Giao Thoa Sóng Là Gì? Lý Thuyết Và Công Thức Giao Thoa Sóng

Giao thoa sóng là một kiến ​​thức quan trọng trong chương trình Vật lý 12 thường xuất hiện trong các đề thi đại học. Vì vậy, các em phải nắm rõ lý thuyết và công thức để giải tốt các bài tập liên quan. Vì thế giao thoa sóng gì? Có những công thức tính toán nào? Qua bài viết này, Team Tiểu Học Đông Hòa B sẽ giúp bạn nắm vững những kiến ​​thức liên quan đến chủ đề này.

>>> Xem thêm: Lý thuyết 12: Đặc điểm Vật lý của Âm

Giao thoa sóng là gì?

Định nghĩa

Giao thoa sóng là tổng của hai sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những nơi biên độ sóng bị giảm hoặc tăng cường.

Tình trạng

Điều kiện để có sự giao thoa là phải có sự kết hợp từ hai nguồn sóng có cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

>>> Xem thêm: Lý thuyết 12: Sóng Cơ là gì? Truyền sóng cơ học

Công thức giao thoa sóng

Ta coi sự giao thoa của hai sóng do hai nguồn kết hợp S phát ra là_{Đầu tiên} và sẽ₂ cách nhau một khoảng l bất kỳ.

• Phương trình sóng 2 nguồn S_{Đầu tiên} và sẽ₂:

u_1=Acos(2\pi ft+\varphi_1)\\
u_2=Acos(2\pi ft+\varphi_2)

• Phương trình sóng tại M cách 2 nguồn S là_{Đầu tiên} và sẽ₂ khoảng cách d_{Đầu tiên} và d₂:

\begin{aligned}
&u_{1M}=Acos\left(2\pi ft+\varphi_1-2\pi \frac{d_1}{\lambda}\right)\\
&u_{2M}=Acos\left(2\pi ft+\varphi_2-2\pi \frac{d_2}{\lambda}\right)\\
&u_M=u_{1M}+u_{2M}=2Acos\left[\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda}-\frac{\Delta\varphi}{2} \right]cos\left[2\pi ft-\pi \frac{d_1+d_2}{\lambda}+\frac{\varphi_1+\varphi_2}{2}\right]
\end{aligned}

• Phạm vi ở Mỹ

A_M=2A\left|cos\left(\pi\frac{d_1-d_2}{\lambda}+\frac{\Delta\varphi}{2}\right)\right| \text{ với }\Delta \varphi=\varphi_2-\varphi_1

• Điểm dao động với biên độ cực đại

d_e-d_1=k\lambda+\frac{\Delta\varphi}{2\pi}\lambda \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

• Những điểm dao động với biên độ cực tiểu:

d_2-d_1=\left(k+\frac12\right)\lambda+\frac{\Delta\varphi}{2\pi}\lambda \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

• Ghi chú:

\begin{aligned}
&\small\circ\text{Khoảng cách giữa 2 cực đại hoặc 2 cực tiểu liên tiếp là: } \frac{λ}{2}\\
&\small\circ\text{Khoảng cách gần nhất giữa 1 cực đại và 1 cực tiểu là: }\frac{λ}{4}
\end{aligned}

Hai nguồn dao động cùng pha

Khi hai nguồn sóng dao động cùng pha thì =₂ –_{Đầu tiên} = 0 hoặc ∆φ = 2kπ.

• Phương trình giao thoa sóng tại M:

u_M=u_{1M}+u_{2M}=2Acos\left(\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda} \right)cos\left(2\pi ft-\pi \frac{d_1+d_2}{\lambda}+\varphi\right)

• Biên độ sóng tổng hợp:

\begin{aligned}
\small\circ\  &\small A_{M\ max} = 2A \text{ khi: Hai sóng thành phần tại M dao động cùng pha với }∆φ = 2kπ\ (k∈Z)\\
&\small \Rightarrow∆d = d_2 – d_1 = kλ\\
\small\circ\  &\small A_{M\ min} = 0 \text{ khi: Hai sóng thành phần tại M dao động ngược pha với }∆φ= (2k + 1)π\ (k ∈ Z).\\
&\small \Rightarrow ∆d = d_2 – d_1 = \left(k + \frac12\right)λ\\
\end{aligned}

• Số điểm dao động cực đại trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂:

d_1 – d_2 = kλ\ (k ∈ Z)

Điểm tối đa là:

-\frac{S_1S_2}{λ} ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

• Số điểm dao động cực tiểu trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂:

d_1 – d_2 = (2k + 1)\frac{λ}{2}\ (k ∈ Z)

Điểm tối thiểu:

-\frac{S_1S_2}{λ} - \frac12 ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} - \frac12 \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

Như vậy, khi hai nguồn dao động cùng pha, cùng biên độ A thì trung điểm I của đoạn S_{Đầu tiên}S₂ có biên độ cực đại (A _{tối đa} = 2A) và tập hợp các điểm cực tiểu và cực đại là các đường cong Hyperbolic với S_{Đầu tiên}SẼ₂ là tiêu điểm.

