Chủ đề 2: Sóng cơ và sóng âm

I. Sóng cơ

- Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.

- Các đặc trưng của một sóng hình sin bao gồm:

• Biên độ sóng
• Chu kì (tần số) sóng
• Tốc độ truyền sóng
• Bước sóng
• Năng lượng sóng

- Sự lan truyền dao động được mô tả bằng phương trình sóng. Phương trình sóng biểu diễn li độ dao động của một phần tử trong môi trường tại một thời điểm bất kì.

• Phương trình dao động tại nguồn \(O\) là

\(u_O=A\cos\omega t\)

• Phương trình dao động tại điểm \(M\) cách nguồn \(O\) một khoảng \(d\) là

\(u_M=A\cos\left(\omega t-\dfrac{2\pi d}{\lambda}\right)\)

II. Giao thoa sóng

- Tính chất đặc trưng của sóng là có thể gây ra hiện tượng giao thoa. Giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những chỗ chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những chỗ chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. 

- Vị trí các cực đại giao thoa

Những điểm tại đó dao động có biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng \(\lambda\).

\(d_2-d_1=k\lambda\)

- Vị trí các cực tiểu giao thoa

Những điểm tại đó dao động triệt tiêu là những điểm mà hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng \(\lambda\).

\(d_2-d_1=\left(k+\dfrac{1}{2}\right)\lambda\)

- Điều kiện giao thoa

Hai sóng phải do hai nguồn kết hợp phát ra:

• Dao động cùng phương, cùng tần số
• Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

III. Sóng dừng

- Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng là sóng dừng.

- Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định

Chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng

\(l=\dfrac{k\lambda}{2}\)

- Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do

Chiều dài của dây bằng một số lẻ lần \(\dfrac{\lambda}{4}\).

\(l=\left(2k+1\right)\dfrac{\lambda}{4}\)

IV. Sóng âm

- Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.

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

- Âm truyền qua các chất rắn, lỏng, khí, không truyền được qua chân không.

- Những đặc trưng vật lí của âm

• Tần số âm
• Cường độ âm và mức cường độ âm
• Đồ thị dao động của âm

- Những đặc sinh sinh lí của âm

• Độ cao
• Độ to
• Âm sắc