Chủ đ ề 2 : GIAO THOA SÓNG
.Các khái niệm về giao thoa sóng
Phương trình sóng
-Giả sử phương trình sóng tại hai nguồn kết hợp O
1
và O
2
là:
1 2
cosu u a t
ω
= =
-Xét một điểm M cách hai nguồn lần lược là d
1
= O
1
M và d
2
= O
2
M
-Phương trình sóng tại M do hai nguồn O
1
và O
2
truyền đến là
1
1
cos 2 ( )
M
dt
2 1
2
d d
ϕ π
λ
−
∆ =
• Biên độ dao động cực đại A
max
= A khi
2 1
2 1
cos ( ) 1 2 ;
d d
k k Z d d k
π ϕ π λ
λ
−
= ⇒ ∆ = ∈ ⇒ − =
• Biên độ dao động cực tiểu A
min
= A khi
2 1
2 1
1
cos ( ) 0 (2 1) ; ( )
2
d d
k k Z d d k
π ϕ π λ
2 2
l l
k
ϕ ϕ
λ π λ π
∆ ∆
− + < < + + ∈
• Số cực tiểu giao thoa N’ (Số nút sóng trong khoảng từ O
1
,O
2
) dựa vào điều kiện
-S
1
S
2
< d
1
-d
2
< +S
1
S
2
. Với d
2
– d
1
thõa
(2 1)k
1
– d
2
= (2k+1)
2
λ
(k∈Z)
* Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
1 1
2 2
l l
k
λ λ
− − < < −
2. Khi Hai nguồn dao động ngược pha :(
1 2
ϕ ϕ ϕ π
∆ = − =
)
* Điểm dao động cực đại: d
1
– d
2
= (2k+1)
2
λ
(k∈Z)
+Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
1 1
2 2
4
d d k
λ
λ
− = +
*Điểm dao động cực tiểu:
( )
2 1
2 1
2 4
d d k
λ λ
− = + +
Số điểm dao đông cực đại bằng với số điểm dao động cực tiểu:
1 1
4 4
AB AB
K− − ≤ ≤ −
λ λ
Chú ý: Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn lần
lượt là d
1M
, d
N
+ Hai nguồn dao động ngược pha:
** Cực đại:∆d
M
< (k+0,5)λ < ∆d
N
** Số cực tiểu: ∆d
M
< kλ < ∆d
N
Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1. Chọn câu đúng. Nguồn kết hợp là hai nguồn dao động:
A. Cùng tần số. B. Cùng pha.
C. Cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch pha không đổi theo thời gian.
D. Cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ dao động.
2. Chọn câu sai. Sóng kết hợp là sóng được phát ra từ các nguồn:
A. có cùng tần số, cùng phương truyền.
B. có cùng tần số và có độ lệch pha không thay đổi theo thời gian.
C. có cùng tần số và cùng pha hoặc độ lệch pha không thay đổi theo thời gian
D. có cùng tần số và cùng pha.
3. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Hiện tượng giao thoa sóng chỉ xảy ra khi hai sóng được tạo ra từ hai tâm sóng có các đặc điểm sau:
A. Cùng tần số, cùng pha. B. Cùng tần số, ngược pha.
C. Cùng tần số, lệch pha nhau một góc không đổi. D. Cùng biên độ cùng pha.
4. Phát biểu nào sau đây là đúng.
A. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng chuyển động ngược chiều nhau.
B. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau.
C. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ.
D. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha.
9. Điều nào sau đây là đúng khi nói về sự giao thoa sóng?
A. Giao thoa sóng là sự tổng hợp các sóng khác nhau trong không gian.
B. Điều kiện để có giao thoa là các sóng phải là sóng kết hợp nghĩa là chúng phải cùng tần số, cùng pha
hoặc có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
C. Quỹ tích những điểm dao động cùng pha là một hyperbol.
D. Điều kiện để biên độ sóng cực đại là các sóng thành phần phải ngược pha.
10. Chọn câu đúng. Thực hiện thí nghiệm giao thoa trên mặt nước: A và B là hai nguồn kết hợp có phương trình
sóng tại A, B là: u
A
= u
B
= asinωt thì biên độ sóng tổng hợp tại M (với MA = d
1
và MB = d
2
) là:
A.
1 2
(d )
2 os
+
÷
d f
ac
v
π
. B.
1 2
11. Chọn câu đúng. Thực hiện thí nghiệm giao thoa trên mặt nước: A và B là hai nguồn kết hợp có phương trình
sóng tại A, B là: u
A
= u
B
= asinωt thì pha ban đầu của sóng tổng hợp tại M (với MA = d
1
và MB = d
2
) là:
A.
1 2
( )+
−
d d
π
λ
. B.
1 2
−
−
d d f
v
π
C.
