Thư Viện Công Thức Vật Lý

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.

định nghĩa : Sóng phản xạ là sóng phản xạ bởi vật cản khi sóng truyền tới.

Sóng phản xạ cùng A, T, f với sóng tới

Vật cản cố định : sóng phản xạ ngược pha sóng tới

Vật cản tự do: sóng phản xạ cùng pha sóng tới.

$A_M$ :Biên độ tổng hợp tại M

$A_M$ :Biên độ tổng hợp tại M

$A_M\le 2A$

$d_2=S_{2}M;d_1=S_{1}M$

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

$u_M$ li độ tại M

$A_M=2A\left|\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right)\right|$ là biên độ sóng tại M

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

${\phi }_M=-\frac{\pi \left(d_{2M}+d_{1M}\right)}{\lambda }+\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}$ khi $\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right) >0$

${\phi }_M=-\frac{\pi \left(d_{2M}+d_{1M}\right)}{\lambda }+\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}+\pi$ khi $\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right) <0$

Hai nguồn $S_1,S_2$

$$\begin{gathered} u_{S_1}=A\cos \left(\omega t+{\phi }_1\right) \\ {u}_{S_2}=A\cos \left(\omega t+{\phi }_2\right) \end{gathered}$$

$d_1,d_2$ lần lượt là khoảng cách từ M đến $S_1,S_2$

$$\begin{gathered} u_M=A\cos (\omega t+\frac{2\pi x_M}{\lambda }) \\ {u}_N=A\cos (\omega t+\frac{2\pi x_N}{\lambda }) \\ {u}_M=A\cos (\omega t+\frac{2\pi \left(x_N+(k+{\displaystyle \frac{1}{2}}){\displaystyle \frac{1}{2}}\lambda \right)}{\lambda })=A\cos (\omega t+\frac{2\pi x_N}{\lambda }+\frac{\pi }{2})=-A\sin (\omega t+\frac{2\pi x_N}{\lambda }) \\ \Rightarrow {u_M}^2+{u_N}^2=A^2 \end{gathered}$$

$v_M$: Vận tốc của dao động sóng theo phương vuông góc với phương truyền. $\left(m/s\right)$

$A:$ Biên độ dao động $\left(cm\right)$

$\omega$: Tần số góc của dao động sóng $\left(rad/s\right)$

$x:$ Vị trí M so với O $\left(cm\right)$

$\lambda$: Bước sóng $\left(cm\right)$

Phát biểu: Lực từ $\overrightarrow{F}$ tác dụng lên phần tử dòng điện $I\overrightarrow{l}$ đặt trong từ trường đều, tại đó cảm ứng từ là $\overrightarrow{B}$.

- Có điểm đặt tại trung điểm của $l$ $\left(M_1{M}_2\right)$.

- Có phương vuông góc với $\overrightarrow{l}$ và $\overrightarrow{B}$.

- Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái.

Chú thích:

$F$: lực từ tác dụng $\left(N\right)$

$B$: cảm ứng từ $\left(T\right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$l$: độ dài của phần tử dòng điện $\left(m\right)$

Trong đó $\alpha$ là góc tạo bởi $\overrightarrow{B}$ và $\overrightarrow{l}$.

Phát biểu: Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường xác định một vector cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$:

- Có hướng trùng với hướng của từ trường.

- Có độ lớn bằng $\frac{F}{Il}$, với $F$ là độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ dài $l$, cường độ $I$, đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó.

Chú thích:

$B$: cảm ứng từ $\left(T\right)$

$F$: lực từ $\left(N\right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$l$: độ dài của phần tử dòng điện $\left(m\right)$

Quy tắc bàn tay trái:

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra ${90}^0$ chỉ chiều của lực điện từ $F$.