SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
CHUYÊN ĐỀ:
BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ
VẬT LÝ 12
Phạm Thị Toản
Giáo viên
Trường THPT Phúc Yên
Lớp 12
!!4 tiết
22
GIAO THOA SÓNG CƠ
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. Lý thuyết cơ bản về giao thoa sóng cơ :
"#$$#%##&'(#)#*& !'+
,
-+
.
#*
/0 $1l
23.* !'*
,
45
,
$6
,
t
ω ϕ
+
7-*
.
45
*
.:
45
.
$6
.
.
.
d
t
ω ϕ π
λ
+ −
7
?(@&C'D:*
:
4*
,:
E*
.:
1. Độ lệch pha của hai sóng từ hai nguồn đến M là:
. , , .
.
6 7
M M M
d d
π
ϕ ϕ ϕ ϕ
λ
ϕ ϕ π
λ
−
− +
7
a. Biên độ dao động tổng hợp cực đại545
,
E5
.
$6
. ,
, .
.
d d
ϕ ϕ π
λ
−
− +
74,
⇔
. ,
, .
.
d d
ϕ ϕ π
λ
−
− +
4 .
.
d d
ϕ ϕ π
λ
−
− +
4
.k
π π
+
23
:
+
,
+
.
,
.
, .
,
6 7 6 7
. .
d d k
ϕ
λ λ
π
∆
→ − = + +
ω π ϕ
λ
= − +
E?(@#$$#&D:u
M
= u
1M
+ u
2M
, . , . , .
. $ $
. .
M
d d d d
u Ac c t
ϕ ϕ
ϕ
π ω π
λ λ
− + +
∆
= + − +
ENO80#$80D:
. ,
.K K $6 7
.
λ λ
π
∆
− = + +
R!*#*#$80;'#
MF(S8D#$$#
.
T
,
4 U6 4QVW,VW.XK7
6Y89/#$80<O808D=>Y89//>*88%#
#&)*(*AB<Zsố nguyên lần bước sóng7
MF(S9*#$$#
.
T
,
46 E
,
.
7U6 4QVW,VW.XK7
6Y89/#$80<O809*=>Y89//>*88%#
#&)*(*AB<Zsố bán nguyên lần bước sóng7
24
8D
4M[ 4M. 4M, 4Q 4, 4. 4[
8[8.8,8Q8,8.8[
4M[ 4M. 4M, 4Q 4, 4.
∈
7
=> Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm.
III.Tìm số điểm dao động cực đại, dao động cực tiểu giữa hai điểm M, N bất kì:
+8D>9*(O8$D`#89/:>($;&#$
$#=>(%# 6 ∈ a7SH$#*6 S#
*7
R+8D
. , . ,
. .
S N S N S M S M
k
ϕ ϕ
λ π λ π
− −
∆ ∆
+ ≤ ≤ +
k Z
∈
R+9*
. , . ,
, ,
. . . .
S N S N S M S M
k
ϕ ϕ
λ π λ π
− −
.
K
L(O8(*(89/:-<:kjlK
M ?(@#$80%#:
*
:
4.5K$
. d
t
π
ω
λ
−
÷
M 28:j:j4
.
.
, .
_
S S
d −
EB* 89:#$80;'#<#*
.
.
d
k d k
π
π λ
.
,:
.:
,
.
M
d
d
I
S
1
S
2
EB* 89:#$80;<#*
. , ,
6 7. 6 7
. .
d
k d k
π
π λ
λ
= + → = +
/>
.
S S d
k
λ λ
≤ ≤
($8&
.
.
, .
.
S S
d MI
= +
÷
M N>$P889/#$80'#<*($8$D:j
, .
, ,
. . .
S S d
k
λ λ
− ≤ ≤ −
($8&
.
.
, .
.
.
&#$O*89/#$80<O808D-9*o
.^2389/:+
,
$1,./>+
.
$1,p/K28
88D-9*8J*#8$D+
.
:o
Giải :
1 a/ Khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp có biên độ cực đại:
Bước sóng
λ
= v.T =v.2
π
/
ω
= 6 (cm)
Khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp:
[6 7
.
cm
λ
=
b/ Số điểm dao động với biên độ cực đại trên S
1
S
2
:
SS
→
q[ q[-[ <<− k
→&689/#$80<O809*K
2/ Số đường cực đại, cực tiểu đi qua đoạn S
2
M
&+
.
:T+
,
:4_/V+
.
+
.
T+
,
+
.
4M.Q/
+8Dn#/r
. . , . . ,
[-[[ Q-pp
S S S S S M S M
k k
λ λ
− −
< ≤ → − < ≤
blA( 4QVM,VM.VM[FsA(O+
, . , .
