CHỦ ĐỀ 2. SÓNG. BÀI 2. SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG
Ảnh
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
CHỦ ĐỀ 2. SÓNG. BÀI 2. SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG
Học xong bài này, bạn có thể: - Quan sát hình ảnh (hoặc tài liệu đa phương tiện) về chuyển động của phần tử môi trường, thảo luận để so sánh được sóng dọc và sóng ngang. - Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được tần số của sóng âm bằng dao động kí hoặc dụng cụ thực hành. - Nêu được trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với cùng tốc độ. - Liệt kê được bậc độ lớn bước sóng của các bức xạ chủ yếu trong thang sóng điện từ.
Khởi động
Khởi động
- Khởi động: Với một lò xo mềm, ta có thể làm cho đầu tự do của lò xo dao động theo chiều dài của nó (Hình 2.1) hoặc làm cho đầu tự do của lò xo dao động vuông góc với trục lò xo (Hình 2.2)
Ảnh
Trong mỗi trường hợp này, dao động được lan truyền trên lò xo như thế nào?
I. SÓNG DỌC
1. Mô tả sóng dọc
- Khi làm cho một đầu của lò xo dao động dọc theo chiều dài của nó thì các phần của lò xo sẽ lần lượt bị nén và giãn. Dao động này theo phương của trục lò xo và được truyền dọc theo lò xo tạo thành sóng. - Sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng được gọi là sóng dọc (Hình 2.3).
Ảnh
+ Định nghĩa
- Phần tử dao động có thể là phần tử của môi trường hoặc là điểm sóng theo mô hình. Chất rắn, chất lỏng, chất khí đều có thể có sự lan truyền dao động của các phần tử môi trường theo kiểu sóng dọc. - Ở bài trước, ta đã tìm hiểu sử truyền sóng qua mô hình vị trí các phần tử ở những thời điểm liên tiếp được biểu diễn cho sóng ngang trên dây (Hình 1.4). Ta cũng sử dụng mô hình các phần tử để biểu diễn cho sóng dọc trên lò xo như Hình 2.4.
+ Hình 2.4
Ảnh
+ Câu hỏi 1
Câu hỏi 1: Hãy chỉ ra hướng chuyển động của phần tử số 6 ở thời điểm T/4 , phần tử số 12 ở thời điểm 5T/4
+ Luyện tập 1
Luyện tập 1: So sánh trạng thái chuyển động của phần tử số 12 ở thời điểm 5T/4 trong Hình 1.4 và Hình 2.4.
2. Sóng âm
- Âm thanh truyền trong không khí là một ví dụ về sóng dọc. Ở trung học cơ sở, ta đã biết các nguồn âm đều dao động. Vật dao động làm cho môi trường bên cạnh vật đó liên tục bị nén, dãn. Lực đàn hồi của môi trường khiến cho dao động đó được truyền đi, tạo thành sóng âm. Sóng âm có cùng tần số với nguồn âm. Sóng âm mà con người có thể nghe được có tần số trong khoảng từ 20Hz đến 20000Hz. - Sóng âm có thể truyền trong các chất rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong chân không. Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc. Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng dọc và sóng ngang.
+ Câu hỏi 2
Câu hỏi 2: Vì sao sóng âm không truyền được trong chân không?
3. Đo tân số sóng âm.
Dụng cụ - Đồng hồ đo điện đa năng có chức năng đo tần số (1). - Micro (2). - Bộ khuếch đại tín hiệu (3). - Âm thoa và hộp cộng hưởng (4). - Búa cao su (5). Thiết kế phương án thí nghiệm - Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho. Thiết kế phương án thí nghiệm đo tần số của âm do âm thoa phát ra bằng các dụng cụ này.
+ Tiến hành
Tiến hành - Lắp đặt các dụng cụ như Hình 2.6 - Đặt micro sát hộp cộng hưởng của âm thoa. - Nối micro vào bộ khuếch đại và nối bộ khuếch đại vào đồng hồ (1). - Dùng búa cao su gõ vào âm thoa. - Đọc giá trị tần số ở đồng hồ (1) và ghi số đọc được vào vở theo mẫu ở Bảng 2.1 - Lặp lại bước gõ vào âm thoa và ghi lại số liệu hai lần nữa.
