Khi vỗ tay đều trước miệng của các ống của đàn K'lông pút có độ dài khác nhau, thì thấy âm phát ra ở các miệng ống trầm bổng khác nhau. Sóng âm lan truyền trong mỗi ống không phải là sóng chạy. Vậy đó là loại sóng gì và có những đặc điểm nào? Mời các em cùng HOC247 tham khảo nội dung bài giảng của Bài 13: Sóng dừng trong chương trình SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức.
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Thí nghiệm tạo sóng dừng
Hình 13.1. Bộ thí nghiệm tạo sóng dừng trên sợi dây
1.2. Giải thích sự tạo thành sóng dừng
1.2.1. Đặc điểm của sóng dừng
- Sóng dừng được tạo thành mỗi khi có hai sóng cùng biên độ, cùng bước sóng lan truyền theo hai hướng ngược nhau. Hai sóng này gặp nhau, giao thoa thành sóng dừng.
- Những điểm tại đó hai sóng ngược pha nhau thì không dao động và được gọi là nút sóng.
- Những điểm tại đó hai sóng đồng pha với nhau thì dao động với biên độ cực đại được gọi là bụng sóng.
- Sóng dừng là tổng hợp của nhiều sóng tới và sóng phản xạ.
1.2.2. Điều kiện để có sóng dừng
Hình 13.2
Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng
\(L = n\frac{\lambda }{2}\)
Với n= 1, 2, 3, …
1.3. Sóng dừng trong các nhạc cụ
1.3.1. Sóng dừng đối với nhạc cụ dây
- Đối với các loại nhạc cụ dây như đàn ghita, violon, đàn tính, đàn cò,… thì hai đầu dây đàn được giữ cố định.
- Để khuếch đại âm, đàn ghita, đàn tính còn có một thùng đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng.
Hình 13.3. Đàn tính
1.3.2. Sóng dừng đối với nhạc cụ khí
Đối với nhạc cụ khí như sáo, kèn, khi ta thổi, cột không khí dao động tạo ra sóng dừng.
|
- Hai sóng cùng biên độ, cùng tần số lan truyền theo hai hướng ngược nhau trên một dây giao thoa với nhau tạo nên một sóng tổng hợp gọi là sóng dừng. - Trong sóng dừng có những điểm luôn đứng yên gọi là nút sóng và những điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng sóng. Hai nút liên tiếp cách nhau \(\frac{\lambda }{2}\) , xen giữa chúng là một bụng sóng. - Điều kiện để có sóng dừng trên một dây có hai đầu cố định là chiều dài của dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng. \(L = n\frac{\lambda }{2}\) với n=1,2,3,. - Điều kiện để có sóng dừng trên dây một đầu cố định, một đầu tự do hoặc trong ống khí một đầu kín, một đầu hở là chiều dài của dây hoặc của cột không khí phải bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. \(L = (2n + 1)\frac{\lambda }{4}\) với n=0, 1,2,3,. |
Bài tập minh họa
Bài tập 1: Một sợi dây AB dài l = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định. Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bụng sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây.
Hướng dẫn giải
Đầu A là một nút, B cũng là nút nên ta có điều kiện \(L = n\frac{\lambda }{2}\) , với n = 4.
Thay số ta được:
λ = \(n\frac{\lambda }{2}\) = 60cm
⇒ v = λf = 60. 40 = 2400 cm/s = 2,4 m/s.
Bài tập 2: Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết sóng trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Tính số bụng sóng trên dây?
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(\begin{array}{l}
\lambda = \frac{v}{f} = 0,8m\\
l = 1,2m = 3\frac{\lambda }{2};
\end{array}\)
với hai đầu là hai nút nên có 3 bụng sóng.
Luyện tập Bài 13 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Học xong bài này các em cần biết:
- Đặc điểm của sóng dừng.
- Điều kiện để có sóng dừng.
3.1. Trắc nghiệm Bài 13 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 13 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
-
- A. như nhau và cùng pha
- B. khác nhau và cùng pha
- C. như nhau và ngược pha nhau
- D. khác nhau và ngược pha nhau
-
- A. một bước sóng.
- B. một phần ba bước sóng.
- C. một nửa bước sóng.
- D. một phần tư bước sóng
-
Câu 3:
Trên sợi dây căng theo phương thẳng đứng hai đầu cố định, sau đó kích thích để có sóng dừng thì:
- A. không tồn tại thời điểm mà sợi dây duỗi thẳng.
- B. trên dây có thể tồn tại hai điểm mà dao động tại hai điểm đó lệch pha nhau một góc là π/3.
- C. hai điểm trên dây đối xứng nhau qua một nút sóng thì dao động ngược pha nhau.
- D. khi giữ nguyên các điều kiện khác nhưng thả tự do đầu dưới thì không có sóng dừng ổn định
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
3.2. Bài tập SGK Bài 13 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 13 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Khởi động trang 52 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi trang 52 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 53 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 53 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 1 trang 54 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 2 trang 54 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi 3 trang 54 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hỏi đáp Bài 11 Vật lý 13 Kết nối tri thức
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 HỌC247
