Mời các em học sinh tham khảo tài liệu Ôn tập Vật Lý 12 Chương 2 do Học247 tổng hợp và biên soạn dưới đây để chúng ta cùng hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã học trong chương Sóng cơ học. Tài liệu tóm lược đầy đủ và chi tiết các nội dung trọng tâm, bám sát với chuẩn kiến thức của Bộ GD và ĐT, gồm các phần sơ đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức, các bài tập minh họa hay và bổ ích nhằm giúp các em rèn luyện và nâng cao kĩ năng giải bài tập. Bên cạnh đó, Học247 còn cung cấp cho các em nội dung các bài giảng lý thuyết, hướng dẫn giải bài tập, đề thi trắc nghiệm online hoàn toàn miễn phí và một hệ thống tư liệu tham khảo, đề thi kiểm tra từ các trường THPT được sưu tầm và biên soạn rất giá trị và chất lượng, qua đó các em vừa có thể làm bài thi trực tiếp trên hệ thống, vừa có thể tải file về để ôn luyện mọi lúc mọi nơi, đánh giá được năng lực của bản thân mình. Hy vọng rằng đây sẽ là 1 tài liệu bổ ích trong quá trình học tập của các em. Show Đề cương Ôn tập Vật Lý 12 Chương 2A. Tóm tắt lý thuyết.jpg) 1. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ1.1. Sóng cơ - Định nghĩa- phân loại + Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường . + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo. 1.2. Các đặc trưng của một sóng hình sin + Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường sóng truyền qua. + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = 1/T + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường . + Bước sóng l: là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ. \(\lambda \)= vT = v/f. +Bước sóng \(\lambda \) cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là \(\frac{\lambda }{2}\). +Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha là \(\frac{\lambda }{4}\). +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha là: k\(\lambda \). +Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1)\(\frac{\lambda }{2}\). +Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng. .png) 1.3. Phương trình sóng: .png)
uM=AMcosw(t- Dt)
\(\Delta {\varphi _{MN}} = \omega \frac{{{x_N} - {x_M}}}{v} = 2\pi \frac{{{x_N} - {x_M}}}{\lambda }\) +Nếu 2 điểm M và N dao động cùng pha thì: \(\Delta {\varphi _{MN}} = 2k\pi < = > 2\pi \frac{{{x_N} - {x_M}}}{\lambda } = 2k\pi < = > {x_N} - {x_M} = k\lambda \). ( k \( \in \) Z ) +Nếu 2 điểm M và N dao động ngược pha thì: \(\Delta {\varphi _{MN}} = (2k + 1)\pi < = > 2\pi \frac{{{x_N} - {x_M}}}{\lambda } = (2k + 1)\pi < = > {x_N} - {x_M} = (2k + 1)\frac{\lambda }{2}\). ( k \( \in \) Z ) +Nếu 2 điểm M và N dao động vuông pha thì: \(\Delta {\varphi _{MN}} = (2k + 1)\frac{\pi }{2} < = > 2\pi \frac{{{x_N} - {x_M}}}{\lambda } = (2k + 1)\frac{\pi }{2} < = > {x_N} - {x_M} = (2k + 1)\frac{\lambda }{4}\). ( k \( \in \) Z ) -Nếu 2 điểm M và N nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng x thì: \(\Delta \varphi = \omega \frac{x}{v} = 2\pi \frac{x}{\lambda }\) - Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ: + dao động cùng pha khi: d = k\(\lambda \) + dao động ngược pha khi: d = (2k + \(\lambda \)) \(\frac{\lambda }{2}\) + dao động vuông pha khi: d = (2k + \(\lambda \)) \(\frac{\lambda }{4}\) với k = 0, ±1, ±2 ...
