Giao Thoa Sóng Là Gì ? Công Thức, Phương Trình Giao Thoa Sóng Chi Tiết

Giao thoa sóng là gì ? Công thức, Phương trình giao thoa sóng chi tiết

• Sổ tay toán lý hóa 12 chỉ từ 29k/cuốn

Trang trước Trang sau

Bài viết Giao thoa sóng là gì ? Công thức, Phương trình giao thoa sóng chi tiết với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Giao thoa sóng là gì ? Công thức, Phương trình giao thoa sóng chi tiết.

Giao thoa sóng là gì ? Công thức, Phương trình giao thoa sóng chi tiết

1. Hiện tượng:

Quảng cáo

Quan sát hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, ta quan sát thấy:

- Trong vùng gặp nhau (vùng giao thoa của hai sóng) xuất hiện những điểm mà tại đó nước dao động mạnh và những điểm mà tại đó nước yên lặng (đứng yên không dao động).

- Hiện đó gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng. Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.

2. Định nghĩa: Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ biên độ sóng được tăng cường hay bị giảm bớt.

* Điều kiện để có giao thoa: Do hai nguồn kết hợp tạo ra. Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

II. Khảo sát sự giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cùng biên độ A.

Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2

Phương trình sóng tại 2 nguồn:

u1 = Acos(2πft + Φ1) và u2 = Acos(2πft + Φ2)

Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

1) Biên độ dao động tại M:

* Những điểm có biên độ cực đại: AM = 2A

(2 sóng từ 2 nguồn cùng pha nhau tại M)

* Những điểm có biên độ cực tiểu:

(2 sóng từ 2 nguồn ngược pha nhau tại M)

(k = 0, ± 1, ± 2,… là thứ tự các tập hợp điểm đứng yên kể từ Mo , k = 0 là tập hợp điểm đứng yên thứ 1)

Quảng cáo

2) Hai nguồn dao động cùng pha (∆φ = φ2 – φ1 = 0 hoặc = 2kπ).

Thay φ1 = φ2 = φ vào các phương trình trên ta được:

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Biên độ sóng tổng hợp:

+ AM max = 2A khi: Hai sóng thành phần tại M cùng pha nhau ∆ φM1/M2 = 2kπ (k∈Z).

Khi đó hiệu đường đi: ∆d = d2 – d1 = kλ

+ AM min = 0 khi:

- Hai sóng thành phần tại M ngược pha nhau ∆ φM1/M2 = (2k + 1)π (k ∈ Z).

- Hiệu đường đi: ∆d = d2 – d1 = (k + 1/2 )λ.

* Tìm số điểm dao động cực đại trên đoạn S1S2: d1 – d2 = kλ (k ∈ Z);

Số điểm cực đại: -S1S2/λ ≤ k ≤ S1S2/λ

* Tìm số điểm dao động cực tiểu trên đoạn S1S2: d1 – d2 = (2k + 1)λ/2 (k ∈ Z)

Số điểm cực tiểu: -S1S2/λ - 1/2 ≤ k ≤ S1S2/λ - 1/2

Khi hai nguồn dao động cùng pha và cùng biên độ A thì trung điểm của S1S2 có biên độ cực đại Amax = 2A và tập hợp các điểm cực tiểu và cực đại là họ các đường Hypecbol có S1, S2 là tiêu điểm.

3) Hai nguồn dao động ngược pha: (∆φ = φ2 – φ1 = π)

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Biên độ sóng tổng hợp:

* Điểm dao động cực đại: d2 – d1 = (k + 1/2)λ (k∈Z)

Số đường hoặc số điểm dao động cực đại (không tính hai nguồn) trên đoạn S1S2:

-S1S2/λ - 1/2 ≤ k ≤ S1S2/λ - 1/2

* Điểm dao động cực tiểu (không dao động):

d2 – d1 = kl (k∈Z)

Số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu (không tính hai nguồn) trên đoạn S1S2:

-S1S2/λ ≤ k ≤ S1S2/λ

Vậy khi hai nguồn dao động cùng biên độ A và ngược pha thì trung điểm của S1S2 có biên độ cực tiểu Amin = 0.

