BÀI 5. SÓNG VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 5. SÓNG VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG
Mở đầu
Bài tập
Mở đầu: Vào lúc 9 giờ 22 phút, sáng ngày 14/03/2022, một trận động đất xảy ra tại tỉnh Điện Biên (Theo Báo Tuổi trẻ). Vì sao tại những nơi như một số huyện giáp ranh của tỉnh Sơn La cách tâm chấn khoảng 20 km, nhà cửa và các đồ đạc, vật dụng của gia đình lại bị rung lắc? Động đất đã lan truyền như thế nào?
Lời giải
- Tại những nơi như một số huyện giáp ranh của tỉnh Sơn La cách tâm chấn khoảng 20 km, nhà cửa và các đồ đạc, vật dụng của gia đình lại bị rung lắc vì nơi đó có sóng truyền qua (hay còn gọi là dư chấn sau cơn động đất), nguồn sóng ở tâm chấn. - Động đất lan truyền dưới dạng sóng cơ học, sóng mang năng lượng: Động đất xuất phát từ tâm chấn của động đất và lan truyền ra khắp các lớp trên bề mặt của Trái Đất.
Quá trình truyền sóng
Khái niệm sóng
Khái niệm sóng
Sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian. Khi sóng cơ truyền đi, phần tử môi trường không truyền theo phương truyền sóng mà chỉ dao động tại chỗ.
Ngoài sóng cơ, là sóng truyền trong môi trường do các phần tử của môi trường (rắn, lỏng, khí) thực hiện dao động thì còn có một loại sóng khác đó là sóng điện từ. Sóng điện từ có thể lan truyền qua cả chân không. Ánh sáng hoặc sóng vô tuyến điện là sóng điện từ.
Ảnh
Câu hỏi 1
Câu hỏi 1: Dự đoán trạng thái của mặt nước trong cốc nước khi ta gõ lên mặt bàn một cách liên tục và đủ mạnh tại một vị trí gần cốc nước. Giải thích hiện tượng và tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng.
Lời giải
Trạng thái của mặt nước sẽ có sự dao động. Nguyên nhân do khi gõ tay lên mặt bàn một cách liên tục, tạo ra chấn động trên mặt bàn, chấn động đó được lan truyền trong các môi trường (mặt bàn, cốc nước, nước) gây ra hiện tượng sóng. Học sinh tự tiến hành thí nghiệm kiểm chứng.
Ảnh
Câu hỏi 2
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 5.3 và dự đoán phương chuyển động của quả bóng khi có sóng trên mặt nước trong điều kiện lặng gió.
Lời giải
Khi có sóng truyền qua, quả bóng sẽ dao động lên xuống theo phương thẳng đứng.
Ảnh
Quá trình truyền năng lượng của sóng
Quá trình truyền năng lượng của sóng
Quá trình truyền sóng, dù là sóng cơ hay sóng điện từ, đều là quá trình truyền năng lượng. Khi sóng cơ truyền trong một môi trường, năng lượng của sóng là tổng hợp của động năng và thế năng của phần tử vật chất dao động.
Ảnh
Sóng dọc và sóng ngang
Sóng dọc và ví dụ
Sóng dọc có thể truyền được trong các chất rắn, lỏng, khí. Sóng âm trong không khí là một ví dụ về sóng dọc.
Sóng dọc
Ảnh
Sóng ngang và ví dụ
Sóng ngang
Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
Ảnh
Sóng ngang có thể truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng.
Câu hỏi 3
Câu hỏi 3: Quan sát Hình 5.5, hãy so sánh phương truyền sóng và phương dao động của từng điểm trên lò xo trong hai trường hợp.
Ảnh
Lời giải
- Trường hợp a: phương truyền sóng và phương dao động của các điểm trên lò xo có phương trùng nhau. - Trường hợp b: phương truyền sóng và phương dao động của các điểm trên lò xo có phương vuông góc với nhau.
Luyện tập 1
Luyện tập: Lấy một số ví dụ về sóng dọc và sóng ngang trong thực tế.
Lời giải
Ví dụ về sóng dọc: - Âm thanh do chiếc loa kéo phát ra. - Con lắc lò xo treo thẳng đứng, kéo vật nặng xuống dưới thả tay cho dao động, dao động của con lắc lò xo là sóng dọc. Ví dụ về sóng ngang: - Ném một hòn đá cuội xuống mặt nước, thấy trên mặt nước có sóng dao động, đó là sóng ngang. - Sóng điện từ: sóng vô tuyến, sóng vi ba, …
Một số tính chất của sóng
Hiện tượng phản xạ
Hiện tượng phản xạ
Khi sóng truyền từ một môi trường đến mặt phân cách với một môi trường khác, một phần của sóng tới được truyền ngược lại vào môi trường ban đầu. Đây là hiện tượng phản xạ sóng.
