Giáo án Vật lý Khối 12 - Chương II: Sóng cơ và sóng âm - Bài 9: Sóng dừng

Ngày soạn:
Tiết dạy: 16
Bài 9
SÓNG DỪNG
MỤC TIÊU
Kiến thức:
Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó.
Giải thích được hiện tượng sóng dừng.
Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do.
Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong 2 trường hợp trên.
Kĩ năng: Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng.
Thái độ:
CHUẨN BỊ
Giáo viên: Chuẩn bị các thí nghiệm hình 9.1, 9.2Sgk.
Học sinh: Đọc kĩ bài 9 Sgk, nhất là phần mô tả các thí nghiệm trước khi đến lớp.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định tổ chức:
Lớp:
Kiểm tra bài cũ:
Bài mới
Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về sự phản xạ của sóng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm với dây nhỏ, mềm, dài một đầu cố định kết hợp với hình vẽ 9.1
A	P
A	P
Vật cản ở đây là gì?
Nếu cho S dao động điều hoà thì sẽ có sóng hình sin lan truyền từ A ® P đó là sóng tới. Sóng bị phản xạ từ P đó là sóng phản xạ. Ta có nhận xét gì về pha của sóng tới và sóng phản xạ?
Mô tả thí nghiệm,	A	A làm thí nghiệm với
dây nhỏ, mềm, dài buông thỏng xuống một cách tự nhiên, kết hợp với hình vẽ 9.2
Vật cản ở đây là gì?
Tương tự nếu cho	P	P S dao động điều hoà
thì có sóng hình sin lan truyền từ trên
HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét:
+ Sóng truyền đi trên dây sau khi gặp vật cản (bức tường) thì bị phản xạ.
+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng bị đổi chiều.
Là đầu dây gắn vào tường.
Luôn luôn ngược pha với sóng tới tại điểm đó.
HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét:
+ Khi gặp vật cản tự do sóng cũng bị phản xạ.
+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng không bị đổi chiều.
Là đầu dây tự do.
Sự phản xạ của sóng
Phản xạ của sóng trên vật cản cố định
Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ.
Khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều.
Vậy, khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do
Khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều.
Vậy, khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ
luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
- Luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Trang 35
dây ® Ta có nhận xét gì về pha của sóng tới và sóng phản xạ lúc này?
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sóng dừng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Ta biết sóng tới và sóng phản xạ
- Trên dây xuất hiện những
II. Sóng dừng
Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng.
+ Những điểm luôn luôn đứng yên là những nút dao động.
+ Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động.
Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng dao động goi là sóng dừng.
Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định
Hai đầu A và P là hai nút dao động.
Vị trí các nút:
Các nút nằm cách đầu A và đầu P những khoảng bằng số nguyên lần nửa bước sóng:
d = k l
2
Hai nút liên tiếp cách nhau
khoảng l .
2
c. Vị trí các bụng
Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng
một số lẻ lần l .
4
d = (2k +1) l = (k + 1) l
4	2 2
Hai bụng liên tiếp cách
nhau khoảng l .
2
d. Điều kiện có sóng dừng
l = k l
2
2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một
thoả mãn điều kiện sóng kết hợp ®
điểm luôn luôn dao đứng yên
Nếu cho đầu A của dây dao động
và những điểm luôn luôn dao
liên tục ® giao thoa.
động với biên độ lớn nhất.
® Khi này hiện tượng sẽ như thế
nào?
- Trình bày các khái niệm nút dao động, bụng dao động và sóng dừng.
- HS ghi nhận các khái niệm và định nghĩa sóng dừng.
Bụng	Nút
A	P
- Trong trường hợp này, hai đầu A và P sẽ là nút hay bụng dao động?
- Vì A và P là hai điểm cố định ® là hai nút dao động.
l	l
2	4
A	P
N	N	N	N	N
B	B	B	B
- Dựa trên hình vẽ, vị trí các nút liên hệ như thế nào với l?
- HS dựa trên hình vẽ để xác định
- Khoảng cách hai nút liên tiếp cách
nhau khoảng bao nhiêu?
- Khoảng cách giữa một nút và bụng
kết tiếp cách nhau khoảng bao
nhiêu?
- Vị trí các bụng cách A và P những
khoảng bằng bao nhiêu?
- Hai bụng liên tiếp cách nhau
khoảng bao nhiêu?
Số nút = số bụng + 1
- Số nút và số bụng liên hệ với nhau
như thế nào?
- Vì hai đầu cố định là nút
® Điều kiện để có sóng dừng là gì?
nên chiều dài dây phải bằng
một số nguyên lần nửa bước
sóng.
- Đầu cố định sẽ là một nút và đầu tự
- HS dựa vào hình vẽ minh hoạ để trả lời các câu hỏi của
l
2	Trang
N	N	N	N
A	P	36
do là một bụng sóng.
GV.
đầu tự do
Đầu A cố định là nút, đầu P tự do là bụng dao động.
Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau
khoảng l .
2
Điều kiện để có sóng dừng:
l = (2k +1) l
4
- Số nút = số bụng
- Tự hình vẽ, số nút và số bụng trong
trường hợp này liên hệ với nhau như
thế nào?
Hoạt động 3 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
Trang 37