Ôn tập kiến thức vật lí 11 KNTT bài 12: Giao thoa sóng

[toc:ul]

I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC

1. Thí nghiệm

• Đối với cần rung có gắn một quả cầu, hình ảnh trên màn thẳng đứng cho thấy có các hình tròn sáng, tối đồng tâm xen kẽ, lan truyền từ tâm dao động ra xa.
• Đối với cần rung có gắn hai quả cầu, hình ảnh trên màn thẳng đứng ta thấy ảnh của các gợn sóng là các đường sáng và tối ổn định.

2. Giải thích

• Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có các gợn sóng là những đường tròn giống hệt như khi không có các nguồn sóng khác ở bên cạnh.
• Những điểm nào cách nguồn một khoảng bằng kλ thì dao động đồng pha với nguồn, còn những điểm nào cách nguồn một khoảng $\left (k+\frac{1}{2}  \right )\lambda $ thì dao động ngược pha với nguồn.
• Trong thí nghiệm ta đã dùng hai nguồn sóng giống hệt nhau dao động theo phương vuông góc với mặt nước. Vì thế trên mặt nước có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau ở đó dao động ngược pha, triệt tiêu nhau. Có những điểm dao động rất mạnh do hai sóng ở đó dao động đồng pha. 
• Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa.

3. Điều kiện xảy ra giao thoa

Để xảy ra hiện tượng giao thoa hai nguồn sóng phải:

• Dao động cùng phương, cùng tần số.
• Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

Hai sóng âm thanh phát ra đồng thời từ hai chiếc loa ở đầu bài là hai sóng kết hợp vì hai loa giống nhau phát âm từ cùng một nguồn. Khi hai sóng âm gặp nhau sẽ giao thoa với nhau và ở vùng hai sóng giao nhau có những điểm hai sóng tăng cường nhau nên âm nghe rất to, còn những điểm tại đó hai sóng triệt tiêu nhau nên âm nghe rất nhỏ.

II. THÍ NGHIỆM CỦA YOUNG (Y-ÂNG) VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG

Gọi:

• O là vị trí tại đó xuất hiện vân sáng chính giữa.
• a là khoảng cách giữa hai khe a = F₁F₂.
• D là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát: D = IO.
• i là khoảng vân. Đó là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp.
• Nếu đo được a, D và i thì sẽ xác định được bước sóng theo công thức sau: $\lambda =\frac{ia}{D}$

1. Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau có độ dài bằng nửa bước sóng nên có giá trị bằng d = $\frac{\lambda }{2}=\frac{v}{2f}=\frac{50}{160}$ = 0,3125 cm.

2. Bước sóng: $\lambda =\frac{ia}{D}=\frac{0,36.10^{-3}.0,002}{1,2}=0,6.10^{-6}$ m.

Tần số: $f=\frac{c}{\lambda }=\frac{3.10^{8}}{0,6.10^{-6}}=5.10^{14}$ Hz.

3. Khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp tương ứng với 11 khoảng vân.

Khoảng vân: $i=\frac{52}{11}$ mm.

Bước sóng: $\lambda =\frac{ia}{D}=\frac{\frac{52}{11}.10^{-3}.0,15.10^{-3}}{1,2}=0,6.10^{-6}$ m