,Q ,Q
. . _ . _ .
S S S S
k k
ϕ ϕ π π
λ π λ π π π
∆ ∆
− + < < + → − + < < +
. [k
→ − < <
blA 4QVW,V.sA&_8DK
+9*n#/r
, . , .
, , ,Q , ,Q ,
. . . . _ . . _ . .
S S S S
k k
ϕ ϕ π π
λ π λ π π π
∆ ∆
− + − < < + − → − + − < < + −
t tk→ − < <
blA 4QVW,VW.sA&t9*K
Bài 3 (ĐH 2009): uB/]/0l=n&#*'& !'+
,
>
+
.
#*.Q/Km#*>A#$80H$'`8&
ϕ ϕ
λ π λ π
∆ ∆
− + < < +
.Q .Q
_ . _ .
_-t t-t QV ,V .V [V _Vt
k
k k
π π
π π
→ − + < < +
↔ − < < → = ± ± ± ±
4d+89/#$80<O808D=>,QĐáp án C
Bài 4 (ĐH 2013): L($/0S/B#$$#&<-#*
& !'#$80;'#D#89/5>N#*,p/K+&
(*AB(O/]<<<&[/KL(O8$D5N-89//>D8&'k
x<#$80<O808D=>
5K,Q NK,, K,. Kw
Giải:
l l
k
λ λ
−
< <
,p ,p
QV ,V .V [V _V t
[ [
k k
λ
ABBB
−
E
π
ϕ
.
∆
z
λ
AMBM
−
≤
E
π
ϕ
.
∆
π
π
π
π
.t-,
.Q Q
.t-,
.QQ
+
−
≤<+
−
.=k
6Hay k = -27627
FsA)617>627→
=
−
=
.
[p_Q
λ
./V\!J*1: |
==
λ
v
4.QmaK
2/ Số cực đại trong đoạn NI 6F<j=>#$89/%#8`*&)
8!8(*(%#5N7
Q t
BI AI BN AN
k k
λ λ
− −
≤ ≤ → ≤ ≤
blA 4QV,V.FsA)8!j&[8D
Bài 7. m#*'& !'5-N(O/]$%#/0l=n#$
80H$'(@
pK $6.Q 76 7V pK $6.Q ^ .76 7
A B
u c t mm u c t mm
π π π
= = +
[6 7
,Q
v
cm
f
λ
= = =
,K+89/#$80<O808D
.Q ^ . .Q ^ .
. . [ . [ .
AB AB
k k
ϕ ϕ π π
λ π λ π π π
∆ ∆
− + < < + → − + < < +
p-_ p-w QV ,KKKK pk k→ − < < → = ± ±
FsA&,[8D
E+89/#$80<O809*
, , .Q ^ . , .Q ^ . ,
. . . . [ . . [ . .
AB AB
k k
ϕ ϕ π π
λ π λ π π π
∆ ∆
− + − < < + − → − + − < < + −
x cm
= + =
= + =
[K?(@#$80C'D:5-NY8$D
,
>
.
=>
, . , .
,.K $ 6 7 K $ 6 7 6 7
_ _
M
u c d d c t d d mm
π π π π
ω
λ λ
= − + + + +
Em#89/:
,
u
b
u c c t
π π π π
ω
λ
π π π π
ω
λ
= + + +
→ = −
= + + +
LD89/
,
, .
.6 7 .6 7
M M
λπ
ϕ
λ
.
[^
,Q
,[,y
.
[^
,Q
.[y
+
−
≤≤+
−
→
∆
+
−
≤≤
∆
+
−
k
MAMB
k
NANB
,VQtp-Q_-, −=→≤≤−→ kk
NK
Bài 2 (ĐH 2011):u/]l=n&#*&5-N#*,q/-
#$80H$'`8<'(@=>*
5
4*
N
4#$tQπ6<
SZ7KL80(*AB&%#/]l=n=>tQ/^K"e=>(*
89/%#5N-89/:•/]l=nZ/(O8(*(%#5N>k
31
A
B
C
M
N
j
:
+
.
+
,
el#$$'kxl=nD:#$80;'#<'kxl=n
DeK\$1:e=>
5K,Q/K NK
. ,Q
/KK
. .
/K K./K
Giải: N<&
KFsA
/
4t
:e
/
4
. .
.
.
, .
