Slide bài giảng Vật lí 11 cánh diều Chủ đề 2 Bài 3: Giao thoa sóng

Tóm lược nội dung

BÀI 3: GIAO THOA SÓNG

NỘI DUNG BÀI HỌC GỒM

• SỰ GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC
• Sự tạo thành vân giao thoa 
• Thí nghiệm kiểm tra 
• GIAO THOA ÁNH SÁNG
• Tìm hiểu giao thoa ánh sáng

HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. SỰ GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC

1. Sự tạo thành vân giao thoa

- Theo em tại sao trong thí nghiệm giao thoa của hai sóng mặt nước có những điểm không dao động và có những điểm dao động rất mạnh?

- Hãy cho biết thế nào là hai nguồn sóng kết hợp? 

Nội dung ghi nhớ:

- Những điểm nào cách nguồn một khoảng bằng k thì dao động đồng pha với nguồn, còn những điểm nào cách nguồn một khoảng k+12 thì dao động ngược pha với nguồn.

- Vân giao thoa của hai sóng chỉ xuất hiện với hai sóng phát ra từ hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn sóng như vậy là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra hai sóng kết hợp.

- Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc làm tăng cường, hoặc làm yếu nhau được gọi là hiện tượng giao thoa của sóng.

2. Thí nghiệm kiểm tra

- Chỉ khi sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp, ta mới có thể thấy được hệ vân giao thoa trên mặt nước như đã dự đoán.

- Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương dao động và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

II. GIAO THOA ÁNH SÁNG

3. Tìm hiểu giao thoa ánh sáng

Học sinh quan sát thí nghiệm Young, hoạt động nhóm và trả lời câu hỏi:

+ Nêu và giải thích hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng?

Nội dung ghi nhớ:

- Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng với hai khe sáng hẹp của Young, các vân sáng, vân tối nằm xen kẽ và cách đều nhau trên màn quan sát. Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân và tính bằng công thức:

i=λDa

- Nếu dùng nguồn phát ánh sáng trắng tại S₀ thì trên màn quan sát, ta sẽ thấy vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên vạch này có những dải màu như cầu vồng.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

- Hoàn thành bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?

A. bằng một phần tư bước sóng. 

B. bằng một bước sóng.

C. bằng một nửa bước sóng.             

D. bằng hai lần bước sóng.             

Câu 2: Hiện tượng giao thoa xảy ra khi có:

A. hai sóng chuyển động ngược chiều nhau.

B. hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng pha, cùng pha gặp nhau. 

C. hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ gặp nhau.

D. hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng chuyển động ngược chiều nhau.

B. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai dao động cùng chiều, cùng pha gặp nhau.

C. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai tâm dao động cùng tần số, cùng pha. 

D. Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có hai sóng xuất phát từ hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ.

Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Hiện tượng giao thoa sóng chỉ xảy ra khi hai sóng được tạo ra từ hai tâm sóng có các đặc điểm sau:

A. cùng biên độ, cùng pha. 

B. cùng tần số, ngược pha.

C. cùng tần số, lệch pha nhau một góc không đổi.

D. cùng tần số, cùng pha.

Câu 5: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu. 

B. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động.

C. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại.

D. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành các đường thẳng cực đại.

Gợi ý đáp án:

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

Câu 2: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d₁ = 19cm, d₂ = 21cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?