Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình \(u = 2cos\left( {20\pi t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ }}mm\) , t tính bằng s. Sóng truyền theo đường thẳng Ox với tốc độ \(1{\rm{ }}m/s\). Trên một phương truyền sóng, trong khoảng từ O đến M (cách O \(42,5{\rm{ }}cm\)) có bao nhiêu điểm mà các phần tử ở đó và các phần tử ở nguồn dao động lệch pha nhau \(\frac{\pi }{6}\) ?
Trả lời bởi giáo viên
Bước sóng $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{1}{{\frac{{20\pi }}{{2\pi }}}} = 0,1m = 10cm$
Độ lệch pha giữa một điểm nằm trên phương truyền sóng và phần tử ở nguồn O là \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda }\)
Theo bài: \(\Delta \varphi = \frac{\pi }{6} = > \frac{{2\pi {\rm{\Delta }}d}}{\lambda } = \frac{\pi }{6} = > {\rm{\Delta }}d = \frac{\lambda }{{12}}\)
Có \(42,5 = {\rm{4}}\lambda {\rm{ + }}\frac{\lambda }{4}\)
Trên phương truyền sóng, hai điểm cách nhau \(\lambda \) thì cùng pha
=> từ \(O\) đến \(M\) có \(4\) điểm \({O_1},{\rm{ }}{O_2},{\rm{ }}{O_3},{O_4}\) cùng pha với \(O\)
Những điểm lệch pha với \({O_1},{\rm{ }}{O_2},{\rm{ }}{O_3},{O_4}\) góc \(\frac{\pi }{6}\) thì cũng lệch pha với O góc \(\frac{\pi }{6}\). Trong khoảng \(O\) đến \({O_1}\) có 2 điểm lệch pha với \(O\) và \({O_1}\) góc \(\frac{\pi }{6}\)
=> Từ \(O\) đến \({O_4}\) có \(8\) điểm lệch pha với \(O\) góc \(\frac{\pi }{6}\)
Có điểm gần nhất lệch pha \(\frac{\pi }{6}\) so với O cách O một đoạn bằng \(\frac{\lambda }{{12}}\)
=> Trong khoảng từ \({O_4}\) đến \(M\) có \(1\) điểm lệch pha với \(O\) góc \(\frac{\pi }{6}\)
=> Từ \(0\) đến \(M\) có \(9\) điểm lệch pha với \(O\) góc \(\frac{\pi }{6}\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính bước sóng: \(\lambda = \frac{v}{f}\)
+ Sử dụng biểu thức tính độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda }\)