Những lí thuyết cơ bản nhất về sóng cơ người học cần biết

  By   Administrator   18/07/2019

Nắm chắc các kiến thức về sóng cơ sẽ giúp các bạn giải quyết tốt các bài tập Vật Lý 12. Dưới đây sẽ là tất cả các kiến thức các bạn cần nhớ về sóng cơ.

1. Khái niệm và đặc điểm của sóng cơ

1.1 Khái niệm sóng cơ

Là những dao động có khả năng lan truyền trong môi trường vật chất (rắn – lỏng – khí.)

khái niệm sóng cơ học trong vật lí

- Sóng cơ có những đặc điểm cơ bản dưới đây:

  • Trong quá trình truyền sóng, cả pha sóng và năng lượng dao động cũng được truyền theo.
  • Các phần tử vật chất trên phương truyền của sóng cơ sẽ không truyền theo sóng và chỉ dao động tại một chỗ cố định.
  • Chân không là môi trường sóng cơ không thể truyền được.

1.2 Đặc trưng của sóng cơ hình sin

Trong môi trường truyền được sóng (rắn, lỏng, khí), khi sóng truyền qua một phần tử vật chất thì biên độ của sóng hình sin lúc này sẽ được kí hiệu là A và biên độ này cũng là biên độ dao động của phần tử vật chất.

Đặc trưng của sóng cơ

 

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

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

Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = 1/T

Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền  dao động trong môi trường. v sẽ phụ thuộc vào môi trường và nhiệt độ, nhiệt độ càng cao thì v càng nhanh, v rắn > v lỏng > v khí.

Bước sóng λ: là quảng đường mà sóng  truyền được trong một chu kỳ.   λ = v.T = v/f

các đặc điểm của sóng cơ hình sin

  • Bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.
  • Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là λ/2
  • Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha là λ/4
  • Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha là:  kλ.
  • Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ  trên phương  truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1)λ/2

1.3 Phân loại các dạng sóng cơ

Có 2 loại sóng cơ đó là sóng dọc và sóng ngang.

  • Sóng dọc: các phần tử vật chất khi dao động trong môi trường sẽ có phương dao động trùng với phương truyền sóng. (VD: Sóng âm)
  • Sóng ngang: các phần tử vật chất khi dao động trong môi trường sẽ có phương dao động tạo thành một góc 90 độ so với phương truyền sóng. (VD: sóng trên mặt nước)

2. Phương trình truyền sóng cơ tổng quát

- Ta tạo ra một dao động điều hòa tại điểm O, dao động này sẽ tạo thành sóng lan truyền với vận tốc v theo phương Ox. Trong trường hợp này, O sẽ được coi là nguồn sóng, và phương trình dao động sóng của nguồn lúc này sẽ là

uO =Ao.cos(ωt)

phương trình dao động của sóng nguồn trong sóng cơ học

- Lấy điểm M cách điểm O một khoảng là x, điểm M có cùng phương truyền sóng với điểm O. Lúc này ta có:

  • Công thức tính thời gian sóng truyền từ điểm O đến điểm M là:

∆t = x/v

  • Vì sóng truyền đến M trễ hơn điểm O một khoảng thời gian là Δt, do đó, phương trình dao động tại điểm M lúc này sẽ là

  uM=AM.cosω(t- ∆t) (*)

uM=AM.cos(ωt - 2πx/Tv)

uM=AM.cos((ωt - 2πx/λ)

- Ta có một số nhận xét sau:

  • Phương trình sẽ thay đổi phụ thuộc vào thời gian t và tọa độ x, điều này có nghĩa là với mỗi điểm M có một vị trí khác nhau tại một thời điểm khác nhau thì sẽ có phương trình sóng (li độ) khác nhau. Và ta gọi phương trình (*) là phương trình truyền sóng.
  • Từ đó, ta có phương trình sóng tổng quát dưới đây: 

uM=AM.cos((ωt - 2πx/λ) (Với t ≥ x/v)

- Chú ý: Đối với hiện tượng truyền sóng cơ trên sợi dây, khi sợi dây được kích thích tạo dao động bằng nam câm điện có tần số dòng điện là f thì tần số dao động của sợi dây lúc này sẽ là 2f.

Phương trình sóng tại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng.

   * Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ - ωx/v) = AMcos(ωt + φ- 2πx/λ)  t ≥ x/v

   * Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì:  

 uM = AMcos(ωt + φ + ωx/v) = AMcos(ωt +φ+ 2πx/λ)

-Tại một điểm M xác định trong môi trường sóng: x =const; uM là hàm điều hòa theo t với chu kỳ T.

-Tại một thời điểm  xác định t= const ; uM là hàm  biến thiên điều hòa theo không gian  x với chu kỳ λ.

Bên trên là tất cả những kiến thức cơ bản và quan trọng nhất liên quan đến sóng cơ mà người học nhất định phải nắm được. Vieclam123.vn hi vọng rằng với những kiến thức vật lí mà vieclam123.vn tổng hợp và chia sẻ, người học sẽ có được những kiến thức hữu ích nhất cho quá trình học môn vật lí. Ngoài ra, vieclam123.vn còn cung cấp và chia sẻ rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm hữu ích của tất cả các môn học và lĩnh vực. Do đó, chúng tôi rất mong rằng, vieclam123.vn có thể trở thành địa chỉ đáng tin cậy của các bậc phụ huynh cũng như các bạn học sinh trên khắp cả nước.

>> Tham khảo thêm:

Gia sư nổi bật
Lê Thị Thảo Dung  Bình Định
Lê Thị Thảo Dung Gia sư môn:  Toán , Tiếng Việt Từ: 45,000 vnđ/buổi
no image  Hà Nội
Nguyễn Huyền Linh Gia sư môn:  Toán , Văn , Tiếng Việt Từ: 150,000 vnđ/buổi
Nguyễn Thị Ngọc Anh  Hà Nội
Nguyễn Thị Ngọc Anh Gia sư môn:  Hóa Từ: 150,000 vnđ/buổi
no image  Hà Nội
Đặng thị huyền Gia sư môn:  Toán , Hóa , Tiếng Việt Từ: 130,000 vnđ/buổi
mai kiều trang  Hà Nội
mai kiều trang Gia sư môn:  Thương lượng
no image  Hà Nội
Ngô Thùy Linh Gia sư môn:  Tiếng Trung Từ: 180,000 vnđ/buổi
Nguyễn Hải Anh  Hà Nội
Nguyễn Hải Anh Gia sư môn:  Toán , Tiếng Việt , Tiếng Anh Từ: 70,000 vnđ/buổi
Xem thêm gia sư  

Hotline

0869.154.226

1
Bạn cần hỗ trợ ?