Quảng cáo

4. Trường hợp hai nguồn dao động vuông pha nhau: (∆φ = φ2 – φ1 = π/2)

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

* Biên độ sóng tổng hợp:

* Điểm dao động cực đại: d2 – d1 = (k + 1/4)λ (k∈Z)

Số đường hoặc số điểm dao động cực đại trên đoạn S1S2:

-S1S2/λ - 1/4 ≤ k ≤ S1S2/λ - 1/4

* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d2 – d1 = (k + 3/4)λ (k∈Z)

Số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu trên đoạn S1S2:

-S1S2/λ - 3/4 ≤ k ≤ S1S2/λ - 3/4

Vậy khi hai nguồn dao động cùng biên độ A và vuông pha thì trung điểm của S1S2 có biên độ bằng AM = A√2 .

5. Trường hợp tổng quát: Hai nguồn cùng tần số, khác biên độ, khác pha ban đầu.

Phương trình sóng tại 2 nguồn:

u1 = A1cos(2πft + φ1) và u2 = A2cos(2πft + φ2)

Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:

* Phương trình giao thoa sóng tại M:

Sử dụng phương pháp tổng hợp hai dao động điều hòa bằng vectơ quay, ta xác định được:

uM = u1M + u2M = AM cos (2πft + φM)

Trong đó:

∆φ là độ lệch pha của hai dao động sóng tới tại M: ∆φ = φ2 - φ1 = 2π. (d2-d1)/λ

→ │A1 – A2│ ≤ AM ≤ A1 + A2

+ Điểm M dao động với biên độ cực đại AM = A1 + A2 khi và chỉ khi dao động sóng từ hai nguồn tới M đồng pha với nhau: ∆φ = 2kπ

+ Điểm M dao động với biên độ cực tiểu AM = │A1 – A2│ khi và chỉ khi dao động sóng từ hai nguồn tới M ngược pha với nhau: ∆φ = (2k + 1)π

+ Tổng quát: Điểm M dao động với biên độ bất kỳ AM khi và chỉ khi dao động sóng từ hai nguồn tới M lệch pha với nhau: ∆φ = ± α + 2kπ với α thỏa mãn

Chú ý:

- Trong hiện tượng giao thoa sóng, khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm dao động với biên độ cực đại (hay 2 điểm dao động với biên độ cực tiểu) trên đoạn nối hai nguồn S1S2 bằng λ/2 và giữa cực đại và cực tiểu là λ/4.

- Hai điểm cực đại gần nhau nhất dao động ngược pha nhau.

Quảng cáo

III. Nhiễu xạ sóng

1) Định nghĩa: Nhiễu xạ là hiện tượng sóng bị bẻ cong khỏi phương truyền thẳng khi đi qua gần mép vật cản.

2) Đặc điểm:

- Nhiễu xạ xảy ra trên mọi loại sóng, cùng với giao thoa trở thành đặc trưng nhận diện tính chất sóng của các hiện tượng vật lý nhất định nào đó.

- Khác với phản xạ và khúc xạ, vốn xảy ra trên mặt phân cách giữa hai môi trường, nhiễu xạ tự nó xảy ra trong cùng một môi trường đồng nhất. Trái ngược với "nhiễu xạ" là "truyền thẳng".

3) Quan sát nhiễu xạ sóng:

- Nhiễu xạ chỉ trở nên dễ quan sát khi kích thước vật cản không vượt quá bước sóng vài chục hoặc vài trăm lần. Vật cản ở đây có thể là khe, lỗ, tường, cột.. Nếu vật cản có kích thước quá lớn, lớn hơn bước sóng tầm nghìn lần trở lên, hiệu ứng nhiễu xạ sẽ trở nên khó quan sát và chúng ta thấy gần như chúng truyền thẳng.

