I Khái niệm cơ bản :
1) Sóng cơ là gì :
sự lan truyền dao động trong môi trường vật chất đàn hồi .
2) Bản chất :
- quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng , pha dao động.
- phần tử tham gia truyền sóng ko bị truyền đi . Nó chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng.
3) Chu kỳ của sóng:
Là chu ky dao động của các phần tử của nguồn.
Các phần tử trên phương truyền sóng đều dao động với cùng 1 tần số và cũng là tần số của nguồn.
4) Bước sóng : λ
- là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm dao động cùng pha trên 1 phương truyền sóng.
- là quãng đường sóng truyền sóng trong 1 chu kỳ
5) Các loại sóng :
a) Sóng ngang :
là sóng cơ phương dao động của các phần tử ⊥ với phương truyền sóng
VD : sóng trên mặ nước , sóng trên sợi dây
- Sóng ngang chỉ truyền trên chất rắn và bề mặ chất lỏng.
b) Sóng dọc :
có phương dao động trùng với phương truyền sóng .
VD: sóng âm ở trong không khí…
- Sóng dọc truyền được trong 3 môi trường
+ rắn
+ lỏng
+ khí
II Độ lệch pha:
Độ lệch pha của M so với O
△φ = φ (m )- φ (o )
* M gọi là cùng pha so với nguồn nếu:
△φ = k2π
<-> d = k λ
Những điểm M cách nguồn nguyên lần λ
th ì dao động cùng pha so với nguồn.
+ Mở rộng : Những điểm trên cùng 1 phương truyền sóng cách nhau 1 khoảng nguyên lần λ cùng pha với nhau chưa chắc đã cùng pha với nguồn.
* M gọi là dao động ngược pha với nguồn nếu:
Δφ = - ( k2π + π )
<-> d = ( 2 k +1 )λ/2
Những điểm cách nguồn 1 khoảng lẻ lần λ thì dao động ngược pha với nguồn
+ Mở rộng : Những điểm trên cùng 1 phương truyền sóng cách nhau lẻ lần λ với nhau , thì chưa chắc đã ngược pha với nguồn
* M gọi là ⊥ pha với nguồn nếu :
△φ = - ( k2π+π/2)
<-> d = ( 2k + 1 ) λ/4
Những điểm M cách nguồn 1/4 * λ thì dao động vuông pha với nguồn
a) phương trình (1) gọi là pt dao động của M. Nó mô tả sự phụ thuộc ly độ M vào biến t ( biến thời gian )
b) sự phụ thuộc này tuân theo quy luật hàm cos là hàm tuần hoàn
-> vì vậy ta nói sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian
c) Nếu ta biểu diễn sự phụ thuộc này thông qua đồ thị thì ta được 1 đường sin
gọi à sin ( thời gian )
--> đường sin thời gian có chu kỳ T
1) TH1
d là hằng số
Ta có thể tính v của phần tử tại M như trên
--> đâu không phải là vận tốc truyền sóng , mà là vận tốc truyền pha2) TH2
d = biến , t = const
- khi đó , phương trình ( 1) mô tả sự phụ thuộc ly độ của từng thời điểm M vào biến d ( không gian ) tại thời điểm đó
- Sự phụ thuộc này tuân theo quy luật hàm cos là 1 hàm tuần hoàn( vì vậy ta nói sóng cơ tuần hoàn theo không gian )
+ Nếu ta biểu diễn sự phụ thuộc này bởi đồ thị thì ta thu được đường hình sin
( gọi là sin không gian )
đường sin không gian có chu kỳ λ
III Năng lượng sóng
Quá trình truyền sóng lá quá trình truyền năng lượng , truyền pha dao động
Năng lượng sóng tại mỗi phần tử là năng lượng dao động tại phần tử tại đó.
1) Nếu là sóng mặt chỉ truyền trên mặt nước
NL sóng càng ngày càng truyền cho các phần tử nằm trên đường tròn có chu vi ngày càng rộng , cho nên mỗi phần tử xa nguồn sóng nhận năng lượng càng bé
Sóng yếu dần , bé dần
NL sóng tỷ lệ với quãng đường truyền sóng
(đối với sóng mặt )
--> Sóng cầu thì bình phương
2. Sóng cầu :
Là sóng truyền về mọi hướng
VD : sóng âm
NL sóng càng ngày càng truyền trên các mặt cầu có diện tích ngày càng rộng
Các phần tử càng ngày càng xa nguồn sóng nhận được năng lượng bé , lăn tăn dần
Nếu là sóng cầu thì biên độ sóng tỷ lệ với quãng đường truyền sóng
--> Sóng mặt thì là √