Trường THPT Nguyễn Đáng Giáo viên Huỳnh Thế Xương
Trường THPT Nguyễn Đáng
Lớp 12
Họ và Tên:
HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC
VẬT LÝ 12 NÂNG CAO
Chương 3
SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

I/. Sóng cơ. Phương trình sóng
1. Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường. Sóng cơ không truyền được trong chân
không.
2. Sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang. Sóng có phương
dao động trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc.
3. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động từ nguồn sóng đến các phần tử của môi trường mà
sóng truyền qua. Sóng có dạng hình sin nên gọi là sóng hình sin.
4. Sóng cơ được tạo thành nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao động.
Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng lệch thì truyền sóng ngang. Môi trường nào
có lực đàn hồi xuất hiện khi bị biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc.
5. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng
+ Biên độ của sóng (A) là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
+ Chu kỳ của sóng (T) là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua, nó
bằng chu kỳ dao động của nguồn tạo sóng. Đại lượng
1
f
T
=
gọi là tần số của sóng.
+ Tốc độ truyền sóng (v) là tốc độ truyền pha dao động trong môi trường. Đối với mỗi môi trường,
tốc độ truyền sóng có một giá trị không đổi.
+ Bước sóng

= ω − = ω − = π −
 ÷  ÷  ÷
 
λ
     
 
Trong đó u là li độ vừa
tuần hoàn theo thời gian vừa tuần hoàn theo không gian. A là biên độ ; x là tọa độ của điểm M.
Nếu sóng truyền ngược chiều dương của trục Ox thì
M
t x
u Acos 2
T v
 
 
= π +
 ÷
 
 
 
+ Nếu dao động của nguồn sóng (tại gốc tọa độ) có dạng:
( )
0
u Acos t= ω + ϕ
với
0
ϕ
là pha ban đầu
thì phương trình sóng tại M có dạng
M 0

số nguyên lần nửa bước sóng.
( )
n n 1,2,3...
2
λ
= =l
. n bằng số bụng sóng quan sát được.
+ Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi
dây phải bằng một số lẻ lần
4
λ
.
( ) ( )
2n 1 n 0,1,2,...
4
λ
= + =l
Hay:
( )
m m 1,3,5,...
4
λ
= =l
+ Khi có sóng dừng xảy ra trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây
duỗi thẳng sẽ bằng nửa chu kỳ của sóng.
III/. Giao thoa sóng
1. Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường
nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa của sóng.
Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.
2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn kết hợp, nghĩa là hai

cùng pha.
Ta xét:
1 2
S S
n r= +
λ
(n là phần nguyên, r là phần thập phân)
- Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng
1 2
S S
bằng 2n +1 (số lẻ)
- Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn thẳng
1 2
S S
bằng 2n (nếu r < 0,5) và bằng 2n
+2 (nếu
r 0,5≥
) (số chẵn). Nếu hai nguồn
1
S
và
2
S
ngược pha nhau thì kết quả ngược lại.
4. Khi có giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại (hoặc hai cực tiểu) giao thoa gần
nhau nhất, nằm trên đường nối hai tâm dao động bằng nửa bước sóng.
5. Sự nhiễu xạ của sóng: Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của
sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng.
IV/. Sóng âm
1. Sóng âm (gọi tắt là âm) là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Sóng âm không

o
I
).
Trong đó
( )
12 2
o
I 10 W / m
−
=
là cường độ âm chuẩn.
Đơn vị mức cường độ âm là ben (B). Người ta thường dùng đơn vị là đêxiben (dB).
Nếu tính theo đơn vị đêxiben thì:
( )
o
I
L dB 10lg
I
=
Khi L = 10 dB = 1 B thì
1
0
I 10 I=
; L = 20 dB = 2 B thì
2
0
I 10 I=
; L = 30 dB = 3 B thì
3
0

+ Âm sắc: Các nhạc cụ khác nhau khi phát ra âm có cùng độ cao nhưng vẫn có sắc thái khác nhau.
Đặc trưng đó của âm gọi là âm sắc. Âm sắc là đặc trưng sinh lý của âm nó dựa trên tần số và biên
độ. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm. Âm sắc giúp ta phân biệt âm do các
nguồn khác nhau phát ra.
4. Để gây ra được cảm giác âm ở tai người thì mức cường độ âm phải có giá trị ở trong miền nghe
được. Miền nghe được nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau.
+ Giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà còn gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là ngưỡng
nghe. Ngưỡng nghe thay đổi theo tần số âm.
+ Khi mức cường độ âm đạt 130 (dB) ứng với cường độ âm
( )
2
10 W / m
đối với mọi tần số sẽ gây
cho người nghe một cảm giác nhức nhối, đau đớn. Giá trị đó được gọi là ngưỡng đau.
5. Nguồn nhạc âm:
+ Dây đàn hai đầu cố định: Trên một sợi dây đàn có chiều dài
l
, được kéo căng bằng một lực
không đổi, chỉ xảy ra sóng dừng với tần số
nv
f
2
=
l
Với n = 1 thì
1
v
f
2
=

v v
f ' f
v v
±
=
m
Trong đó: f là tần số của âm do nguồn âm phát ra ; v là tốc độ truyền âm.
M
v
là tốc độ chuyển động của máy thu (lấy dấu (+) nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn âm và
lấy dấu (-) nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm).
S
v
là tốc độ chuyển động của nguồn âm (lấy dấu (-) nếu nguồn âm chuyển động lại gần máy thu và
lấy dấu (+) nếu nguồn âm chuyển động ra xa máy thu).
+ Nếu máy thu chuyển động lại gần nguồn âm đứng yên thì
M
v v
f ' f f
v
+
= >
.
+ Nếu máy thu chuyển động ra xa nguồn âm đứng yên thì
M
v v
f ' f f
v
−
= <