Ví dụ:

Sóng nước là trường hợp dễ quan sát hiện tượng nhiễu xạ nhất.:

Xem thêm các phần tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 ngắn gọn, chi tiết khác:

• Tổng hợp Lý thuyết Sóng cơ là gì, ngắn gọn, chi tiết, đầy đủ
• Tổng hợp Lý thuyết sóng dừng là gì, ngắn gọn, chi tiết, đầy đủ
• Tổng hợp lý thuyết sóng âm là gì, ngắn gọn, chi tiết, đầy đủ

• Tài liệu cho giáo viên: Giáo án, powerpoint, đề thi giữa kì cuối kì, đánh giá năng lực, thi thử THPT, HSG, chuyên đề, bài tập cuối tuần..... độc quyền VietJack, giá hợp lí

Sách VietJack thi THPT quốc gia 2025 cho học sinh 2k7:

• Sổ tay toán lý hóa 12 (29k/ 1 cuốn)
• Tổng ôn tốt nghiệp 12 toán, sử, địa, kinh tế pháp luật.... (80k/1 cuốn)
• 30 đề Đánh giá năng lực đại học quốc gia Hà Nội, tp. Hồ Chí Minh 2025 (cho 2k7)

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 12, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Giáo án, bài giảng powerpoint Văn, Toán, Lí, Hóa....

4.5 (243)

799,000đs

199,000 VNĐ

1000 Đề thi bản word THPT quốc gia cá trường 2023 Toán, Lí, Hóa....

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

Đề thi thử DGNL (bản word) các trường 2023

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

xem tất cả Trang trước Trang sau song-co-va-song-am.jsp Giải bài tập lớp 12 sách mới các môn học

• Giải Tiếng Anh 12 Global Success
• Giải sgk Tiếng Anh 12 Smart World
• Giải sgk Tiếng Anh 12 Friends Global
• Lớp 12 Kết nối tri thức
• Soạn văn 12 (hay nhất) - KNTT
• Soạn văn 12 (ngắn nhất) - KNTT
• Giải sgk Toán 12 - KNTT
• Giải sgk Vật Lí 12 - KNTT
• Giải sgk Hóa học 12 - KNTT
• Giải sgk Sinh học 12 - KNTT
• Giải sgk Lịch Sử 12 - KNTT
• Giải sgk Địa Lí 12 - KNTT
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - KNTT
• Giải sgk Tin học 12 - KNTT
• Giải sgk Công nghệ 12 - KNTT
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - KNTT
• Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 - KNTT
• Giải sgk Âm nhạc 12 - KNTT
• Giải sgk Mĩ thuật 12 - KNTT
• Lớp 12 Chân trời sáng tạo
• Soạn văn 12 (hay nhất) - CTST
• Soạn văn 12 (ngắn nhất) - CTST
• Giải sgk Toán 12 - CTST
• Giải sgk Vật Lí 12 - CTST
• Giải sgk Hóa học 12 - CTST
• Giải sgk Sinh học 12 - CTST
• Giải sgk Lịch Sử 12 - CTST
• Giải sgk Địa Lí 12 - CTST
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - CTST
• Giải sgk Tin học 12 - CTST
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - CTST
• Giải sgk Âm nhạc 12 - CTST
• Lớp 12 Cánh diều
• Soạn văn 12 Cánh diều (hay nhất)
• Soạn văn 12 Cánh diều (ngắn nhất)
• Giải sgk Toán 12 Cánh diều
• Giải sgk Vật Lí 12 - Cánh diều
• Giải sgk Hóa học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Sinh học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Lịch Sử 12 - Cánh diều
• Giải sgk Địa Lí 12 - Cánh diều
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - Cánh diều
• Giải sgk Tin học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Công nghệ 12 - Cánh diều
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - Cánh diều
• Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 - Cánh diều
• Giải sgk Âm nhạc 12 - Cánh diều