2. Giao thoa sóng2.1. Điều kiện để có giao thoa: Hai sóng là hai sóng kết hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng cùng pha). 2.2. Lý thuyết giao thoa: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng l: .png) +Phương trình sóng tại 2 nguồn : (Điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2) \({u_1} = {\rm{Acos}}(2\pi ft + {\varphi _1})\) và \({u_{2M}} = {\rm{Acos}}(2\pi ft - 2\pi \frac{{{d_2}}}{\lambda } + {\varphi _2})\) +Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới: \({u_{1M}} = {\rm{Acos}}(2\pi ft - 2\pi \frac{{{d_1}}}{\lambda } + {\varphi _1})\) và \({u_{2M}} = {\rm{Acos}}(2\pi ft - 2\pi \frac{{{d_2}}}{\lambda } + {\varphi _2})\) +Phương trình giao thoa sóng tại M: uM = u1M + u2M \({u_M} = 2Ac{\rm{os}}\left[ {\pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda } + \frac{{\Delta \varphi }}{2}} \right]c{\rm{os}}\left[ {2\pi ft - \pi \frac{{{d_1} + {d_2}}}{\lambda } + \frac{{{\varphi _1} + {\varphi _2}}}{2}} \right]\) +Biên độ dao động tại M: \({A_M} = 2A\left| {c{\rm{os}}\left( {\pi \frac{{{d_1} - {d_2}}}{\lambda } + \frac{{\Delta \varphi }}{2}} \right)} \right|\) với \(\Delta \varphi = {\varphi _2} - {\varphi _1}\) 2.3.Tìm số điểm dao động cực đại, số điểm dao động cực tiểu giữa hai nguồn: * Số cực đại: \( - \frac{l}{\lambda } + \frac{{\Delta \varphi }}{{2\pi }} < k < + \frac{l}{\lambda } + \frac{{\Delta \varphi }}{{2\pi }}{\rm{ (k}} \in {\rm{Z)}}\) * Số cực tiểu: \( - \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2} + \frac{{\Delta \varphi }}{{2\pi }} < k < + \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2} + \frac{{\Delta \varphi }}{{2\pi }}{\rm{ (k}} \in {\rm{Z)}}\) 2.4. Hai nguồn dao động cùng pha ( \(\Delta \varphi = {\varphi _1} - {\varphi _2} = 0\) hoặc 2kp) + Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M: \(\Delta \phi = \frac{{2\pi }}{\lambda }\left( {{d_2} - {d_1}} \right)\) + Biên độ sóng tổng hợp: AM =2.A.\(\left| {\cos \frac{\pi }{\lambda } \cdot \left( {{d_2} - {d_1}} \right)} \right|\) + Số đường dao động với Amax và Amin : Số đường dao động với Amax (luôn là số lẻ) là số giá trị của k thỏa mãn điều kiện (không tính hai nguồn): * Số Cực đại: \( - \frac{l}{\lambda } < k < \frac{l}{\lambda }\) và ( k \( \in \) Z ). Số đường dao động với Amin (luôn là số chẵn) là số giá trị của k thỏa mãn điều kiện (không tính hai nguồn): * Số Cực tiểu: \( - \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2} < k < \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2}\) và k \( \in \) Z .Hay \( - \frac{l}{\lambda } < k + 0,5 < + \frac{l}{\lambda }{\rm{ (k}} \in {\rm{Z)}}\) ⇒ Số cực đại giao thoa bằng số cực tiểu giao thoa + 1. 2.5. Hai nguồn dao động ngược pha: (\(\Delta \varphi = {\varphi _1} - {\varphi _2} = \pi \)) .png) * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1) (k \( \in \) Z) Số đường hoặc số điểm dao động cực đại (không tính hai nguồn): \( - \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2} < k < \frac{l}{\lambda } - \frac{1}{2}\) Hay \( - \frac{l}{\lambda } < k + 0,5 < + \frac{l}{\lambda }{\rm{ (k}} \in {\rm{Z)}}\) * Điểm dao động cực tiểu (không dao động):d1 – d2 = kl (k \( \in \) Z) Số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu (không tính hai nguồn): \( - \frac{l}{\lambda } < k < + \frac{l}{\lambda }{\rm{ (k}} \in {\rm{Z)}}\) 2.6.Tìm số điểm dao động cực đại, dao động cực tiểu giữa hai điểm M N: .png) Các công thức tổng quát :
\(\Delta {\varphi _M} = {\varphi _{2M}} - {\varphi _{1M}} = \frac{{2\pi }}{\lambda }({d_1} - {d_2}) + \Delta \varphi \) (1) với \(\Delta {\varphi _{}} = {\varphi _2} - {\varphi _1}\)
