Nội Dung Chính
(Trang 48)
|
Máy phát âm tần Loa L: âm thanh lớn B: âm thanh nhỏ Micro | Cho hai loa giống nhau cùng phát âm thanh như hình bên, dịch chuyển một micro có nối với dao động kí phía trước hai loa để ghi đồ thị sóng âm thì thấy có những điểm tại đó biên độ sóng âm thu được rất lớn (L) và những điểm biên độ rất bé (B) nằm xen kẽ. Hiện tượng thú vị này giải thích như thế nào? |
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC
1. Thí nghiệm
| Chuẩn bị: – Đèn chiếu. – Cần rung có gắn một quả cầu. – Cần rung có gắn hai quả cầu. – Khay nước có đáy trong suốt. – Gương phẳng đặt hợp với đáy khay nước một góc 45° để thu hình ảnh giao thoa chiếu trên màn thẳng đứng. Tiến hành: Bước 1: Cho cần rung có gắn một quả cầu dao động, quan sát hình ảnh sóng trên màn thẳng đứng. Bước 2: Cho cần rung có gắn hai quả cầu dao động, quan sát hình ảnh sóng trên màn thẳng đứng (Hình 12.1) và rút ra nhận xét. Bước 3: Dùng bút nối các điểm dao động cực đại (các điểm tối) trên màn ta thu được các đường cong liền nét như trên Hình 12.2. Tương tự ta nối các điểm dao động cực tiểu trên màn ta thu được các đường cong nét đứt như trên Hình 12.2. |
Hình 12.1. Thí nghiệm tạo ra sự giao thoa của hai sóng nước Đèn chiếu Cần rung có gắn hai quả cầu Khay nước có đáy trong suốt Máy phát tần số Hình ảnh giao thoa từ khay nước chiếu trên gương phẳng hắt lên màn đục Kết quả: Đối với cần rung có gắn một quả cầu, hình ảnh trên màn thẳng đứng cho thấy có các hình tròn sáng, tối đồng tâm xen kẽ, lan truyền từ tâm dao động ra xa. Đối với cần rung có gắn hai quả cầu, hình ảnh trên màn thẳng đứng ta thấy ảnh của các gợn sóng là các đường sáng và tối ổn định. Các đường này được biểu diễn như trong Hình 12.2 |
(Trang 49)
2. Giải thích
a) Để giải thích hiện tượng trên, ta cần biết thêm một đặc điểm nữa của chuyển động sóng: Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có các gợn sóng là những đường tròn giống hệt như khi không có các nguồn sóng khác ở bên cạnh.
| Những điểm nào cách nguồn một khoảng bằng kλ thì dao động đồng pha với nguồn, còn những điểm nào cách nguồn một khoảng b) Trong thí nghiệm ta đã dùng hai nguồn sóng giống hệt nhau dao động theo phương vuông góc với mặt nước. Vì thế, trên mặt nước có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau ở đó dao động ngược pha nên triệt tiêu nhau; có những điểm dao động rất mạnh do hai sóng ở đó dao động đồng pha. Hình 12.2 cho thấy, những điểm đứng yên hợp thành những đường hypebol nét đứt là những điểm dao động với biên độ cực đại hợp thành những đường hypebol nét liền. Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa. |
Hình 12.2. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước |
, thì dao động ngược pha với nguồn.
3. Điều kiện để xảy ra giao thoa
Để xảy ra hiện tượng giao thoa hai nguồn sóng phải:
– Dao động cùng phương, cùng tần số.
– Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.
| Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng. Vì thế, mọi quá trình vật lí nào gây ra được hiện tượng giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóng. | Giải thích hiện tượng nêu ở mục khởi động. |
II. THÍ NGHIỆM CỦA YOUNG (Y-ÂNG) VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Thí nghiệm
Tương tự như sóng nước, làm thí nghiệm về giao thoa của hai nguồn sóng ánh sáng kết hợp. Thí nghiệm được bố trí như Hình 12.3.
Ánh sáng phát ra từ nguồn S chiếu vào hai khe hẹp 
(Trang 50)
Hình 12.3. Thí nghiệm giao thoa ánh sáng
Biến thế nguồn của đèn laze
Màn chắn P
Màn quan sát E
Nguồn phát laze
a = 0,10
a = 0,15 (mm)
Hình ảnh giao thoa ánh sáng quan sát được trên màn E như Hình 12.4.
| Trong thí nghiệm trên, nếu thay nguồn sáng laze bằng bóng đèn dây tóc phát ánh sáng trắng thì vân sáng chính giữa sẽ có màu gì. |
Hình 12.4. Thí nghiệm tạo ra sự giao thoa ánh sáng của hai chùm laze Vùng hai chùm sáng giao nhau Vân sáng chính giữa |
Trong vùng hai chùm sáng gặp nhau, có những vạch tối và vạch sáng xen kẽ như trên Hình 12.4 đã khẳng định ánh sáng có tính chất sóng. Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau. Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau. Những vạch sáng và tối xen kẽ nhau chính là hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng.
2. Công thức xác định bước sóng λ của ánh sáng
| Hình 12.5 là sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Young. Gọi: O là vị trí tại đó xuất hiện vân sáng chính giữa. a là khoảng cách giữa hai khe: D là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát: D = IO. i là khoảng vân, là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp. Đo được a, D và i, ta sẽ xác định được bước sóng λ theo công thức sau: |
Hình 12.5. Sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Young |
(Trang 51)
– Điều kiện để tại A có vân sáng, vân tối:
+ Tại A có vân sáng khi: 
với k = 0, ±1, ±2,...
+ Tại A có vân tối khi: 
với k=0, ±1, ±2,..
– Vị trí các vân sáng, các vân tối:
+ Vị trí các vân sáng: 
với k=0, ±1, ±2,...
+ Vị trí các vân tối: 
với k=0, ±1, ±2,...
| 1. Trong thí nghiệm ở Hình 12.1, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s, cần rung có tần số 40 Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng 2. Trong một thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng với a = 0,2 mm, D = 1,2 m, người ta đo được i= 0,36 mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ. 3. Trong một thí nghiệm Young, biết a = 0,15 mm, D = 1,20 m, khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 52 mm. Tính bước sóng ánh sáng. |
| EM ĐÃ HỌC • Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp. • Hiện tượng giao thoa là hiện tượng khi hai sóng kết hợp gặp nhau thì có những điểm ở đó hai sóng luôn đồng pha thì dao động với biên độ cực đại; có những điểm ở đó hai sóng luôn ngược pha thì dao động với biên độ cực tiểu. • Bước sóng λ của ánh sáng được xác định theo công thức: (trong đó: a là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp, D là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát, i là khoảng vân). |
| EM CÓ THỂ • Từ hiện tượng giao thoa sóng nước, giải thích được hiện tượng giao thoa của các sóng khác như sóng âm, sóng ánh sáng. |
Bình Luận
Để Lại Bình Luận Của Bạn