1.Sóng dừng là gì?
Để giúp các em hiểu được sóng dừng là gì, các em cùng tìm hiểu tại đây.
Sóng dừng được hình thành do sự giao thoa của hai sóng ngược pha là sóng phản xạ và sóng tới có cùng phương truyền. Sự giao thoa giữa sóng phản xạ và sóng tới được gọi là sóng dừng. Nếu sóng tới và sóng phản xạ truyền cùng phương thì chúng giao thoa với nhau và tạo thành hệ sóng dừng.
Trong một sóng dừng, có một điểm luôn đứng yên gọi là nút và một số điểm luôn dao động với biên độ cực đại gọi là các phản nút.
2. Ứng dụng của sóng dừng
Có thể đo sóng đứng:
-
Đo bước sóng.
-
Một phép đo tốc độ truyền sóng.
-
Xác định vận tốc truyền sóng.
3. Tính chất của sóng dừng
Học sinh chắc hẳn đã hiểu định nghĩa sóng dừng là gì. Vậy bản chất của sóng dừng được biểu hiện như thế nào?
-
Những điểm dao động với biên độ cực tiểu gọi là nút.
-
Điểm có biên độ lớn nhất là cực âm.
-
Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là λ/2.
-
Khoảng cách giữa hai nút bất kỳ là kλ/2.
-
Khoảng cách giữa các antinode và các nút liên tiếp là /4.
-
Khoảng cách giữa 1 nút bất kỳ và 1 bụng là: kλ/2 + λ/4.
4. Điều kiện để có sóng dừng trên dây
4.1. Tình trạng hai đầu là nút sóng (hai đầu cố định)
$l=k\frac{\lambda}{2}$
Số nút=k+1, số dầm=số sóng=k
4.2. Một đầu là nút sóng và một đầu là antinode (một đầu cố định và một đầu tự do)
$l=(2k+1)\frac{\lambda}{4}$
k = số chùm nguyên; số nút=antinode=k+1
5. Phương trình sóng dừng
5.1. Trường hợp a và b là cố định
Ta có phương trình sóng dừng như sau:
Phương trình của sóng phản xạ và sóng tới tại b là liên tục:
Trong phương trình sóng dừng, khoảng cách giữa điểm m và điểm b là d:
Tại m, biên độ của dao động thành phần là:
5.2. Đầu a cố định, đầu b tự do
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại b là:
Trong phương trình sóng dừng, khoảng cách giữa điểm m và điểm b là d:
Biên độ đơn vị của điểm m là:
6. Một số câu hỏi trắc nghiệm về sóng dừng từ cơ bản đến nâng cao
Dưới đây là các dạng bài tập về sóng dừng Vật lý 12 giúp các em vận dụng chính xác và hiệu quả trong học tập. Cùng tham khảo ngay nhé.
Bài 1: Điều gì xảy ra với một sợi dây đang có sóng dừng?
A. Mọi người đứng yên
Nút sóng xen kẽ
Dao động với biên độ cực đại tại mọi điểm
Di chuyển các điểm với cùng tốc độ
Giải pháp:
Trong sóng dừng, nút là điểm luôn đứng yên, điểm dao động lớn nhất gọi là phản nút.
⇒b
Câu 2: Khi có sóng dừng trên một sợi dây thì khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng bao nhiêu so với bước sóng?
A. số nguyên lần
$\frac{1}{4}$
$\frac{1}{2}$
Một bước sóng
Giải pháp:
Khoảng cách giữa 2 bụng hoặc 2 nút kề nhau của sóng dừng là: $\frac{\lambda}{2}$
⇒c
Poster 3: Biết bước sóng λ = 4m, khi có sóng dừng trên dây thì khoảng cách giữa hai nút liên tiếp là bao nhiêu
A. 4k m và k $\epsilon$ z
1 mét
2 mét
4m
Giải pháp:
Khoảng cách giữa 2 bụng hoặc 2 nút kề nhau của một sóng dừng là:
$\frac{\lambda}{2}=\frac{4}{2}=2m$
⇒c
Bài tập 4: Trên một sợi dây đàn hồi có sóng dừng, khoảng cách giữa 5 nút sóng liên tiếp là 100 cm. Tần số của sóng là 100 Hz và vận tốc truyền sóng là:
A. 50 mét/giây
100 mét/giây
25 mét/giây
75 mét/giây
Giải pháp:
Khoảng cách giữa 5 nút kề nhau là:
$4\frac{\lambda}{2}=100$ ⇒ λ = 50 cm = 0,5 m
Vận tốc truyền sóng là:
v = f = 0,5.100 = 50 m/s
⇒A
Bài 5: Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng, khoảng cách giữa 3 nút sóng liên tiếp là 100 cm. Tần số của sóng là 50 Hz và vận tốc truyền sóng là:
A. 50 mét/giây
100 mét/giây
25 mét/giây
75 mét/giây
Giải pháp:
Khoảng cách giữa 3 nút kề nhau là:
$2\frac{\lambda}{2}=100$ λ = 100 cm = 1 m
Vận tốc truyền sóng là:
v = f = 1,50 = 50 m/s
⇒A
Bài 6: Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì khoảng cách giữa hai cực âm liên tiếp là bao nhiêu?
