Vật lí 11 Cánh diều Bài 2: Sóng dọc và sóng ngang

1.1.1. Mô tả sóng dọc

- Sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng được gọi là sóng dọc.

Hình 2.1. Sóng dọc trên dây lò xo

Hình 2.2. Mô hình biểu diễn vị trí các phân tử của lò xo có sóng dọc ở những thời điểm liên tiếp

- Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí.

1.1.2. Sóng âm

- Âm thanh truyền trong không khí là sóng dọc.

- Sóng âm có cùng tần số với nguồn âm.

- Sóng âm mà con người có thể nghe được có tần số trong khoảng 16 Hz đến 20000 Hz.

- Sóng âm có thể truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong môi trường chân không.

- Trong chất khí và chất lỏng thì sóng âm là sóng dọc.

- Trong chất rắn thì sóng âm gồm cả sóng dọc và sóng ngang.

1.2.1. Mô tả sóng ngang

- Sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

Hình 2.3. Sóng ngang trên dây lò xo

- Sóng ngang truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng (sóng nước).

- Ánh sáng và sóng vô tuyến là sóng ngang.

1.2.2. Sóng điện từ

- Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian.

- Điện trường và từ trường có phương vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Do đó, sóng điện từ là sóng ngang.

Hình 2.4. Mô hình biểu diễn sóng điện tử với điện trường biến thiên (đường màu đỏ) và từ trường biển thiên (đường màu xanh)

- Sóng điện từ có thể truyền trong chân không. Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không xấp xỉ tốc độ ánh sáng là 3.10⁸ m/s.

- Có nhiều loại sóng điện từ, được biểu diễn dưới sơ đồ thang sóng điện từ dưới đây:

Ví dụ 1: Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào

A. tốc độ truyền sóng và bước sóng.                  

B. phương truyền sóng và tần số sóng.

C. phương dao động và phương truyền sóng.      

D. phương dao động và tốc độ truyền sóng.

Hướng dẫn giải

Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào tốc độ truyền sóng và bước sóng.      

Đáp án A

Ví dụ 2: Sóng ngang truyền trên mặt chất lỏng với tần số f = 100Hz. Trên cùng phương truyền sóng ta thấy 2 điểm cách nhau 15cm dao động cùng pha nhau. Tính vận tốc truyền sóng, biết vận tốc sóng này nằm trong khoảng từ 2,8 m/s đến 3,4 m/s.

Hướng dẫn giải

\(\begin{array}{l}\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi d}}{\lambda } = 2k\pi \Leftrightarrow \dfrac{{2\pi d.f}}{v} = 2k\pi \\ \Rightarrow v = \dfrac{{df}}{k} = \dfrac{{0,15.100}}{k} = \dfrac{{15}}{k}\,\,\left( {m/s} \right)\end{array}\)

Lại có vận tốc sóng này nằm trong khoảng từ 2,8 m/s đến 3,4 m/s nên:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
2,8 < v < 3,2\\
 \Leftrightarrow 2,8 < \frac{{15}}{k}{\mkern 1mu}  < 3,2\\
 \Leftrightarrow 4,7 < k < 5,4
\end{array}\\
{ \Rightarrow k = 5 \Rightarrow v = \frac{{15}}{5} = 3m/s}
\end{array}\)

Học xong bài này các em cần biết:

- Quan sát hình ảnh (hoặc tài liệu đa phương tiện) về chuyển động của phần tử môi trường, thảo luận để so sánh được sóng dọc và sóng ngang

- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được tần số của sóng âm bằng dao động kí hoặc dụng cụ thực hành.

- Nêu được trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với cùng tốc độ.

- Liệt kê được bậc độ lớn bước sóng của các bức xạ chủ yếu trong thang sóng điện từ.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Cánh diều Bài 2 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

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!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Cánh diều Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 43 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 1 trang 44 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Luyện tập 1 trang 44 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 2 trang 45 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Tìm hiểu thêm trang 45 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 3 trang 45 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Vận dụng trang 45 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 4 trang 46 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 5 trang 47 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Luyện tập 2 trang 47 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

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!