I. QUÁ TRÌNH TRUYỀN SÓNG

Thảo luận 1 trang 34 sgk vật lý 11 ctst

Dự đoán trạng thái của mặt nước trong cốc nước khi ta gõ lên mặt bản một cách liên tục và đủ mạnh tại một vị trí gần cốc nước. Giải thích hiện tượng và tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng.

Đáp án:

Trong Hình 5.1, khi chúng ta liên tục đập lên bàn với độ mạnh đủ, cốc nước sẽ bắt đầu dao động. Hiện tượng này có thể quan sát dễ dàng thông qua sự biến đổi trên bề mặt của nước trong cốc. Dao động được tạo ra từ việc gõ lên bàn đã truyền qua không gian (mặt bàn) và lan tỏa đến cốc nước, gây ra cả cốc nước dao động theo cùng một tần số và biên độ.

Thảo luận 2 trang 35 sgk vật lý 11 ctst

Quan sát Hình 5.3 và dự đoán phương chuyển động của quả bóng khi có sóng trên mặt nước trong điều kiện lặng gió.

Đáp án:

Khi có sống truyền qua, qủa bóng chỉ dao động lên xuống, nhấp nhô tại vị trí đó vì các phần tử môi trường chỉ dao động trong một phạm vi không gian rất hẹp.

Thảo luận 3 trang 35 sgk vật lý 11 ctst

Em hãy cho biết những tác hại của sóng địa chấn (động đất).

Đáp án:

Các trận động đất tác động trực tiếp lên mặt đất và có thể dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng. Cường độ của động đất, khoảng cách từ tâm chấn, và điều kiện địa chất, địa mạo tại khu vực bị ảnh hưởng là những yếu tố quyết định mức độ nghiêm trọng của hậu quả.

Rung cuộn mặt đất và nứt vỡ: Động đất gây ra sự dao động và nứt vỡ trên mặt đất, đặc biệt là tại những khu vực gần tâm chấn. Nứt vỡ có thể làm hỏng cơ sở hạ tầng và gây ra thiệt hại cho các công trình xây dựng.

Sụp đổ công trình: Các công trình xây dựng, đặc biệt là những tòa nhà cao tầng, có thể sụp đổ hoặc bị hỏng nặng do động đất.

Sạt lở đất: Động đất có thể gây ra sạt lở đất, đặc biệt là ở những khu vực có địa hình dốc. Điều này có thể gây nguy hiểm và thiệt hại đáng kể cho người dân và tài sản.

Hỏa hoạn: Các đường dây điện và đường ống khí thường bị hỏa hoạn khi bị hủy hoại trong các trận động đất, gây ra nguy cơ bổng nổ và hỏa hoạn.

Sóng thần: Động đất dưới đáy biển có thể gây ra sóng thần, làm lan truyền các đợt sóng lớn trên biển và đổ bộ vào bờ biển, gây thiệt hại nghiêm trọng cho khu vực ven biển.

Kích thích hoạt động núi lửa: Một số trận động đất có thể làm kích thích hoạt động của núi lửa, dẫn đến các hiện tượng núi lửa phun trào.

Những hậu quả này có thể rất nghiêm trọng và cần có biện pháp phòng tránh và ứng phó để bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân trong trường hợp xảy ra động đất.

II. SÓNG VÀ SÓNG NGANG

Thảo luận 4 trang 35 sgk vật lý 11 ctst

Quan sát Hình 5.5, hãy so sánh phương truyền sóng và phương dao động của từng điểm trên lò xo trong hai trường hợp.

Đáp án:

Hình 5.5a truyền dọc theo trục lò xo

Hình 5.5b truyền vuông góc với trục lò xo

Các điểm trên lò xo sẽ dao động theo phương truyền sóng.

Luyện tập trang 36 sgk vật lý 11 ctst

Lấy một số ví dụ về sóng dọc và sóng ngang trong thực tế.

Đáp án:

Sóng dọc: Sóng âm khi truyền trong không khí hay trong chất lỏng 

Sóng ngang: sóng truyền trên mặt nước 

III. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG

Thảo luận 5 trang 36 sgk vật lý 11 ctst

Quan sát Hình 5.7, xét trên phương vuông góc với bức tường, nhận xét về chiều truyền của sóng âm trước và sau khi gặp bức tường.