A. 2λ
14λ
12λ
Giải pháp:
Khoảng cách giữa 2 bụng hoặc 2 nút kề nhau của một sóng dừng là: $\frac{\lambda}{2}$.
⇒d
Bài 7: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có 2 đầu và 2 đầu cố định. Khi có sóng dừng thì tốc độ truyền sóng không đổi. Nếu tần số là 42hz thì số lượng antinode là 4. Cho mình hỏi tần số trên dây có số điểm bụng là 6?
A. 63 Hz
28Hz
84Hz
36Hz
Giải pháp:
Khắc phục tình trạng sóng dừng trên dây thứ hai: $l=k\frac{\lambda}{2}$ (k $\epsilon$ n*)
Có: k = số tia = số sóng
Vậy: số nút sóng=k+1
Ta có 2 đầu cố định cho 2 nút
⇒A
Bài 8: Trong khi làm bài tập về sóng dừng, một học sinh đạt được thỏa mãn tần số f9 – f1 = 200 hz bằng cách tăng dần tần số của máy phát thì trên màn hình xuất hiện sợi dây cáp có sóng dừng. phù hợp với 1 tia và 9 tia. Tần suất máy xuất hiện sóng dừng tại 6 nút là bao nhiêu?
A. 150 Hz
125Hz
100 Hz
120Hz
Giải pháp:
Điều kiện có hai nút ở hai đầu sóng dừng:
-
1 gói:
-
9 sóng:
Suy luận:
-
6 nút có k = 6 – 1 = 5 sóng
⇒ b
Bài 9: Có một sợi dây ab dài 100cm căng ngang, đầu a nối với nhánh của âm giao thoa, tần số dao động điều hòa là 40hz. Trên ab có sóng dừng và a gọi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên ab là 20 m/s. Tính số nút và số sóng trên một chuỗi, bao gồm a và b.
A. 4 khuy, 3 bụng
4 nút, 4 bụng
5 khuy, 4 bụng
5 nút, 5 bụng
Giải pháp:
Có:
Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây thứ hai cố định: $l=k \frac{\lambda}{2}$ (k $\epsilon$ n*)
Có: k = số tia = số sóng
⇒ số nút = k + 1
Trên ab: $k=\frac{ab}{\frac{\lambda}{2}}=\frac{2ab}{\lambda}=4$ sóng bụng
Số nút được suy ra: 4 + 1 = 5 nút sóng
⇒c
Đề 10: Có một sợi dây ab dài 80 cm căng ngang, đầu a nối với nhánh của dao động giao thoa và tần số dao động điều hòa là 50 Hz. Trên ab có sóng dừng và a gọi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên ab là 16 m/s. Tính số nút và số sóng trên một chuỗi, bao gồm a và b.
A. 6 khuy, 5 bụng
5 nút, 5 bụng
5 nút, 6 bụng
6 nút, 6 bụng
Giải pháp:
Có:
Khắc phục tình trạng sóng dừng trên dây thứ hai: $l=k\frac{\lambda}{2}$ (k $\epsilon$ n*)
Có: k = số tia = số sóng
Suy luận: k + 1 = số nút
ab có: $k=\frac{l}{\frac{\lambda}{2}}=\frac{2ab}{\lambda}=\frac{2.80}{ 32 } =5$ sóng bụng
Số nút được suy ra: 5 + 1 = 6 nút sóng
⇒ a
Để củng cố kiến thức, các bài giảng tiếp theo của huy tien sẽ cung cấp đầy đủ lý thuyết và các công thức liên quan đến sóng dừng. Ngoài ra, thầy còn hướng dẫn chi tiết bài tập sóng dừng 12 cơ bản nhất trong sgk Vật Lý. Chú ý theo dõi để đạt kết quả tốt nhất!
Sau khi đọc xong bài viết này, hi vọng các em đã nắm vững toàn bộ các bài tập lý thuyết và ứng dụng về sóng dừng. Nếu muốn có thêm nhiều bài giảng hay và có thêm nhiều kiến thức bổ ích các bạn có thể truy cập vào nền tảng vuhoc.vn đăng ký tài khoản để được tiếp thu những kiến thức tốt nhất nhé!
-
-
-
-