Ảnh
Hiện tượng khúc xạ
Hiện tượng khúc xạ
Hiện tượng sóng đổi phương truyền khi đi từ một môi trường này sang một môi trường khác được gọi là hiện tượng khúc xạ.
Ảnh
Câu hỏi 4
Câu hỏi 4: Quan sát Hình 5.9, nhận xét về hình dạng của chiếc thìa. Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng và giải thích.
Lời giải
- Hình ảnh chiếc thìa bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường. - Giải thích: Do tia sáng truyền từ môi trường không khí sang môi trường nước xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng giữa hai môi trường trong suốt đồng tính, ánh sáng phản xạ từ chiếc thìa truyền đến mắt của ta, ta sẽ quan sát được chiếc thìa bị gãy khúc.
Ảnh
Luyện tập 2
Ảnh
Luyện tập: Giải thích vì sao vào những đêm mùa lạnh, ta có thể nghe được âm thanh từ xa trong khi vào mùa nóng ta lại không thể nghe được dù ở cùng khoảng cách.
Đáp án luyện tập 2
Lời giải
Âm thanh truyền đi trong không khí với vận tốc 343 m/s nhờ sự dao động của các phân tử không khí. Hơn nữa, vận tốc âm thanh truyền trong nước (chất lỏng), chất rắn nhanh hơn truyền trong không khí. Vì vậy, khi đêm mùa lạnh hoặc trời mới mưa xong, hay những ngày có sương mù hoặc tuyết rơi, lúc này độ ẩm trong không khí cao hơn bình thường, tức là mật độ phân tử H2O trong không khí nhiều hơn, dày đặc hơn, nhiệt độ môi trường giảm xuống, không khí nóng bay lên cao còn không khí càng lạnh thì càng gần mặt đất, sẽ làm phản xạ âm thanh, hạn chế nó bị khuếch tán theo chiều dọc (lên trời) mà âm thanh sẽ đi theo phương ngang tốt hơn. Chính nhờ vậy mà âm thanh sẽ truyền nhanh hơn, tốt hơn bình thường giúp chúng ta nghe âm thanh to hơn, rõ hơn.
Hiện tượng nhiễu xạ
Hiện tượng nhiễu xạ
Phương truyền của sóng khi đi qua khe đã thay đổi và làm cho sóng lan rộng ở phía bên kia khe được gọi là hiện tượng nhiễu xạ.
Ảnh
Ảnh
Luyện tập 3
Luyện tập: Khi mở hé cánh cửa để ánh sáng đi qua khe hẹp (Hình 5.11), ta quan sát thấy ánh sáng loang ra một khoảng lớn hơn kích thước khe hẹp. Hãy giải thích hiện tượng này.
Lời giải
Đây là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Phương truyền của ánh sáng bị thay đổi, làm cho sóng ánh sáng lan rộng ở phía bên kia của khe.
Ảnh
Bài tập
Bài tập 1
Bài 1: Xét sóng nước truyền qua vị trí của phao câu cá đang nổi trên mặt nước khi lặng gió như Hình 5P1. Phao có trôi đi theo phương truyền của sóng nước không? Vì sao?
Lời giải:
Khi có sóng truyền qua phao câu cá, phao không truyền đi theo sóng mà chỉ dao động lên xuống quanh một vị trí. Vì, ta có thể coi phao câu cá như một phần tử môi trường, khi có sóng truyền qua thì phần tử môi trường chỉ dao động quanh một vị trí cân bằng chứ không truyền đi theo sóng, sóng chỉ truyền năng lượng và pha dao động
Ảnh
Bài tập 2
Bài 2: Hình 5P.2 mô tả hai loại sóng địa chấn truyền trong môi trường khi xảy ra động đất sóng P (sóng sơ cấp) và sóng S (sóng thứ cấp). Hãy phân biệt hai sóng địa chấn này thuộc sóng dọc hay sóng ngang. Giải thích
Lời giải
Sóng sơ cấp thuộc sóng dọc, sóng thứ cấp thuộc sóng ngang. Vì: dựa vào hình vẽ ta thấy đối với sóng sơ cấp thì các phần tử sóng dao động có phương trùng với phương truyền sóng, còn với sóng thứ cấp thì các phần tử sóng dao động vuông góc với phương truyền sóng.
Ảnh
Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò
Ghi nhớ kiến thức trọng tâm Hoàn thành các bài tập trong sách bài tập Chuẩn bị bài mới:"Bài 6. Các đặc trưng vật lí của sóng"
Cảm ơn
Ảnh