài của dây bằng bao nhiêu
?
GV : Viết biểu thức ?
GV : Hướng dẫn HS vận dụng kiến
thức về hiện tượng sóng dừng để đo
vận tốc truyền sóng trên dây.
IV / NỘI DUNG :
1. Sự phản xạ sóng.
Sóng đang truyền trong một môi trường mà gặp vật cản thì bị phản xạ.
Sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng với sóng tới.
Nếu vật cản cố định (đầu phản xạ cố định) thì sóng phản xạ ngược pha với
sóng tới (đổi chiều).
2. Sóng dừng
Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương có thể giao
thoa với nhau và tạo thành một hệ sóng dừng.
Sóng dừng là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian.
+ Những điểm đứng yên gọi là nút.
+ Những điểm dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.
+ Những nút và bụng xen kẽ, cách đều nhau.
3. Điều kiện để có sóng dừng :
a. Đối với dây có 2 đầu cố định hay một đầu cố định, một đầu dao động.
Hai đầu dây là 2 nút.
Khoảng cách giữa 2 nút hay 2 bụng liên tiếp là
l
2
Chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng.
=n.
{n = 1, 2, ... là số bó nguyên.
2
Trên dây có n bó sóng.
Số bụng = n
Số nút = n + 1
b. Đối với dây có một đầu tự do
Đầu tự do là bụng sóng.
Khoảng cách giữa 2 nút hay 2 bụng liên tiếp là
l
2
Chiều dài dây bằng một nửa số bán nguyên nửa bước sóng.
1
{n = 1, 2, ... số bó nguyên
= n
2 2
Trên dây có : + n +
1
bó sóng
2
+ Số bụng = số nút = n + 1
Ứng dụng :
Có thể ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo vận tốc truyền sóng trên dây.