/
, , ,q
6 7 6t 7. . ,Q6 7
. _ . _
S S
k cm
λ
+ − = + − =
chọn B
Dạng: Biên độ dao động tổng hợp
Bài 1:
LD
#
89/
=>,Q/K
9/
:
(O/]<
5
.t/>
N
[
Q/
}
#$
80
<
O
80
=>
A. ./ B. _/ C. p/ D. q/
[Q .t
.
,Q
π
−
74_
FsA5
:
4./
Chọn A
Bài 2: u/]$%#/0l=n&#* !'5-N#*,Q
/- #$ 80 H$ ' ` 8 < ' (@ =k = =>
*
5
4[$6_QπEπ^p76/7V*
N
4_$6_QπE.π^[76/7K$!80(*AB
&=>_Q/^K:08(h&g/=>(*89/%#5N-Z/(O/]
32
I
<-& Sƒ4_/K+89/#$80<O80t/&(O8
(h=>
A. [QB. 32C. [_ D. [p
Giải:
NO80&C'D:=>
5
.
45
,
−
+ + − +
4t
. ,
6 7
$6 . 7
.
d d
c
π
π
λ
−
→ +
4Q
\8&
. ,
.
6 7
.
d d
π π
λ
− −
74
.
k
π
π
+
= = =
K
$:=>/08D#$$#O898$D5:& giá trị lớn
nhất @ M phải nằm trên vân cực đại bậc 1 như@}>
n#/r
33
5
N
:
\4
Q
,
.
\4
,
A R = 4cm O B
. ,
,K.Q .Q6 7d d k cm
λ
− = = =
:] -$#/5:N=>#/*D5
O#&
. . . .
. ,
6 7 6 7 _Q 6.7AM d AB AM d= = + = +
. .
+*A(#
Q- ,- [k = ± ± ±
K
FsA898$D5:&(nl@:'1Z/(O88Ds[
(
/#P
4[7@}>n#/r
. ,
[K[Q wQ6 7d d k cm
λ
− = = =
6,7
:] -$#/5:N=>#/*D5O#&
. . . .
. ,
6 7 6 7 ,QQ 6.7AM d AB AM d= = + = +
L#A6.7>$6,7#8
. .
, , ,
,QQ wQ ,Q-tp6 7d d d cm+ − = → =
Chọn B
Bài 3:LD#89/5>N(O/]<#*q/&#* !'
#$80<'(@
, .
* * #$_Q 6/7= = π
-80(*AB&(O/]<
=>
[Q/ ^
.
.
4
.
Ep
.
L#A
,
>
.
>$6,7
. . . .
p . ,-t w-y6 7h h h cm+ − + = → =
Bài 4: L($S/#$$#(O/]<-#*& !'5>
N#$80;'#-;k-#*5N4q/D$(##& !'
&<&λ4./KL(O8`6∆7$$<5N>5N/0
$1=>./- $1•l)#$89/%#6∆7<8(*
(%#5N8!89/:#$80<O809*=>
A. Q-_[/K B. Q-t/K C. Q-tp/K D. Q-p_/K
Giải::#$809*klO:*09* 4Q
b…8&
,
T
.
46 E
1
2
7U4
1
2
.
,
:
5
N
/]<&* $18!#*5>N$1/r5MN4,Q
/K9/Z/(O88AOXK 9)(*(%#5N>B
XXXK
5K[M'S#5 NK.M'S#
K[M'S#N K.M'S#N
Giải: N<&λ4^|4_Q^,Q4_6cm)K
;
, .
.
6 7
N
d d
π
ϕ ϕ
λ
∆ = − + ∆
<∆ϕ4Q
.
K,Q Q t 6. ,7
_
M:+
.
4,[-t/>gs
E.6;=$D<g78J*#89/:†&:‡+
,
M:‡+
.
4.,-t/KL@/80
(*AB&(O/]<-g=>8D#A9*o
5K.t/^-9* NK,pQ/^-9*
K.t/^-8DK,pQ/^-8D
Giải236
,
M
.
74:+
,
M:+
.
4,[-t4λ
>6‡
,
M‡
.
74:‡+
,
M:‡+
.
4.,-t46E.7λ
#&.λ4.,-tT,[-t4q4dλ4_6/7sA4λK|4_K_Q4,pQ6cm/s)
,
- S
+
,
+
.
-89//>'kxD8&#$80<O808D89/+
.
/0
8$D•lZ
5Kqt//K NK,t//K K,Q//K Kqw//K
Giải
L#&U4^|4,-t/ˆ $1g&($x#/B#$$#=> z
λ
.,
SS
4
t-,
,Q
4p-pp
FsA89//>'kxD8&#$80
<O808DZ/(O8(h
g/+
,
+
.
/08#kl 4p
F<
,
M
-+
.
