Mời các em học sinh tham khảo tài liệu Ôn tập Vật Lý 12 Chương 2do Học247 tổng hợp và biên soạn dưới đây để chúng ta cùng hệ thống lại toàn bộ kiến thức đã học trong chương Sóng cơ học. Tài liệutóm lược đầy đủvà chi tiết các nội dung trọng tâm, bám sát với chuẩn kiến thức của Bộ GD và ĐT, gồm các phần sơ đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức, các bài tập minh họa hay và bổ ích nhằm giúp các em rèn luyện và nâng cao kĩ năng giải bài tập. Bên cạnh đó, Học247 còn cung cấp cho các em nội dung các bài giảng lý thuyết, hướng dẫn giải bài tập, đề thi trắc nghiệm online hoàn toàn miễn phí và một hệ thống tư liệu tham khảo, đề thi kiểm tra từ các trường THPT được sưu tầm và biên soạn rất giá trị và chất lượng, qua đó các em vừa có thể làm bài thi trực tiếp trên hệ thống, vừacó thể tải file về để ôn luyện mọi lúc mọi nơi, đánh giá được năng lực của bản thân mình. Hy vọng rằng đây sẽ là 1 tài liệu bổ ích trong quá trình học tập của các em.
Bạn đang xem : Sơ đồ tư duy vật lý 12 chương 2
YOMEDIA
Đề cương Ôn tập Vật Lý 12 Chương 2
A. Tóm tắt lý thuyết
YOMEDIA
1. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
1.1. Sóng cơ – Định nghĩa- phân loại
+ Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường .
+ Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha xê dịch của những thành phần vật chất Viral còn những thành phần vật chất thì xê dịch xung quanh vị trí cân đối cố định và thắt chặt .
+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.
+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.
Ví dụ : sóng âm, sóng trên một lò xo .
1.2. Các đặc trưng của một sóng hình sin
+ Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
+ Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường sóng truyền qua.
+ Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng: f = 1/T
+ Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường .
+ Bước sóng l: là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ.
\ ( \ lambda \ ) = vT = v / f .+ Bước sóng \ ( \ lambda \ ) cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng xê dịch cùng pha .+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà xê dịch ngược pha là \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ ) .+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà giao động vuông pha là \ ( \ frac { \ lambda } { 4 } \ ) .+ Khoảng cách giữa hai điểm bất kể trên phương truyền sóng mà xê dịch cùng pha là : k \ ( \ lambda \ ) .+ Khoảng cách giữa hai điểm bất kể trên phương truyền sóng mà giao động ngược pha là : ( 2 k + 1 ) \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ ) .+ Lưu ý : Giữa n đỉnh ( ngọn ) sóng có ( n – 1 ) bước sóng .
1.3. Phương trình sóng:
a. Tại nguồn O: uO =Aocos(wt)
b. Tại M trên phương truyền sóng:
uM=AMcosw(t- Dt)
c. Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(wt + j).
d.Xem thêm : ẢNh Vẽ Bằng Bút Chì Về Tình Yêu CựC Kỳ Dễ ThươngĐộ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng xM, xN:
\ ( \ Delta { \ varphi _ { MN } } = \ omega \ frac { { { x_N } – { x_M } } } { v } = 2 \ pi \ frac { { { x_N } – { x_M } } } { \ lambda } \ )+ Nếu 2 điểm M và N giao động cùng pha thì :\ ( \ Delta { \ varphi _ { MN } } = 2 k \ pi 2 \ pi \ frac { { { x_N } – { x_M } } } { \ lambda } = 2 k \ pi { x_N } – { x_M } = k \ lambda \ ). ( k \ ( \ in \ ) Z )+ Nếu 2 điểm M và N giao động ngược pha thì :\ ( \ Delta { \ varphi _ { MN } } = ( 2 k + 1 ) \ pi 2 \ pi \ frac { { { x_N } – { x_M } } } { \ lambda } = ( 2 k + 1 ) \ pi { x_N } – { x_M } = ( 2 k + 1 ) \ frac { \ lambda } { 2 } \ ). ( k \ ( \ in \ ) Z )+ Nếu 2 điểm M và N xê dịch vuông pha thì :\ ( \ Delta { \ varphi _ { MN } } = ( 2 k + 1 ) \ frac { \ pi } { 2 } 2 \ pi \ frac { { { x_N } – { x_M } } } { \ lambda } = ( 2 k + 1 ) \ frac { \ pi } { 2 } { x_N } – { x_M } = ( 2 k + 1 ) \ frac { \ lambda } { 4 } \ ). ( k \ ( \ in \ ) Z )- Nếu 2 điểm M và N nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng chừng x thì : \ ( \ Delta \ varphi = \ omega \ frac { x } { v } = 2 \ pi \ frac { x } { \ lambda } \ )- Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ :+ giao động cùng pha khi : d = k \ ( \ lambda \ )+ giao động ngược pha khi : d = ( 2 k + \ ( \ lambda \ ) ) \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ )+ xê dịch vuông pha khi : d = ( 2 k + \ ( \ lambda \ ) ) \ ( \ frac { \ lambda } { 4 } \ )với k = 0, ± 1, ± 2 …
e. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f.
