Bài tập giao thoa sóng (lí thuyết chung)

Trong giao thoa sóng mặt nước, các vân giao thoa cực tiểu là những đường hypebol.

Điều kiện có cực đại trong giao thoa sóng hai nguồn cùng  pha : \(\Delta d = d_2-d_1=k\lambda ;\,\,\,k = 0; \pm 1; \pm 2....\)

Khoảng cách giữa hai cực tiểu giao thoa liên tiếp là \(\dfrac{\lambda }{2}=0,5cm\) do đó sóng truyền trên mặt nước có bước sóng là \(\lambda = 0,5.2=1 cm\)

Tại những điểm có hiệu đường đi của hai sóng kết hợp có giá trị \(\left( {k + {\rm{ }}0,5} \right)\lambda \) với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\)thì tại đó xuất hiện cực tiểu giao thoa

Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai nguồn sóng là \(\dfrac{\lambda }{2}\)

Hai sóng kết hợp là hai sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra.

Hai sóng kết hợp dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Khi sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì sóng truyền qua khe giống như một tâm phát sóng mới

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

Ta có:

+ Hai sóng là hai sóng kết hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng cùng pha).

+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

+ Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa

=> Các phương án:

+ A, C, D – đúng

+ B – sai vì: Sóng kết hợp là sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian

A – đúng

B, C – sai vì: Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, có tồn tại các điểm không dao động và các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu

D - sai vì: Các gợn sóng có hình các đường hypebol chứ không phải là đường thẳng

+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

+ Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.

+ Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu giao thoa liên tiếp trên phương truyền sóng là nửa bước sóng

=> Các phương án:

A, C, D – đúng

B – sai vì: Khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp mới là nửa bước sóng

Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng là hai sóng đến phải là hai sóng kết hợp ( hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian)

Vị trí các cực tiểu giao thoa với 2 nguồn cùng pha \(\left( {\Delta \varphi  = 0} \right)\) là: \({d_2} - {d_1} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda \)

Khoảng cách giữa 2 cực đại liên tiếp hoặc 2 cực tiểu liên tiếp là: \(\frac{\lambda }{2}\)

Ta có: Khoảng cách giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu gần nhất là \(\frac{\lambda }{4}\)

Ta có:

+ Bước sóng: \(\lambda  = \frac{v}{f} = \frac{{3,2}}{{50}} = 0,064m = 6,4cm\)

+ Khoảng cách giữa 2 cực đại liên tiếp : \(\frac{\lambda }{2} = \frac{{6,4}}{2} = 3,2cm\)

Ta có:

+ Khoảng cách giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu gần nhất là \(\frac{\lambda }{4}\)

\( \to AB = \frac{\lambda }{4} = 4 \to \lambda  = 16cm\)

+ Cần rung có tần số là: \(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{3,6}}{{0,16}} = 22,5H{\rm{z}}\)

Gọi I - trung điểm của AB

Ta có: d₁ = d₂ (do I trung điểm AB)  mà tại I dao động với biên độ cực tiểu

=> \(\Delta \varphi  = \left( {2k + 1} \right)\pi \)

=> 2 nguồn ngược pha

Ta có các gợn sóng (gợn lỗi, lõm) có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa.

Hai sóng kết hợp là hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra. Hai sóng kết hợp dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.