/0 $14q/K
^L@/(O8(*(%#+
,
-+
.
89/:
.
k:
,
l>#$80;
'#<:
,
o
^8k(*-#A8C $1+
,
+
.
K9=DJ*#8
#$$#C8(O/]<-'1Š $1+
,
+
.
/08$DS
lZ#$O*oF< $1lA@Y#+
,
-+
.
&#$O*89/&
*
:,
4.5$
λ
+π
−π
λ
−π 76
.QQ$
76
.,,.
<
,
E
.
4,p/4.QU>
.
T
,
4Q-
#8*
:,
,
j
7/6w[-p[_[ ==
+*A(#:
,
:
.
4y-q_Tp-w[4Q-w,6/7
Lj:
.
‡
4
†. . . .
, . ,
+ : + j y _ t-ww6/7− = − =
:
,
:
.
‡
4p-w[Tt-ww4Q-w_6/7
cKN#8k*#8r&+
,
+
.
4q/4,QU4.Q
.
λ
$sA#89/+
,
+
.
4.+
,
j46. E,7
.
λ
4dfkŠ+
,
+
.
/0 $1
.
λ
4Q-_/K
\8&(O+
,
+
.
&.,89/&O808DK
BÀI TẬP TỰ GIẢI
Bài 1.L(O/]<&#*&#*5>N-#* $1
38
M
1
M
2'
M
2
7m#89/:
,
>:
.
(O8$D5N5Y8$D,.c/>,_cmKLD/0
89/>$8&s%#:
,
&(8D=>
scm^_Q−
K28(8D
%#s%#:
.
=…8&
o
ĐS#-
,QK$6.Q ^,,76 7K
M
u t cm
π π
= −
KL(O8$D5N&p89/8DKL(O5&t89/8D
Km!'(@&D:
,
-:
.
KLlA#89/:
,
>:
.
>
. Kcm
LD89/
,
s%#:
,
&(8D=>
,. ^ K
−
cm s
LS(8D%#s%#:
.
D89/
,
K
_KLS89/#$80<O808D(O8$D5N;'#<
*K
ĐS. ,KpQ/^V.K,Q89/V[KF
:.
4
_ [6 ^ 7cm s
V_K_89/
Bài 4. L($S/#$$#&/]<-#* !'+
,
-+
.
#*q/#$80;'#<k|4.QmaKLD89/:(O/]<
+
,-
Bài 5. m#* !'+
,
-+
.
#*tQ//#$80H$'(@
*
+,
4*
+.
4.$.QQ
t
π
6//7(O/]<-$O80& 8CK23B
/0'S#8(*(%#+
,
+
.
#lAgs 8J*#89/:
,
&*
:
,
+
,
T:
,
+
.
4,.//>g E[6;=$D<g 78J*#89/:
.
Q KL80(*AB&($/(=>_Q/^K+8D#$$#($
$1
, .
S S
=>
5K4_ NK4. K4t K4y
Bài 7.L($/0S/B#$$#&(O/]<-#* !'
+
,
-+
.
#$80;'#-;k|4,pmaKLD/089/:(O/]<
*+
,
-+
.
Y $1
,
4[Q/-
.
4.t-t/-&&O80
8DK"Y#:>8(*(+
,
+
.
&#rA8D KLSs
(*AB&(O/]<K
5K[_/^K NK._/^K K__/^K KpQ/^K
Bài 8. uB/]/0l=n&#*'& !'+
,
Bài 10.LD#89/5-N(O/]<#*.,/&#*'
& !'#$80H$'*&</]<-'(@#$
80=k==>
,
* 4.$6_QvEv7
/>
,
v
* 4_$6_QvE 7
.
/KL80(*AB
&(O/]<=>_Q/^K":-=>.89/(O8$D5N#$$5:4
:4NK+89/#$80<O808D(O8$D:=>
A. yK B. pK C. tK D. _K
Bài 11.L(O/]<&#*#*5>N#*,q/8#
#$80*&</]<D$/0&&<&=> t/K":
=>/089/(O/]<8B*#*>(*89/e%#5N
/0 $1,./K+89/#$80'#<*(O8$De:
A. _ B. t C. . D. ,
41
Bài 12.
LD
#
89/
5
>
9/
:
(O/]<
5
.t/>
N
[
Q/
}
#$
80
<
O
80
=>
A. ./ B. _/ C. p/ D. q/
Bài 13.L(O/]l=n&.*& !'5>N#*,Q6/7-
;#$80<kqQ6ma7>'##8k*Z KFs(*AB
&(O/]l=n=>_Q6/^7K9/klZ/(O8(*(