Giáo án Vật lý 12 bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

- Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm.

- Khi O dao động ta trông thấy gì trên mặt nước?

→ Điều đó chứng tỏ gì?

(Dao động lan truyền qua nước gọi là sóng, nước là môi trường truyền sóng).

- Khi có sóng trên mặt nước, O, M dao động như thế nào?

- Sóng truyền từ O đến M theo phương nào?

→ Sóng ngang.

- Tương tự như thế nào là sóng dọc?

(Sóng truyền trong nước không phải là sóng ngang. Lí thuyết cho thấy rằng các môi trường lỏng và khí chỉ có thể truyền được sóng dọc, chỉ môi trường rắn mới truyền được cả sóng dọc và sóng ngang. Sóng nước là một trường hợp đặc biệt, do có sức căng mặt ngoài lớn, nên mặt nước tác dụng như một màng cao su, và do đó cũng truyền được sóng ngang).

- HS quan sát kết quả thí nghiệm.

- Những gợn sóng tròn đồng tâm phát đi từ O.

→ Sóng truyền theo các phương khác nhau với cùng một tốc độ v.

- Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng.

- Theo phương nằm ngang.

- Tương tự, HS suy luận để trả lời.

I. Sóng cơ:

1. Thí nghiệm

a. Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động → M vẫn bất động.

b. S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động → M dao động.

Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới M.

2. Định nghĩa

- Sóng cơ là sự lan truyền của dao động trong một môi trường.

3. Sóng ngang

- Là sóng cơ trong đó phương dao động (của chất điểm ta đang xét) v uông góc với phương truyền sóng.

4. Sóng dọc

- Là sóng cơ trong đó phương dao động // (hoặc trùng)  với phương truyền sóng.

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

- Làm thí nghiệm kết hợp với hình vẽ 7.2 về sự truyền của một biến dạng.

→ Có nhận xét gì thông qua thí nghiệm và hình vẽ?

→ Tốc độ truyền biến dạng được xác định như thế nào?

(Biến dạng của dây, gọi là một xung sóng, truyền tương đối chậm vì dây mềm và lực căng dây nhỏ).

→ Biến dạng truyền trên dây thuộc loại sóng gì đã biết?

- Y/c HS hoàn thành C2.

- Trong thí nghiệm 7.2 nếu cho đầu A dao động điều hoà → hình dạng sợi dây ở cá thời điểm như hình vẽ 7.3 → có nhận xét gì về sóng truyền trên dây?

- Sau thời gian T, điểm A₁ bắt đầu dao động giống như A, dao động từ A₁ tiếp trục truyền xa hơn.

- Xét hai điểm cách nhau một khoảng l, ta có nhận xét gì về hai điểm này?

→ Cùng pha.

- Sóng được đặc trưng bởi các đại lượng A, T (f), l và năng lượng sóng.

- Dựa vào công thức bước sóng → có thể định nghĩa bước sóng là gì?

Lưu ý: Đối với mỗi môi trường , tốc độ sóng v có một giá trị không đổi, chỉ phụ thuộc môi trường.

- Cũng như năng lượng dao động W ~ A² và f².

- Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây.

- HS suy nghĩ và vận dụng kiến thức để trả lời.

- Là sóng ngang.

- HS làm thí nghiệm theo C2.

- HS quan sát hình vẽ 7.3. Dây có dạng đường hình sin, mà các đỉnh không cố định nhưng dịch chuyển theo phương truyền sóng.

- Không đổi, chuyển động cùng chiều, cùng v.

- HS ghi nhận các đại lượng đặc trưng của sóng.

- Bước sóng l là quãng đường sóng truyền trong thời gian một chu kì.

II. Các đặc trưng của một sóng hình sin:

1. Sự truyền của một biến dạng

- Gọi x và Dt là quãng đường và thời gian truyền biến dạng, tốc độ truyền của biến dạng:

\(v = \frac{x}{{\Delta t}}\)

2. Sự truyền của một sóng hình sin

- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:

\(\lambda \)= AA₁ = v.t

- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng.

- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng \(\lambda \) không đổi, \(\lambda \) gọi là bước sóng.

- Hai điểm cách nhau một khoảng \(\lambda \) thì dao động cùng pha.

3. Các đặc trưng của sóng

a.Biên độ A của sóng: là biên độ của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

b. Chu kì T, hoặc tần số f của sóng: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

 Tần số: \(f = \frac{1}{T}\)

c. Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.

d.  Bước sóng( \(\lambda \) ): là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ.

 Biểu thức:

\(\lambda  = vT = \frac{v}{f}\).

e. Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua.