CHƯƠNG II : SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

Bài 7 : Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Sóng cơ

là dao động cơ lan truyền trong một môi trường

Khi sóng lan truyền, (pha dao động, trạng thái dao động, năng lượng) được lan truyền theo
sóng nhưng các phần tử vật chất không lan truyền mà dao động tại VTCB cố định

Sóng truyền theo các phương khác nhau nhưng với cùng một tốc độ. Và không lan truyền được trong chân không

Phân loại sóng

Sóng ngang

là sóng mà các phần tử vật chất của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng

Môi trường truyền: Trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng

Sóng dọc

là sóng mà các phần tử vật chất của môi trường dao động dọc theo phương truyền sóng

Môi trường truyền: Trong chất rắn, chất lỏng và chất khí

Các đặc trưng của sóng hình sin

Hình dạng

z2981811230041_9b108d6196e62176517d75df051a7b5e

Biên độ của sóng

Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua

Chu kì, tần số của sóng và bước sóng

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

Tần số: f = 1/T

Bước sóng λ là quãng đường sóng truyền được trong 1 chu kì.

z2981325766604_609b5148d628c2c92de21947c0ce6f23

Tốc độ truyền sóng

Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động cơ trong một môi trường

Năng lượng sóng

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

z2981842157323_213c49a3d2ff27aeeea883f488e969a4

Quãng đường sóng
truyền

z2981842192290_6a4dda8b5c1afbec2b4729c62d8ee919

Phương trình sóng

Nó cho ta xác định được li độ dao động của một phần tử môi trường ở cách gốc toạ độ một khoảng x tại thời điểm t

z2981859565076_5bb23fdff77d32e47180309e610535df

Bài 8 : Giao thoa sóng

Hai sóng kết hợp

Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là sóng kết hợp

Hai nguồn kết hợp là hai nguồn thỏa mãn các điều kiện

Dao động cùng tần số cùng phương

Có độ lệch pha không đổi theo thời gian

Giao thoa

Giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định luôn luôn tăng cường nhau hoặc làm yếu nhau

Xét hai nguồn cùng biên độ, độ lệch pha bất kỳ

Dao động của 1 điểm trong vùng giao thoa

z2981880928187_de679db51bbe1b44482bdb7345d76c4e

Biên độ dao động TH

z2981881055873_468e688fc6b8b6c03530cfaec2ebea41

z2981881195342_45dc096931d92659160fe1ad4b2c373a

Độ lệch pha của 2 sóng tại một điểm

261958409_1129383884264703_987508014301216963_n

Những điểm giao thoa cực đại là những điểm dao động với biên độ cực đại Amax = 2A khi

z2981894062998_0550f3e361306f068c627b686f8b11b6

Những điểm giao thoa cực tiểu là những điểm đứng yên Amin = 0 khi

z2981894178137_9062df4499230a03f5878d849477ee55

Hai nguồn S1, S2 cùng biên độ,cùng tần số, cùng pha

PT dao động tổng hợp tại điểm M

z2981900635662_4319348036ec814949bf9ef62695b145

Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M

z2981900639125_f6fd4859ac9cdcaee0e75e52e1c50358

Biên độ sóng tổng hợp

z2981900642806_dbaeb1ee914487220231a219f69792e8

Amax= 2.A khi những điểm tại đó dao động với biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng nguyên lần bước sóng

z2981900641877_e6099171c842f3d97d5ac1b8274d1e9c

Amin= 0 khi những điểm tại đó dao động với biên độ cực tiểu là những mà hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng số nửa nguyên lần bước sóng

z2981900642381_541acf2f320b2935d05cd02d75dfb979

Hai nguồn S1, S2 cùng biên độ,cùng tần số, ngược pha

PT dao thoa tổng hợp tại điểm M

z2981907769176_ec32b6c231a620718223c091eb179919

Độ lệch pha của 2 sóng tại một điểm

z2981907774904_8c8a9042ee650b7acc906757babdc984

Vị trí cực đại

z2981907775729_78284ee82da678b144c9ecb7da06cf1c

Vị trí cực tiểu giao thoa

z2981907770211_246d9ef65f4520aab50d1a67c38ce3ac

Hai nguồn S1, S2 cùng biên độ,cùng tần số, vuông pha

PT dao động tổng hợp tại điểm M

z2981910967558_fe58688b043a8b32ee640d5e2538ecd6

Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M

z2981910977321_da54cb9ce6183844d7e19d3419af6d11

Vị trí cực đại

z2981910978331_9cf464aace566c77d3cd21a97458365b

Vị trí cực tiểu giao thoa

z2981910978330_cbe3213565fe5a268fe40c3eb3df4066

Hai nguồn cùng tần số khác biên độ

z2981913532345_9803ab5f95d180500d5401ed4c8435e2

Bài 9 : Sóng dừng

Sự phản xạ sóng

z2981915752771_95d0dc2536b31d6aaa7a3117c10e0fad

Khi sóng tới đầu cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn ngược pha với sóng tới

Khi sóng tới đầu cản tự do thì sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới

Sóng dừng

Khái niệm

Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương,ngược chiều thì có thể giao thoa với nhau thành một hệ thống sóng dừng

Trong sóng dừng, có một số điểm luôn đứng yên gọi là nút. Xen kẽ giữa các nút là những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng sóng

Sóng dừng là sóng có nút và bụng cố định trong không gian

Sóng dừng trên dây đàn hồi có đầu cản cố định

PT sóng dừng

PT sóng tổng hợp tại M

z2981919006819_7da90655608751828ac13c84f442a0e2

Độ lệch pha của 2 sóng tại M

z2981919005776_4ad58a53bbb162770f5dd4576b688997

Nếu M là nút

z2981919007375_5ecadb95f6caa632ee0f64090420188f

Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi có hai đầu cố định(một đầu cố định, một đầu sát một nút)

là chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng. l = nxlanda/2; n = 1, 2, …n là số bó sóng, số bụng quan sát được = số nút = (n +1)

Sóng dừng trên dây đàn hồi có đầu cản tự do

PT sóng dừng

PT sóng tới và sóng phản xạ tại M

z2981920994981_d40b85870b750208f20eeb776624944f

PT sóng tới và sóng phản xạ tại M

z2981921022954_e7ff404d1fd20e6aaaf27d36d9e8a6ed

PT sóng tổng hợp tại M

z2981920957910_c6e33a4178e919afcd399ab429c8727d

Độ lệch pha của 2 sóng tại M

z2981920959860_4f4006605a3edcbb1be4e49eabf83d68

Nếu M là nút

z2981920959858_835673e2063021760229250021a9ba71

Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi có một đầu cố định, một đầu tự do(một đầu cố định hay sát nút sóng, đầu kia tự do hay là bụng sóng)

là chiều dài của dây bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. l = (2n + 1)landa/4; n = 0, 1, 2, …n là số bó sóng quan sát được, số bụng = số nút = (n +1)

Đặc điểm của sóng dừng

z2981922878886_8c8e795fc1400b6bc08a91983a0377d5

Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng

Khoảng cách hai điểm nút hoặc hai điểm bụng gần nhau nhất là landa/2

Khoảng cách giữa điểm bụng và điểm nút gần nhau nhất là landa/4

Nếu sóng tới và sóng phản xạ có biên độ A (bằng biên độ của nguồn) thì biên độ dao động tại điểm bụng là 2A, bề rộng của bụng sóng là 4A.

Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là T/2

Biên độ dao động của phần tử vật chất tại một điểm không đổi theo thời gian

Sóng dừng không truyền tải năng lượng

Vận tốc truyền sóng trên dây

z2981924424778_468dd8542437521c304d29136a23b602

Ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng

Đầu dây gắn với cần rung, (âm thoa ) hoặc điểm cố định => đó là điểm nút

Đầu dây thả buông thì đó là bụng sóng

Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây duỗi thẳng Δt = T/2

Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp một điểm thuộc bụng sóng đi qua VTCB là T/2

Nếu dây được nối với cần rung được nuôi bằng dòng điện xoay chiều có tần số của dòng điện là f thì dây sẽ dung với tần số 2f

Bài 10, 11 : Đặc trưng vật lý và sinh lý của âm

Âm, nguồn âm. Phân loại âm

Nguồn âm

Một vật dao động phát ra âm là một nguồn âm. Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.

Âm có tần số xác định gọi là nhạc âm. Âm ko có tần số xác định gọi là tạp âm

Phân loại âm

Âm nghe được Những âm có tác dụng làm cho màng nhĩ rung động gây ra cảm giác âm gọi là âm nghe được Tần số âm nghe được:16Hz → 20000Hz

Hạ âm Tai người ko nghe được. Tần số hạ âm, nhỏ hơn 16Hz.

Siêu âm
Tai người ko nghe được. Tần số hạ âm, lớn hơn 20000Hz

Sóng âm (gọi tắt là âm)

là những sóng cơ lan truyền trong các môi trường rắn, lỏng khí. Tần số của sóng âm cũng là tần số của âm.

Trong chất khí và lỏng sóng âm là sóng dọc (mặt chất lỏng là sóng ngang).

Trong chất rắn sóng âm cả sóng dọc và sóng ngang.

Sự truyền âm

Môi trường truyền âm

Âm có thể truyền qua được chất rắn, chất lỏng và chất khí nhưng ko truyền qua c.không

Âm hầu như ko truyền qua được các chất xốp ( bông, len…) → làm chất cách âm.

Tốc độ truyền âm

Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ xác định, nhưng sẽ khác nhau khi thay đổi môi trường truyền. Khi truyền từ môi trường này sang môi trường kia, thì tần số sóng âm không đổi.

Tốc độ truyền âm trong chất rắn > chất lỏng > chất khí.

Đặc trưng vật lí và đặc trưng sinh lí

Đặc trưng sinh lí của âm

Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn với tần số âm. Âm có tần số càng lớn thì nghe càng cao, âm có tần số càng nhỏ thì nghe càng trầm

Độ to của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm

Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm giúp ta phân biệt được âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có khác nhau phát ra. Âm sắc có dao động âm

Đặc trưng vật lí của âm

Tần số âm Là đặc trưng quan trọng. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không đổi, tốc độ truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi.

Cường độ âm, mức cường độ âm

Cường độ âm: (sóng âm mang năng lượng) Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong 1 đơn vị thời gian.

Kí hiệu : I ( đơn vị : W/m2 )

z2981929597558_05e75af74fb140893e1b1a8206ff023c

Cường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R

z2981929085029_a2255326ce6c9b12daf3e859b7678b38

Mức cường độ âm

z2981929085823_6d0336af5f7108ee850778b7ea124ab4

W(J) , P (W)
là năng lượng, công suất phát âm của nguồn;

S (m2)
là diện tích miền truyền âm

L: mức cường độ âm (dB)

I: cường độ âm (W/m2 )

Io = 10-12 W/m2
gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz

z2981929089438_ba796d5b18dda8a4afeb6ca82c2eaa0f

Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB):1B = 10dB.

12A6

  1. Đào Thị Hằng Nga
  2. Lê Thị Quỳnh Nga
  3. Nguyễn Tuyết Nga
  4. Phạm Thị Kim Ngân
  5. Lê Đại Nghĩa