Ảnh
+ Câu hỏi 3
Câu hỏi 3: So sánh kết quả đo với tần số ghi ở âm thoa.
+ Vận dụng
Vận dụng: Khi tiến hành đo tần số của âm do âm thoa phát ra, để tránh tạp âm ảnh hưởng đến kết quả đo thì cần phải làm gì?
II. SÓNG NGANG
1. Mô tả sóng ngang
- Nếu làm cho một đầu của lò xo dao động theo phương vuông góc với trục lò xo, các phần của lò xo cũng sẽ dao động tương tự và tạo ra một sóng làn truyền trên lò xo. - Sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang (hình 2.7)
Ảnh
+ Định nghĩa
- Sự lan truyền dao động của các phần tử môi trường theo kiểu sóng ngang khá phổ biến trong chất rắn. Có thể dễ dàng quan sát được sóng ngang trên sợi dây đàn hồi, tấm kim loại mỏng,… Sóng nước cũng là một sóng ngang thường gặp. - Ngoài ra, ánh sáng, sóng vô tuyến,… là các sóng ngang lan truyền không phải do dao động của các phần tử môi trường. Vì thế, ta sử dụng mô hình điểm sóng để mô tả về các sóng này.
+ Câu hỏi 4
Câu hỏi 4: Phân biệt sóng dọc và sóng ngang.
2. Sóng điện từ
- Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian. Trong quá trình truyền sóng, cường độ điện trường và cường độ từ trường biến thiên theo các phương vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền của sóng (Hình 2.8). Do đó, sóng điện từ là sóng ngang.
Ảnh
+ Định nghĩa 1
- Sóng điện từ có thể lan truyền qua cả chân không. Đây là điểm khác biệt giữa sóng điện từ với sóng âm và các loại sóng cơ khác. Trong chân không, các sóng điện từ truyền với tốc độ ánh sáng, tức là sấp xỉ 300 000 km/s. - Nguồn phát sóng điện từ rất đa dạng. Sóng điện từ còn gọi là bức xạ điện từ, được phát ra từ những vật đang tạo ra điện trường hoặc từ trường biến đổi như tia lửa điện, mạch điện biến thiên hoặc các ngôi sao. Trong nhiều thế kỉ, các loại bức xạ lần lượt được tìm ra riêng rẽ trước khi các nhà khoa học thấy được mối liên hệ giữa chúng: + Sóng vô tuyến – phát hiện bởi Heinrich Hertz khi ông đang nghiên cứu về tia lửa điện. + Tia hồng ngoại và tia tử ngoại – Các tia này nằm ở hai đầu giới hạn của phổ ánh sáng nhìn thấy.
+ Định nghĩa 2
+ Tia X – phát hiện bởi Wilhem Rontgen và được sinh ra khi một chum electron đập vào một bia kim loại chẳng hạn như tungsten. + Tia gamma – phát hiện bởi Paul Villard khi ông đang khảo sát các chất phóng xạ. - Mắt người quan sát được các bức xạ có tần số từ khoảng 4.10^14 đến 8.10^14 Hz nên các bức xạ thuộc miền này được gọi là ánh sáng nhìn thấy - Các bức xạ điện từ có tần số trong khoảng giá trị rất rộng. Khoảng giá trị này được gọi là thang sóng điện từ và được chia thành các miền theo bậc độ lớn của tần số (Bảng 2.2) hoặc bước sóng. Có thể thấy ranh giới giữa các miền không quá rõ rang, thậm chí miền tia X và miền tia tử ngoại còn bị chồng lên nhau. Để phân biệt loại bức xạ ở miền trùng nhau này, người ta cần xét đến nguồn phát ra bức xạ đó.
+ Câu hỏi 5
Câu hỏi 5: Xác định giới hạn bước sóng của miền ánh sáng nhìn thấy trong thang sóng điện từ.
+ Luyện tập 2
Luyện tập 2: Hãy biểu diễn các miền bức xạ trong Bảng 2.2 theo bậc độ lớn bước sóng của chúng trên cùng một thang đo.
Ảnh
Dặn dò
Dặn dò
DẶN DÒ
+ Đọc lại các kiến thức vừa học. + Làm thêm bài tập trong sách bài tập. + Chuẩn bị truớc bài số 3
Cảm ơn
CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ CHĂM CHÚ NGHE BÀI GIẢNG