Đáp án:

Trước khi gặp bức tường, phương truyền của sóng âm là tới hướng vuông góc về phía mặt tường, khi gặp mặt tường sẽ phản xạ lại về hướng phát ra âm thanh.

Thảo luận 6 trang 37 sgk vật lý 11 ctst

Quan sát Hình 5.9, nhận xét về hình dạng của chiếc thìa. Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng và giải thích.

Đáp án:

Hình ảnh của chiếc thìa bị gãy ở mặt phân cách giữa nước và không khí vì các tia sáng khi truyền từ nước ra không khí bị đổi phương truyền. 

Luyện tập 1 trang 37 sgk vật lý 11 ctst

Giải thích vì sao vào những đêm mùa lạnh, ta có thể nghe được âm thanh từ xa trong khi vào mùa nóng ta lại không thể nghe được dù ở cùng khoảng cách.

Đáp án:

Trong mùa lạnh, âm thanh truyền xa hơn vì các phân tử khí ít dao động và gây ít cản trở. Trong mùa nóng, âm thanh từ xa có thể bị suy giảm hoặc không thể nghe rõ do phân tử khí dao động mạnh gây nhiều cản trở hơn.

Luyện tập 2 trang 37 sgk vật lý 11 ctst

Khi mở hé cánh cửa để ánh sáng đi qua khe hẹp (Hình 5.11), ta quan sát thấy ánh sáng loang ra một khoảng lớn hơn kích thước khe hẹp. Hãy giải thích hiện tượng này.

Đáp án:

Đây là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, khi phương truyền ánh sáng truyền qua khe cửa đã thay đổi làm cho sóng lan rộng ở phía bên kia của khe cửa.

Vận dụng trang 38 sgk vật lý 11 ctst

Vận dụng những kiến thức về sóng để giải thích vì sao dơi (Hình 5.13) có thể phát hiện ra chướng ngại vật bằng cơ chế phát sóng siêu âm (là sóng âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz).

Đáp án:

Con dơi sóng siêu âm, khi gặp vật cản thì ngay lập tức phản xạ lại và dơi nhận được tín hiệu và biết được phía trước nó có vật cản để nó xử lý.

Bài tập 1 trang 38 sgk vật lý 11 ctst

Xét sóng nước truyền qua vị trí của phao câu cá đang nổi trên mặt nước khi lặng gió như Hình 5.P.1. Phao có trôi đi theo phương truyền của sóng nước không? Vì sao?

Đáp án:

Phao không trôi đi theo phương truyền sóng nước vì các phần tử môi trường chỉ dao động trong một phạm vi không gian rất hẹp, trong khi sóng truyền đi rất xa.

Bài tập 2 trang 38 sgk vật lý 11 ctst

Hình 5.P.2 mô tả hai loại sóng địa chấn truyền trong môi trường khi xảy ra động đất: sóng P (sóng sơ cấp) và sóng S (sóng thứ cấp). Hãy phân biệt hai sóng địa chấn này thuộc sóng dọc hay sóng ngang. Giải thích.

Đáp án:     

Sóng sơ cấp, còn gọi là sóng P, là loại sóng dao động dọc theo hướng truyền và có tính chất nén, sóng áp suất. Trong việc theo dõi động đất, sóng P xuất hiện đầu tiên tại trạm địa chấn, do đó được gọi là "sơ cấp." Sóng P có khả năng đi qua mọi loại môi trường, bao gồm chất lỏng và khí, và có tốc độ truyền nhanh hơn nhiều so với sóng S. Trong lĩnh vực địa vật lý, người ta thường sử dụng thuật ngữ "sóng dọc" để mô tả sóng P

Sóng thứ cấp, còn gọi là sóng S hoặc sóng ngang, là loại sóng dao động ngang theo hướng truyền. Sóng S truyền chậm hơn so với sóng P, thường chỉ đạt khoảng 60% tốc độ của sóng P trong cùng môi trường. Sóng S xuất hiện sau sóng P tại trạm địa chấn, nên được gọi là "thứ cấp." Sóng S chỉ truyền qua các chất rắn hoặc các thể vật lý gần rắn, không thể đi qua chất lỏng và khí. Trong địa vật lý, thuật ngữ "sóng ngang" thường được sử dụng để mô tả sóng S.