1 2
( )+d d f
v
π
D.
f
ϕ
Với n = 0, 1, 2, 3
13. Chọn câu đúng. Trong quá trình giao thoa sóng. Gọi
ϕ
∆
là độ lệch pha của hai sóng thành phần. Biên độ dao
động tổng hợp tại M trong miền giao thoa đạt giá trị nhỏ nhất khi:
A.
2n
ϕ π
∆ =
B.
(2 1)n
ϕ π
∆ = +
C.
(2 1)
2
n
π
ϕ
∆ = +
D.
(2 1)
2
∆ = +
v
n
f
ϕ
16. Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 28Hz. Tại
một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt những khoảng d
1
= 21cm, d
2
= 25cm. Sóng có biên độ cực đại. Giữa M
và đường trung trực của AB có ba dãy cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
A. 37cm/s B. 112cm/s C. 28cm/s D. 0,57cm/s
17. Trên mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động là:
A B
u u 2sin10 t(cm)= = π
. Vận tốc truyền sóng là 3m/s. Phương trình sóng tại M cách A, B một khoảng lần lượt
d
1
= 15cm; d
2
= 20cm là:
A.
7
u 2cos sin(10 t )(cm)
12 12
π π
= π −
B.
7
u 4cos sin(10 t )(cm)
12 12
π π
A. Có 14 gợn lồi và 13 điểm đứng yên không dao động.
B. Có 13 gợn lồi và 13 điểm đứng yên không dao động.
C. Có 14 gợn lồi và 14 điểm đứng yên không dao động.
D. Có 13 gợn lồi và 14 điểm đứng yên không dao động.
20:
Tại
hai
điểm
S
1
,
S
2
cách
nhau
10cm
trên
mặt
nước
1m/s.
Trên
S
1
S
2
có
bao
nhiêu
điểm
dao
động
với
biên
độ
cực
đại
biên
độ
cực
đại
và
9
điểm
không
dao
động.
B.
có
11
điểm
dao
dao
động
với
biên
độ
cực
đại
và
11
điểm
không
dao
động.
D.
có
chất lỏng là 15cm/s. Trạng thái dao động của M
1
cách A, B lần lượt những khoảng d
1
= 12cm; d
2
= 14,4cm và của
M
2
cách A, B lần lượt những khoảng
'
1
d
= 16,5cm;
'
2
d
= 19,05cm là:
A. M
1
và M
2
dao động với biên độ cực đại.
B. M
1
đứng yên không dao động và M
2
dao động với biên độ cực đại .
C. M
1
trên
mặt
nước
dao
động
cùng
tần
số
15Hz,
cùng
biên
độ
và
cùng
pha,
quan
sát
được
bao
nhiêu
gợn
lồi
trừ
A,
B
?
A.
có
13
gợn
lồi.
kết
hợp
S1,S2
cách
nhau
10cm,
có
chu
kì
sóng
là
0,2s.
Vận
tốc
truyền
S1,S2)
là:
A.
4 B.
3 C.
5 D.
7
24:
Tại
hai
điểm
A
và
B
(AB
=
trên
mặt
nước
100cm/s
.
Trên
AB
số
điểm
dao
động
với
biên
độ
cực
16
điểm
trừ
A
và
B. D.
14
điểm
trừ
A
và
B.
25:
Hai
điểm
50Hz,
cùng
pha,
vận
tốc
truyền
sóng
trên
mặt
chát
lỏng
là
1m/s
.
Trên
MN
được khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2 mm. Bước sóng của sóng
trên mặt nước là bao nhiêu?
A.
1
=λ
mm B.
2
=λ
mm C.
4
=λ
mm D.
8
=λ
mm.
28. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100 Hz và đo
được khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4 mm. Vận tốc sóng trên
mặt nước là bao nhiêu ?
A. v = 0,2 m/s B. v = 0,4 m/s. C. v = 0,6 m/s. D. v = 0,8 m/s.
29. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20 Hz, tại một
điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3
dãy cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 20 cm/s B. v = 26,7 cm/s C. v = 40 cm/s D. v = 53,4 cm/s
30. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A,B dao động với tần số f = 16 Hz. Tại một
điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d
1
= 30 cm, d
2
= 25,5 cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường
trung trực có 2 dãy cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước làbao nhiêu ?
2
những
đoạn
lần
lượt
là
:
O
1
M
=3,25cm,
O
1
N=33cm
,
O
2
M
=
mặt
chất
lỏng
là
80cm/s.
Hai
điểm
này
dao
động
thế
nào
:
A.
M
Cả
M
và
N
đều
dao
động
mạnh
nhất. D.
Cả
M
và
N
đều
đứng
số
16Hz,
cùng
pha,
cùng
biên
độ.
Điểm
M
trên
mặt
nước
dao
động
với
biên
của
AB
có
hai
dãy
cực
đại
khác
thì
vận
tốc
truyền
sóng
trên
mặt