BÀI 1. MÔ TẢ SÓNG

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Ở bờ biển, ta thấy các con sông nối tiếp nhau xô vào bờ. Các con sóng lớn có thể lan truyền hàng trăm kilômét trên mặt biển trước khi đập vào bờ. Hình 1.1 mô tả các con sóng đến gần bờ sau quãng đường dài lan truyền trên mặt biển. Vậy sóng được tạo ra và lan truyền như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Sóng biển tạo ra bởi sự chuyển động của nước trong đại dương. 

I. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG 

Câu hỏi: Lấy một ví dụ về sóng.

Đáp án chuẩn:

Sóng trên sợi dây dàn ghita khi người nghệ sỹ gẩy đàn.

1. Biên độ sóng 

Luyện tập 1: Xác định biên độ và bước sóng của sóng được mô tả trong đồ thị li độ u (cm) - khoảng cách x (cm) ở Hình 1.3.

Đáp án chuẩn:

A = 6 cm; λ = 64cm.

Câu hỏi 2: Chứng tỏ rằng từ định nghĩa về bước sóng, tốc độ sóng, tần số sóng, có thể rút ra công thức (1.2).  

Đáp án chuẩn:

Luyện tập 2: Xác định bước sóng của các sóng ở Bảng 1.1. Cho rằng tốc độ sóng trong mỗi môi trường là hằng số với một nhiệt độ và áp suất xác định.

Đáp án chuẩn:

λ _{sóng nước trong bể khí}  = 0,02 

λ sóng âm trong không khí = 0,015 đến 18,75 

5. Cường độ sóng 

Câu hỏi 3: Lấy ví dụ chứng tỏ sóng truyền năng lượng.

Đáp án chuẩn:

Khi một người nói chuyện, cơ quan phát âm của họ tạo ra sóng âm, tạo ra các áp suất khác nhau trong không khí.

Luyện tập 3: Cường độ của một sóng sẽ bị suy giảm khi truyền đi trong không gian. Khi sóng lan truyền, biên độ sóng giảm dần. Biết rằng cường độ sóng tỉ lệ với bình phương của biên độ sóng. Tại vị trí mà biên độ sóng giảm còn một nửa so với nguồn phát thì cường độ sóng tại đó thay đổi như thế nào so với tại nguồn

Đáp án chuẩn:

Cường độ sóng giảm còn một nửa so với nguồn

II. LIÊN HỆ GIỮA SÓNG VÀ DAO ĐỘNG CỦA ĐIỂM

Câu hỏi 4: Mô tả chuyển động của phần tử số 0 trên Hình 1.4 trong thời gian từ t = 0  t = T. Từ đó, chỉ ra mối liên hệ giữa khoảng thời gian T biểu diễn trong Hình 1.4 với chu kì dao động của phần tử số 0 và với chu kì sóng trên dây.

Đáp án chuẩn:

Trong khoảng thời gian T trên Hình 1.4, phần tử số 0 thực hiện một dao động hoàn chỉnh. 

Công thức liên hệ: T = λ/v.

Câu hỏi 5: Hãy chỉ ra hướng chuyển động của phần tử số 6 ở thời điểm phần tử số 12 ở thời điểm , phần tử số 18 ở thời điểm và so sánh với hướng truyền sóng. Phân biệt phương dao động với phương truyền sóng. Từ đó, phân biệt tốc độ của phần tử môi trường đang dao động với tốc độ sóng.

Đáp án chuẩn:

Phần tử số 6 ở thời điểm đứng yên

Phần tử số 18 ở thời điểm ở VTCB, hướng xuống, về biên âm

Phần tử số 12 ở thời điểm ở biên âm, hướng lên, về VTCB

Tốc độ sóng là phụ thuộc môi trường truyền sóng. Tốc độ dao động của môi trường phụ thuộc biên và tần số dao động

III. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐƠN GIẢN CỦA ÂM THANH VÀ ÁNH SÁNG

1. Sự phản xạ và khúc xạ sóng

Vận dụng 1: Hãy giải thích vì sao về đêm và sáng sớm, ta có thể nghe rõ tiếng chuông chùa hoặc chuông nhà thờ từ rất xa.

Đáp án chuẩn:

Môi trường âm thanh sẽ trở nên yên tĩnh hơn, giúp cho các âm thanh khác như tiếng chuông chùa hay chuông nhà thờ được truyền tải xa hơn mà không bị giảm độ rõ. 

2. Hiệu ứng Doppler  

Vận dụng 2: Bạn sẽ nghe được âm thanh bổng hơn hay trầm hơn của còi xe dẫn đường khi xe đó chạy lại gần bạn?

Đáp án chuẩn:

Bổng hơn