Thư Viện Công Thức Vật Lý

Điều kiện cực tiểu : $∆d=\left(k+\frac{∆\phi }{2}+0,5\right)\lambda$

Với k là số nguyên

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

$$\begin{gathered} ∆d_M=S_{2}M-S_{1}M \\ ∆d_N=S_{2}N-S_{1}N \end{gathered}$$

Điều kiện cực đại : $∆d=\left(k+\frac{∆\phi }{2}\right)\lambda$

Với k là số nguyên

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

$$\begin{gathered} ∆d_M=S_{2}M-S_{1}M \\ ∆d_N=S_{2}N-S_{1}N \end{gathered}$$

$x_M$ vị trí M so với nguồn

$x_N$ vị trí N so với nguồn

$\lambda$ Bước sóng của dao động cơ

$∆{\phi }_{MN}$ độ lệch pha giữa M và N

1. Định nghĩa

Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất.

2. Phân loại

Sóng cơ gồm 2 loại chính: sóng ngang và sóng dọc.

+ Sóng ngang là loại sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang chỉ truyền được trên mặt nước và trong chất rắn.

+ Sóng dọc là loại sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc sẽ truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.

Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chân không.

3. Một số đại lượng đặc trưng cho sóng cơ

a. Chu kỳ và tần số

+ Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. 

+ Tần số f là đai lượng đặc trưng cho sóng.

$T=\frac{1}{f}=\frac{\lambda }{v}$

b. Tốc độ truyền sóng

$v=\frac{\lambda }{T}=\lambda f$

+ Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động của môi trường. Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng v có một giá trị nhất định và không đổi. 

+ Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đổi.

+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: v_rắn > v_lỏng > v_khí

c. Bước sóng

+ Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.

+ Bước sóng là quãng đường ngắn nhất giữa hai điểm trên phương truyền sóng dao động cùng pha.

$\lambda =v.T=\frac{v}{f}$

d. Năng lượng sóng

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

4. Lưu ý:

+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môi trường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng.

+ Tốc độ truyền sóng khác với tốc độ dao động của phần tử.

Với $u_M ; u_N$ li độ tại M ,N

$A_M,A_N$ biên độ tại M ,N

$v_M ,v_N$ vận tốc dao động tại M.N

$$\begin{gathered} v_{M max}=A_M.2\pi \frac{v}{\lambda } \\ \iff \frac{v_{M max}}{v}=\frac{2\pi A_M}{\lambda } \end{gathered}$$

+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha. Các điểm nằm trên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha.

+ Các điểm nằm trên các bó cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha, các điểm nằm trên các bó lẻ thì dao động ngược pha với các điểm nằm trên bó chẵn.

$A_M$ biên độ tại M cách bụng gần nhất 1 đoạn x.

Hai điểm đối xứng qua bụng thì cùng pha

$A_M$ biên độ tại M cách nút gần nhất 1 đoạn x.

Hai điểm đối xứng qua nút thì ngược pha

Nam châm điện sử dụng nguồn xoay chiều

Hình ảnh thí nghiệm sóng dừng trên dây có hai đầu cố định

Đặc điểm của sóng dừng

+ Nút sóng là những điểm dao động có biên độ bằng 0 hay đứng yên.

+ Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại.

+ Khoảng cách giữa 2 bụng sóng hoặc 2 nút sóng liên tiếp: $\frac{\lambda }{2}$.

+ Khoảng cách giữa 1 nút sóng và 1 bụng sóng liên tiếp: $\frac{\lambda }{4}$.

+ Thời gian ngắn nhất giữa 2 lần duỗi thẳng : $∆t=\frac{\lambda }{2v}=\frac{T}{2}=\frac{1}{2f}$.

+ Nếu nguồn có tần số f thì sóng dừng dao động với tần số là 2f.

+ Gọi A biên độ của sóng tới (nguồn) thì biên độ dao động của bụng là 2A và bề rộng bụng sóng là 4A.

+ Tại vị trí vật cản cố định, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau.

+ Tại vị trí vật cản tự do, sóng tới và sóng phản xạ cùng pha nhau.

+ Sóng dừng không có sự lan truyền năng lượng và truyền trạng thái dao động.

+ Ứng dụng của sóng dừng là xác định vận tốc truyền sóng, chế tạo nhạc cụ.