Thuyết nội năng và sự biến thiên của nội năng | 10. Sách giáo khoa Vật lý

Hai nguồn dao động ngược pha

• Phương trình giao thoa sóng tại M:

u_M=u_{1M}+u_{2M}=2Acos\left(\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda} -\pi\right)cos\left(2\pi ft-\pi \frac{d_1+d_2}{\lambda}+\frac{\varphi_1+\varphi_2}{2}\right)

• Biên độ sóng tổng hợp:

A_M=2A\left|cos\left(\pi\frac{d_2-d_1}{\lambda}-\pi\right)\right|

• Điểm xoay tối đa:

d_2 – d_1 = \left(k + \frac12\right)λ\ (k∈Z)

Số điểm hoặc số đường dao động cực đại trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂ (không bao gồm hai nguồn):

-\frac{S_1S_2}{λ} - \frac12 ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} - \frac12 \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

• Điểm dao động cực tiểu (không dao động):

d_2 – d_1 = kl\ (k∈Z)

Số điểm hoặc đường dao động nhỏ nhất trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂ (không bao gồm hai nguồn):

-\frac{S_1S_2}{λ} ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

Như vậy, khi hai nguồn dao động cùng biên độ A và ngược pha thì trung điểm của S_{Đầu tiên}S₂ với biên độ (nhỏ nhất): A_min = 0.

Hai nguồn dao động vuông pha

• Phương trình giao thoa sóng tại M:

u_M=u_{1M}+u_{2M}=2Acos\left(\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda} -\frac{\pi}{4}\right)cos\left(2\pi ft-\pi \frac{d_1+d_2}{\lambda}+\frac{\varphi_1+\varphi_2}{2}\right)

• Biên độ sóng tổng hợp:

A_M=2A\left|cos\left(\pi\frac{d_2-d_1}{\lambda}-\frac{\pi}{4}\right)\right|

• Điểm xoay tối đa:

d_2 – d_1 = \left(k + \frac14\right)λ\ (k∈Z)

• Số điểm hoặc đường dao động cực đại trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂:

-\frac{S_1S_2}{λ} - \frac14 ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} - \frac14\text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

• Điểm dao động cực tiểu (không dao động):

d_2 – d_1 = \left(k + \frac34\right)λ\ (k∈Z)

• Số điểm hoặc đường dao động nhỏ nhất trên đoạn S_{Đầu tiên}S₂:

-\frac{S_1S_2}{λ} - \frac34 ≤ k ≤ \frac{S_1S_2}{λ} - \frac34 \text{ với }k=0; \pm1; \pm2; \pm3;...

Như vậy, khi cả hai nguồn dao động cùng biên độ A và vuông pha thì trung điểm của S_{Đầu tiên}S₂ có biên độ là: A_{Hoa Kỳ} = A√2.

Học trực tuyến livestream Toán – Lý – Hóa – Văn – Anh – Sinh để bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Tiểu Học Đông Hòa B

Giáo dục Tiểu Học Đông Hòa B là Nền tảng học Toán – Lý – Hóa – Văn – Anh – Sinh trực tuyến uy tín và chất lượng nhất tại Việt Nam Dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình học bám sát khung chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Tiểu Học Đông Hòa B sẽ giúp các em lấy lại hành trang, bứt phá về điểm số và nâng cao thành tích của mình. nghiên cứu.

Spectrum là gì? Các Loại Quang Thông Phổ Biến Hiện Nay

Tại Tiểu Học Đông Hòa B, trẻ em sẽ được giảng dạy bởi các giáo viên từ TOP 1% giáo viên giỏi toàn quốc. Các giáo viên đều có trình độ Thạc sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong sự nghiệp giáo dục. Với phương pháp giảng dạy sáng tạo, dễ tiếp cận giáo viên sẽ giúp học viên tiếp thu kiến ​​thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Giáo dục Tiểu Học Đông Hòa B cũng có sẵn Đội ngũ cố vấn học tập chuyên nghiệp luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học và cá nhân hóa lộ trình học tập của các em.

Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu và nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Tiểu Học Đông Hòa B luôn được đảm bảo Đường truyền ổn định, hạn chế giật / lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.

Nhờ nền tảng học tập livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, học viên có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.

Khi trở thành học viên của Tiểu Học Đông Hòa B, bạn cũng sẽ nhận được Cẩm nang Toán – Lý – Hóa “siêu hay” Tổng hợp tất cả các công thức và nội dung khóa học được biên soạn cẩn thận, chi tiết và kỹ lưỡng giúp học sinh học tập và ghi nhớ kiến ​​thức dễ dàng hơn.

Dao động giảm chấn là gì? Khái niệm về Dao động tĩnh, Dao động cưỡng bức

Tiểu Học Đông Hòa B cam kết tăng 8+ hoặc ít nhất 3 điểm cho học sinh. Nếu bạn không đạt số điểm như cam kết, Tiểu Học Đông Hòa B sẽ hoàn trả 100% học phí cho bạn. Hãy nhanh tay đăng ký livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – 12 năm học 2022 – 2023 tại Tiểu Học Đông Hòa B ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39%, giảm từ 699K chỉ còn 399K.

Trên đây là toàn bộ lý thuyết trọng tâm và công thức của giao thoa sóng trong chương trình Vật lý 12. Hi vọng kiến ​​thức tổng hợp này sẽ giúp ích nhiều cho các bạn trong quá trình ôn tập và làm bài. Chúc các em học tập đạt kết quả cao trong học tập và đạt kết quả tốt trong các bài kiểm tra, bài thi sắp tới!

Nhớ để nguồn: Giao Thoa Sóng Là Gì? Lý Thuyết Và Công Thức Giao Thoa Sóng