Giải bài tập SGK Vật lý 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm được định nghĩa giao thoa sóng.

Hướng dẫn giải

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

Nêu công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm được công thức xác định vị trí cực đại của giao thoa sóng và các thông số vật lý trong công thức.

Hướng dẫn giải

- Công thức xác định vị trí các cực đại giao thoa: d₂- d₁ = kλ (k = 0, ± 1,±2,…)

- Trong đó:

+ d₁, d­₂ là khoảng cách từ điểm ta xét đến hai nguồn giao thoa (m)

+ λ là bước sóng (m)

+ k là bậc giao thoa

Nêu công thức xác định vị trí các cực tiểu giao thoa.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần nắm được công thức xác định vị trí cực tiểu của giao thoa sóng và các thông số vật lý trong công thức.

Hướng dẫn giải

- Công thức xác định vị trí các cực tiểu giao thoa: d₂- d₁ = (k+1/2)λ (k = 0, ± 1,±2,…)

- Trong đó:

+ d₁, d­₂ là khoảng cách từ điểm ta xét đến hai nguồn giao thoa (m)

+ λ là bước sóng (m)

+ k là bậc giao thoa

Nêu điều kiện giao thoa

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần hiểu được ý nghĩa vật lý từ định nghĩa giao thoa sóng.

Hướng dẫn giải

Điều kiện giao thoa là hai nguồn sóng phải:

- Dao động cùng phương, cùng tần số góc

- Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Chọn câu đúng?

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng

A. Giao thoa của hai sóng tại một điểm của môi trường

B. Tổng hợp của hai dao động

C. Tạo thành các gợn lồi, lõm

D. Hai sóng, khi gặp nhau có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

Phương pháp giải

Để hoàn thành câu hỏi trên cần nắm được định nghĩa giao thoa sóng và chọn câu trả lời đúng nhất.

Hướng dẫn giải

- Theo định nghĩa, ta có: Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

- Chọn đáp án D.

Chọn câu đúng.

Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có

A. Cùng biên độ

B. Cùng tần số

C. Cùng pha ban đầu

D. Cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian

Phương pháp giải

Để hoàn thành câu hỏi trên cần nắm được định nghĩa giao thoa sóng với hai nguồn kết hợp và chọn câu trả lời đúng nhất.

Hướng dẫn giải

- Theo địều kiện giao thoa hai sóng kết hợp là giao thoa giữa hai nguồn sóng có cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian.

- Chọn đáp án D.

Trong thí nghiệm ở hình 8.1, vận tốc truyền sóng là 0,5 m/s, cần rung có tần số 40Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S₁S₂.

Phương pháp giải

- Tóm tắt các giữ liệu thu được từ đề bài: v, f

- Công thức tính bước sóng: λ = v/f

- Công thức xác định khoảng cách 2 điểm cực đại giao thoa sóng: d = λ/2

Hướng dẫn giải

- Bước sóng dùng trong thí nghiệm là: \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{0,5}}{{40}} = 0,0125m = 1,25cm\)

- Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S₁S₂ bằng nửa bước sóng.

- Khoảng cách là: \(d = \frac{\lambda }{2} = \frac{{1,25}}{2} = 0,625cm\)

Trong thí nghiệm ở hình 8.1, khoảng cách giữa hai điểm S₁, S₂ là d = 11 cm. Cho cần rung, ta thấy hai điểm S₁, S₂ gần như đứng yên và giữa chúng còn 10 điểm đứng yên không dao động. Biết tần số của cần rung là 26 Hz, hãy tính tốc độ truyền của sóng.

Phương pháp giải

- Tóm tắt các giữ liệu thu được từ đề bài: d = 11cm, f = 26Hz

- Điểm đứng yên trong giao thoa là vị trí nút sóng: 10 điểm đứng yên ⇒ có 12 nút sóng

- 2 nút sóng cách nhau λ/2 ⇒ 12 nút sóng có 11 khoảng λ/2 

- Lấy dữ kiện: 11λ/2 = S₁S₂ để tìm λ

- Áp dụng công thức: v= λ.f  để tính tốc độ truyền sóng.

Hướng dẫn giải

- Khoảng cách giữa hai điểm đứng yên liên tiếp bằng λ/2

- S₁, S₂ là hai nút, khoảng giữa S₁S₂ có 10 nút ⇒ có 12 nút

- Trên đoạn S₁S₂ có 12 nút nên có 11 đoạn có độ dài λ/2

- Bước sóng trên dây là:  11λ/2 = S₁S₂ = 11cm ⇒ λ = 2cm

- Tốc độ truyền của sóng: v = λ.f = 2.26 = 52 cm/s