Title 13 - KNTT - SÓNG DỪNG - HỌC SINH.docx ✅

SÓNG DỪNG Bài 13. A VẤN ĐỀ Câu hỏi đặt vấn đề 1: Khi vỗ tay đều trước miệng các ống của đàn K'lông pút có độ dài khác nhau như hình, 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? Hướng dẫn giải - Khi ta vỗ tay vào miệng ống, cột không khí dao động tạo ra sóng dừng, độ dài của mỗi ống khác nhau nên các nốt nhạc phát ra cũng thay đổi. - Sóng dừng là 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. Câu hỏi đặt vấn đề 2: Khi gảy đàn guitar, ta quan sát được dây đàn rung và tạo thành các múi. Trong điều kiện nào thì ta có thể quan sát được hiện tượng được gọi là sóng dừng này? Hướng dẫn giải - Khi trên dây xuất hiện những điểm dao động với biên độ lớn và có những điểm đứng yên thì khi đó đã xảy ra hiện tượng sóng dừng.
B TÓM TẮT LÍ THUYẾT I. THÍ NGHIỆM TẠO SÓNG DỪNG:  Thí nghiệm: Chuẩn bị - Giá thí nghiệm. - Dây đàn hồi PQ. - Bộ rung. - Máy phát âm tần. Tiến hành thí nghiệm như SGK  Phản xạ sóng:  Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ cùng tần số, cùng bước sóng và luôn luôn ngược pha với sóng tới.  Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ cùng tần số, cùng bước sóng và luôn luôn cùng pha với sóng tới. Sóng dừng khi gặp vật cản cố định Sóng dừng khi gặp vật cản tự do II. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH SÓNG DỪNG:  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 nhau tạo nên sóng tổng hợp là 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 và được gọi là bụng sóng.  Trong thực tế ta thường gặp một trong hai sóng là sóng phản xạ của sóng kia.  Sóng dừng là tổng họp của nhiều sóng tới và sóng phản xạ.  Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng.  Đầu tự do là bụng sóng.  Khoảng cách hai điểm nút hoặc hai điểm bụng gần nhau nhất là d 2  Khoảng cách giữa điểm bụng và điểm nút gần nhau nhất là d 4  Điều kiện để có sóng dừng: HAI ĐẦU DÂY CỐ ĐỊNH MỘT ĐẦU CỐ ĐỊNH MỘT ĐẦU TỰ DO HÌNH ẢNH ĐIỀU KIỆN VỀ CHIỀU DÀI DÂY kkN* 2  ℓ 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. 2k1k0,5kN 42  ℓ 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 một phần tư bước sóng. ĐIỀU KIỆN VỀ NÚT BỤNG số bó sóng = số bụng sóng = k số nút sóng = k1 số bó sóng = k số bụng sóng = số nút sóng = k1 TẦN SỐ CƠ BẢN 0 v f 2 ℓ 0 v f 4 ℓ TẦN SỐ TRÊN DÂY f 0 , 2f 0 , 3f 0 , … , kf 0 là số nguyên lần các tần số cơ bản f 0 , 3 f 0 , 5 f 0 , … , (2k + 1)f 0 là số lẻ lần các tần số cơ bản TẦN SỐ MIN CÓ SÓNG DỪNG min k minkmin 2 v fkv 2ffkf 2       ℓ ℓ ℓ mink1kfff   min k minkmin 4 v f2k1v 4ff2k1f 4       ℓ ℓ ℓ k1k min ff f 2  
 Ứng dụng của sóng dừng:  Ứng dụng của hiện tượng sóng dừng để xác định tốc độ truyền sóng. III. SÓNG DỪNG TRONG CÁC NHẠC CỤ: 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 đâu dây đàn được giữ cố định.  Khi ta gảy đàn, trên dây xuất hiện sóng dừng. Nó phát ra một âm có bước sóng 2lℓ hay có tần số v f. 2 ℓ  Khi ấn ngón tay vào các phím khác nhau ta đã thay đổi chiều dài của dây đàn, do đó âm phát ra có độ cao, thấp khác nhau. Để khuếch đại âm, đàn ghita còn có một thùng đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng.  Sóng dừng đối với nhạc cụ khí:  Đối vói các loại nhạc cụ khí như sáo, kèn, khi ta thổi, cột không khí dao động tạo ra sóng dừng. Bằng cách thay đổi lỗ không bị bịt ta thay đổi chiều dài cột không khí dao động. Do đó các nốt nhạc phát ra cũng bị thay đổi. IV. BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG DỪNG (MỞ RỘNG):  Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ được tính bởi M x A2Asin2     Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ được tính bởi M x A2Acos2     Nếu sóng tới và sóng phản xạ có biên độ A (bằng biên độ của nguồn) thì biên độ dao động tại điểm bụng là 2A, bề rộng của bụng sóng là 4A.  Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (dây duỗi thẳng) là T t 2  Các điểm thuộc cùng một bó sóng thì dao động cùng pha.  Các điểm thuộc hai bó sóng kề nhau thì dao động ngược pha.  Các điểm thuộc bó lẻ thì dao động cùng pha.  Các điểm thuộc bó chẵn thì dao động ngược pha.  Hai điểm ngược pha thì thuộc một bó lẻ, một bó chẵn.