\(({d_1} - {d_2}) = (\Delta {\varphi _M} - \Delta \varphi )\frac{\lambda }{{2\pi }}\) (2) -Chú ý: + \(\Delta {\varphi _{}} = {\varphi _2} - {\varphi _1}\) là độ lệch pha của hai sóng thành phần của nguồn 2 so với nguồn 1 + \(\Delta {\varphi _M} = {\varphi _{2M}} - {\varphi _{1M}}\) là độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M của nguồn 2 so với nguồn 1 do sóng từ nguồn 2 và nguồn 1 truyền đến 3. Sóng dừng- Định Nghĩa: Sóng dừng là sóng có các nút(điểm luôn đứng yên) và các bụng (biên độ dao động cực đại) cố định trong không gian - Nguyên nhân: Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương. 3.1. Một số chú ý * Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng * Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha. * Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha. * Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng lượng không truyền đi * Bề rông 1 bụng là 4A, A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ. * Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ. 3.2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: .png) * Hai đầu là nút sóng: \(l = k\frac{\lambda }{2}{\rm{ }}(k \in {N^*})\) Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + 1 Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: \(l = (2k + 1)\frac{\lambda }{4}{\rm{ }}(k \in N)\) Số bó (bụng) sóng= k; Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1 3.3. Đặc điểm của sóng dừng: .png) -Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là \(\frac{\lambda }{2}\). -Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là \(\frac{\lambda }{4}\). -Khoảng cách giữa hai nút (bụng, múi) sóng bất kỳ là : k.\(\frac{\lambda }{2}\). 3.4. Phương trình sóng dừng trên sợi dây (đầu P cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng) * Đầu Q cố định (nút sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: \({u_B} = Ac{\rm{os2}}\pi ft\) và \(u{'_B} = - Ac{\rm{os2}}\pi ft = Ac{\rm{os(2}}\pi ft - \pi )\) Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là: \({u_M} = Ac{\rm{os(2}}\pi ft + 2\pi \frac{d}{\lambda })\) và \(u{'_M} = Ac{\rm{os(2}}\pi ft - 2\pi \frac{d}{\lambda } - \pi )\) Phương trình sóng dừng tại M: \({u_M} = {u_M} + u{'_M}\) \({u_M} = 2Ac{\rm{os}}(2\pi \frac{d}{\lambda } + \frac{\pi }{2})c{\rm{os}}(2\pi ft - \frac{\pi }{2}) = 2A{\rm{sin}}(2\pi \frac{d}{\lambda })c{\rm{os}}(2\pi ft + \frac{\pi }{2})\) Biên độ dao động của phần tử tại M: \({A_M} = 2A\left| {c{\rm{os}}(2\pi \frac{d}{\lambda } + \frac{\pi }{2})} \right| = 2A\left| {{\rm{sin}}(2\pi \frac{d}{\lambda })} \right|\) * Đầu Q tự do (bụng sóng): Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: \({u_B} = u{'_B} = Ac{\rm{os2}}\pi ft\) Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là: \({u_M} = Ac{\rm{os(2}}\pi ft + 2\pi \frac{d}{\lambda })\) và \(u{'_M} = Ac{\rm{os(2}}\pi ft - 2\pi \frac{d}{\lambda })\) Phương trình sóng dừng tại M: \({u_M} = {u_M} + u{'_M}\); \({u_M} = 2Ac{\rm{os}}(2\pi \frac{d}{\lambda })c{\rm{os}}(2\pi ft)\) Biên độ dao động của phần tử tại M: \({A_M} = 2A\left| {{\rm{cos}}(2\pi \frac{d}{\lambda })} \right|\) Lưu ý: * Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: \({A_M} = 2A\left| {{\rm{sin}}(2\pi \frac{x}{\lambda })} \right|\) * Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: \({A_M} = 2A\left| {{\rm{cos}}(2\pi \frac{x}{\lambda })} \right|\) 4. Sóng âm4.1. Sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn.Tần số của sóng âm là tần số âm. +Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người. +Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được +Siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được. 4.2. Các đặc tính vật lý của âm
Cường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R: \({\rm{I = }}\frac{{\rm{P}}}{{4\pi {R^2}}}\) Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn.S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR2) + Mức cường độ âm: \(L(B) = lg\frac{I}{{{I_0}}}\) Hoặc \(L(dB) = 10.lg\frac{I}{{{I_0}}}\) \=> \({L_2} - {L_1} = lg\frac{{{I_2}}}{{{I_0}}} - lg\frac{{{I_1}}}{{{I_0}}} = lg\frac{{{I_2}}}{{{I_1}}} < = > \frac{{{I_2}}}{{{I_1}}} = {10^{{L_2} - {L_1}}}\) Với I0 = 10-12 W/m2 gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB.
