KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Khi vỗ tay đều trước miệng các ống của đàn K'lông pút có độ dài khác nhau như hình bên, thì thấy âm phát ra ở các miệng ống trầm bổng khác nhau. Sóng âm lan truyền trong mỗi ống không phải là sống chạy. Vậy đó là loại sóng gì và có những đặc điểm nào?

Giải chi tiết:

Khi ta vỗ tay vào miệng ống, cột không khí dao động tạo ra sóng dừng, độ dài của mỗi ống khác nhau nên các nốt nhạc phát ra cũng thay đổi.

Sóng dừng là một sóng tổng hợp bởi hai sóng cùng biên độ, cùng tần số lan truyền theo hai hướng ngược nhau trên một dây giao thoa với nhau tạo nên một sóng tổng hợp.

I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC

Câu 1: Từ kết quả thí nghiệm rút ra điều kiện để có sóng dừng.

Giải chi tiết:

Để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định thì hai sóng giao nhau phải là hai sóng có cùng tần số (một sóng tới và một sóng phản xạ) và chiều dài L của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng.

với n = 1, 2, 3,...

II. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH SÓNG DỪNG

Câu 1: Hãy xác định số nút và số bụng của sóng dừng trên sợi dây Hình 13.3.

Giải chi tiết:

Sóng dừng trên sợi dây ở Hình 13.3 có 4 nút sóng và có 3 bụng sóng.

III. SÓNG DỪNG TRONG CÁC NHẠC CỤ

Câu 1: Hãy giải thích sự tạo thành sóng dừng trên dây PQ ở thí nghiệm Hình 13.1.

Giải chi tiết:

Sóng từ nguồn là bộ rung truyền tới đầu P của sợi dây đàn hồi PQ có hai đầu cố định tại P và Q. Thông qua sợi dây đàn hồi, sóng truyền từ P tới Q là vật cản cố định và bị phản xạ trở lại. Sóng phản xạ trở lại từ Q ngược pha với sóng tới từ P và có cùng tần số, nên hai sóng này là hai sóng kết hợp. Do vật tại một điểm bất kì trên sợi dây PQ luôn nhận được hai sóng kết hợp (một sóng từ P và một sóng phản xạ từ Q), chúng giao thoa với nhau và tạo nên hiện tượng sóng dừng trên dây.

Câu 2: Một dây đàn hồi dài 0,6 m hai đầu cố định dao động với một bụng sóng.

a) Tính bước sóng λ của sóng trên dây.

b) Nếu dây dao động với 3 bụng sóng thì bước sóng là bao nhiêu?

Giải chi tiết:

a) Vì sợi dây đàn hồi hai đầu cố định có một bụng duy nhất (ở giữa dây) nên: m.

b) Nếu sợi dây dao động với 3 bụng thì: m.

Câu 3: Trên sợi dây đàn hồi, có chiều dài L = 1,2 m người ta tạo ra sóng dừng có hình dạng được mô tả ở Hình 13.6. Biết tần số rung của sợi dây là f = 13,3 Hz. Xác định tốc độ truyền sóng trên dây.

Giải chi tiết:

. m => m/s.

Câu 4: Tìm điều kiện để có sóng dừng trong cột không khí có sóng dừng như trong Hình 13.7.

Giải chi tiết:

Điều kiện để có sóng dừng trong cột không khí một đầu cố định, một đầu tự do: với n = 1, 2, 3,...