Đề ôn tập môn Vật lí 12 - Dạng bài tập giao thoa sóng

Nội dung text: Đề ôn tập môn Vật lí 12 - Dạng bài tập giao thoa sóng

1. FULL 10 DẠNG BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG TH1: Hai nguồn sóng dao động cùng pha. 1. Phương trình sóng tổng hợp:  Giả sử: u1 = u2 = acos(ωt) d1 d2 Suy ra: u1M = acos(ωt - 2π ) và u2M = acos (ωt- 2π )   Phương trình sóng tổng hợp tại M: ()dd21 dd21 uM 2 at cos.cos   2. Cực đại và cực tiểu giao thoa:  Biên độ dao động tổng hợp tại M: ()dd Aa 2 cos 21 M  Nhận xét: + Vị trí các cực đại giao thoa: d2 - d1 = kλ với k Z 1 + Vị trí các cực tiểu giao thoa: d2 - d1 = (k + )λ với k Z 2 TH2: Hai nguồn sóng dao động ngược pha. + Phương trình ()dd21 dd21 uM 2 at cos .cos  22 + Biên độ ()dd21 AaM 2 cos  2 + Vị trí các cực đại giao thoa: d2 - d1 = (k + )λ với k Z + Vị trí các cực tiểu giao thoa: d2 - d1 = kλ với k Z 4. Điều kiện giao thoa: Hai sóng gặp nhau phải là 2 sóng kết hợp được phát ra từ 2 nguồn kết hợp, tức là 2 nguồn : - dao động cùng phương, cùng chu kỳ (hay cùng tần số ) - có hiệu số pha không đổi theo thời gian Chú ý:  Khoảng cách giữa hai gợn lồi (biên độ cực đại) liên tiếp hoặc hai gợn lõm (biên độ cực tiểu) liên tiếp trên đoạn S1 S2 bằng λ/2; một cực đại và một cực tiểu liên tiếp là λ/4
2. Dạng 1. Đại cương giao thoa
3. Dạng 2. Số cực đại, cực tiểu trên đoạn nối 2 nguồn Dạng 3. Tìm số điểm (số đường) dao động với biên độ cực đại (cực tiểu) trên một đoạn thẳng.
4. Dạng 4. Số điểm dao động với biên độ cực đại (cực tiểu) trên một đoạn thẳng vuông góc đoạn nối 2 nguồn Dạng 5. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu tiểu trên đường bao( đường tròn, elip)
5. Dạng 6. Khoảng cách lớn nhất, nhỏ nhất. Dạng 7. Khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất của điểm nằm trên đường thẳng song song với hai nguồn. Dạng 8. Khoảng cách lớn nhất nhỏ nhất của một điểm nằm trên đường tròn.
6. Dạng 9. Điểm dao động đồng pha, ngược pha Cực đại - cùng pha; Cực đại - ngược pha với hai nguồn. Câu 3. Thực hiện giao thoa sóng cơ với hai nguồn cùng pha SS12; , SS12 5 . Trên SS12có bao nhiêu điểm cực đại: a/ Cùng pha với hai nguồn b/ Ngược pha với hai nguồn. Hướng dẫn: + Gọi phương trình của hai nguồn có dạng: u1 u 2 U 0 cos  t cm ; M là một điểm trên SS12 và cách nguồn S1 một đoạn là d1 . Cách nguồn S 2 một đoạn là d2 dd12 5 d2 d 1 d 2 d 1 + Phương trình giao thoa tại M có dạng: uMO 2 U c os c os  t  dd u 2 U c os21 c os  t 5 Vì (dd 5 ) MO  12 dd + Để tại M là cực đại thì: cos21 1  dd Nếu cos21 1 u 2 U c os  t 5 ; M dao động ngược pha hai nguồn.  MO dd Nếu cos21 1 u 2 U c os  t 4 ; M dao động cùng pha với hai nguồn.  MO
7. dd A. Để tại M là cực đại và cùng pha với hai nguồn thì: cos1 21  dd21 21k d21 d 21 k   2d22 2 k 6  d k 3 dd21 5 dd21 5 Vì M chạy từ S2 đến S1 lên: 0 dkk2 5 0  3 5 3 2 Có 4 điểm cực đại cùng pha với hai nguồn trên đoạn SS12 dd B. Để tại M là cực đại và ngược pha với hai nguồn thì: cos1 21  dd21 2k d21 d 2 k  2d22 2 k 52,5  d k dd21 5 dd21 5 Vì M chạy từ đến nên: 0 dkk2 5 0  2,5 5 2,5 2,5 Có 5 điểm cực đại ngược pha với hai nguồn trên đoạn Câu 4. Thực hiện giao thoa sóng cơ với hai nguồn ngược pha SS12; , SS12 5,5 . Trên SS12có bao nhiêu điểm cực đại: a/ Cùng pha với nguồn 1 b/ Cùng pha với nguồn 2. Hướng dẫn: + Gọi phương trình nguồn 1; nguồn 2 có dạng như sau: u10 U cos  t cm ; u10 U cos  t cm ; M là một điểm trên và cách nguồn S1 một đoạn là d1 . Cách nguồn S 2 một đoạn là d2 dd12 5,5 d2 d 1 d 2 d 1 + Phương trình giao thoa tại M có dạng: uMO 2 U cc os t os  22 dd21 uMO 2 U cc osos t 5  Vì (dd12 5,5 ) 2  dd21 + Để tại M là cực đại thì: cos 1 2  dd21 Nếu cuos1 U c 2 t os 5 MO  ; M dao động cùng pha với nguồn 2 2  dd21 Nếu cos 1 uMO 2 U c os  t 4 ; M dao động cùng pha với nguồn 1 2  dd21 A. Để tại M là cực đại và cùng pha với nguồn 1 thì: cos1 2  dd21 21k d21 d 2 k 1,5  2  2d22 2 k 7  d k 3,5 dd21 5,5 dd21 5,5 Vì M chạy từ đến lên: 0 d2 5,5 0 k 3,5  5,5  3,5 k 2 Có 5 điểm cực đại cùng pha với nguồn 1 trên đoạn . dd21 B. Để tại M là cực đại và cùng pha với nguồn 2 thì: cos 1 2 
8. dd21 2k d21 d 2 k 0,5  2  2d22 2 k 6  d k 3 dd21 5,5 dd21 5,5 Vì M chạy từ S2 đến S1 lên: 0 dkk2 5,5 0  3 5,5 3 2,5 Có 5 điểm cực đại cùng pha với nguồn 2 trên đoạn SS12. DẠNG 10. LI ĐỘ, VẬN TỐC TẠI HAI THỜI ĐIỂM