-Đồ thị dao động âm : của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau. 4.3. Các nguồn âm thường gặp: +Dây đàn: Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định ⇒ hai đầu là nút sóng) +Ống sáo: Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín (nút sóng), một đầu để hở (bụng sóng) B. Bài tập minh họaBài 1:Trên A,B có 2 nguồn sóng kết hợp cùng pha,bước sóng \(\lambda\) . AB=11 \(\lambda\). Hỏi trên AB có mấy điểm dao động cực đại và ngược pha với 2 nguồn, có mấy điểm cực đại và cùng pha với 2 nguồn ? Hướng dẫn giải:Với hai nguồn cùng pha + Số cực đại cùng pha với 2 nguồn : \(\frac{{ - L}}{{2\lambda }} \le k \le \frac{L}{{2\lambda }} \Leftrightarrow - 5,5 \le k \le 5,5 \Rightarrow \) có 10 cực đại + Số cực đại ngược pha với 2 nguồn : \(\frac{{ - L}}{{2\lambda }} - \frac{1}{2} \le k \le \frac{L}{{2\lambda }} - \frac{1}{2} \Leftrightarrow - 5 \le k \le 5 \Rightarrow \) có 11 cực đại Bài 2:Tại một điểm nghe được đồng thời hai âm: am truyền tới có mức cường độ âm là 65dB, âm phản xạ có mức cường độ âm là 60dB. Mức cường độ âm toàn phần tại điểm đó là bao nhiêu? Hướng dẫn giải:Gọi I1 và I2 là cường độ âm tới và âm phản xạ tại điểm đó. Khi đó cường độ âm toàn phần là I = I1 + I2 lg \(\frac{{{I_1}}}{{{I_0}}}\) = 6,5 => I1 = 106,5I0 lg \(\frac{{{I_2}}}{{{I_0}}}\) = 6 => I2 = 106I0 \=> L = 10lg \(\frac{{{I_1} + {I_2}}}{{{I_0}}}\) = 10lg(106,5 + 106) = 66,19 dB. Trắc nghiệm Vật Lý 12 Chương 2
Đề kiểm tra Vật Lý 12 Chương 2Đề kiểm tra trắc nghiệm online Chương 2 Vật lý 12 (Thi Online)Phần này các em được làm trắc nghiệm online trong vòng 45 phút để kiểm tra năng lực và sau đó đối chiếu kết quả và xem đáp án chi tiết từng câu hỏi.
Đề kiểm tra Chương 2 Vật lý 12 (Tải File)Phần này các em có thể xem online hoặc tải file đề thi về tham khảo gồm đầy đủ câu hỏi và đáp án làm bài.
Lý thuyết từng bài chương 2 và hướng dẫn giải bài tập SGKLý thuyết các bài học Vật lý 12 Chương 2
Hướng dẫn giải Vật lý 12 Chương 2
Trên đây là tài liệu Ôn tập Vật lý 12 Chương 2 Sóng cơ học. Hy vọng rằng tài liệu này sẽ giúp các em ôn tập tốt và hệ thống lại kiến thức Chương 2 hiệu quả hơn. Để thi online và tải file đề thi về máy các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net và ấn chọn chức năng "Thi Online" hoặc "Tải về". Ngoài ra, các em còn có thể chia sẻ lên Facebook để giới thiệu bạn bè cùng vào học, tích lũy thêm điểm HP và có cơ hội nhận thêm nhiều phần quà có giá trị từ HỌC247 ! |