2. Giao thoa sóng2. Giao thoa sóng
2.1. Điều kiện để có giao thoa:
Hai sóng là hai sóng phối hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời hạn ( hoặc hai sóng cùng pha ) .
2.2. Lý thuyết giao thoa:
Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng phối hợp S1, S2 cách nhau một khoảng chừng l :
\ ( { u_1 } = { \ rm { Acos } } ( 2 \ pi ft + { \ varphi _1 } ) \ ) và \ ( { u_ { 2M } } = { \ rm { Acos } } ( 2 \ pi ft – 2 \ pi \ frac { { { d_2 } } } { \ lambda } + { \ varphi _2 } ) \ )+ Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới :\ ( { u_ { 1M } } = { \ rm { Acos } } ( 2 \ pi ft – 2 \ pi \ frac { { { d_1 } } } { \ lambda } + { \ varphi _1 } ) \ ) và \ ( { u_ { 2M } } = { \ rm { Acos } } ( 2 \ pi ft – 2 \ pi \ frac { { { d_2 } } } { \ lambda } + { \ varphi _2 } ) \ )+ Phương trình giao thoa sóng tại M : uM = u1M + u2M\ ( { u_M } = 2A c { \ rm { os } } \ left < { \ pi \ frac { { { d_1 } - { d_2 } } } { \ lambda } + \ frac { { \ Delta \ varphi } } { 2 } } \ right > c { \ rm { os } } \ left < { 2 \ pi ft - \ pi \ frac { { { d_1 } + { d_2 } } } { \ lambda } + \ frac { { { \ varphi _1 } + { \ varphi _2 } } } { 2 } } \ right > \ )+ Biên độ giao động tại M : \ ( { A_M } = 2A \ left | { c { \ rm { os } } \ left ( { \ pi \ frac { { { d_1 } – { d_2 } } } { \ lambda } + \ frac { { \ Delta \ varphi } } { 2 } } \ right ) } \ right | \ ) với \ ( \ Delta \ varphi = { \ varphi _2 } – { \ varphi _1 } \ )* Số cực lớn : \ ( – \ frac { l } { \ lambda } + \ frac { { \ Delta \ varphi } } { { 2 \ pi } } 2.4. Hai nguồn giao động cùng pha ( \ ( \ Delta \ varphi = { \ varphi _1 } – { \ varphi _2 } = 0 \ ) hoặc 2 kp )
+ Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M:\(\Delta \phi = \frac{{2\pi }}{\lambda }\left( {{d_2} – {d_1}} \right)\)
+ Biên độ sóng tổng hợp: AM =2.A.\(\left| {\cos \frac{\pi }{\lambda } \cdot \left( {{d_2} – {d_1}} \right)} \right|\)
+ Số đường dao động với Amax và Amin :
Số đường xê dịch với Amax ( luôn là số lẻ ) là số giá trị của k thỏa mãn nhu cầu điều kiện kèm theo( không tính hai nguồn ) :
* Số Cực đại: \(- \frac{l}{\lambda } min (luôn là số chẵn) là số giá trị của k thỏa mãn điều kiện
( không tính hai nguồn ) :
* Số Cực tiểu: \(- \frac{l}{\lambda } – \frac{1}{2} 2.5. Hai nguồn dao động ngược pha:(\(\Delta \varphi = {\varphi _1} – {\varphi _2} = \pi \))
* Điểm giao động cực lớn : d1 – d2 = ( 2 k + 1 ) ( k \ ( \ in \ ) Z )
Số đường hoặc số điểm dao động cực đại (không tính hai nguồn):
\ ( – \ frac { l } { \ lambda } – \ frac { 1 } { 2 } 1 – d2 = kl ( k \ ( \ in \ ) Z )
Số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu (không tính hai nguồn):
\ ( – \ frac { l } { \ lambda } 3. Sóng dừng- Định Nghĩa : Sóng dừng là sóng có những nút ( điểm luôn đứng yên ) và những bụng ( biên độ xê dịch cực lớn ) cố định và thắt chặt trong khoảng trống- Nguyên nhân : Sóng dừng là hiệu quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương .
3.1. Một số chú ý
* Đầu cố định và thắt chặt hoặc đầu giao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng* Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn giao động ngược pha .* Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn xê dịch cùng pha .* Các điểm trên dây đều giao động với biên độ không đổi ⇒ nguồn năng lượng không truyền đi* Bề rông 1 bụng là 4A, A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ .* Khoảng thời hạn giữa hai lần sợi dây căng ngang ( những thành phần đi qua VTCB ) là nửa chu kỳ luân hồi .
3.2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
* Hai đầu là nút sóng : \ ( l = k \ frac { \ lambda } { 2 } { \ rm { } } ( k \ in { N ^ * } ) \ )Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + 1Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng :\ ( l = ( 2 k + 1 ) \ frac { \ lambda } { 4 } { \ rm { } } ( k \ in N ) \ )Số bó ( bụng ) sóng = k ; Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
3.3. Đặc điểm của sóng dừng:
– Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ ) .- Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là \ ( \ frac { \ lambda } { 4 } \ ) .- Khoảng cách giữa hai nút ( bụng, múi ) sóng bất kể là : k. \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ ) .
3.4. Phương trình sóng dừng trên sợi dây (đầu P cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng)
* Đầu Q cố định (nút sóng):
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q. : \ ( { u_B } = Ac { \ rm { os2 } } \ pi ft \ ) và \ ( u { ” _B } = – Ac { \ rm { os2 } } \ pi ft = Ac { \ rm { os ( 2 } } \ pi ft – \ pi ) \ )Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q. một khoảng chừng d là :\ ( { u_M } = Ac { \ rm { os ( 2 } } \ pi ft + 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) \ ) và \ ( u { ” _M } = Ac { \ rm { os ( 2 } } \ pi ft – 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } – \ pi ) \ )Phương trình sóng dừng tại M : \ ( { u_M } = { u_M } + u { ” _M } \ )\ ( { u_M } = 2A c { \ rm { os } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } + \ frac { \ pi } { 2 } ) c { \ rm { os } } ( 2 \ pi ft – \ frac { \ pi } { 2 } ) = 2A { \ rm { sin } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) c { \ rm { os } } ( 2 \ pi ft + \ frac { \ pi } { 2 } ) \ )Biên độ xê dịch của thành phần tại M : \ ( { A_M } = 2A \ left | { c { \ rm { os } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } + \ frac { \ pi } { 2 } ) } \ right | = 2A \ left | { { \ rm { sin } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) } \ right | \ )
* Đầu Q tự do (bụng sóng):
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q. : \ ( { u_B } = u { ” _B } = Ac { \ rm { os2 } } \ pi ft \ )Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q. một khoảng chừng d là :\ ( { u_M } = Ac { \ rm { os ( 2 } } \ pi ft + 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) \ ) và \ ( u { ” _M } = Ac { \ rm { os ( 2 } } \ pi ft – 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) \ )Phương trình sóng dừng tại M : \ ( { u_M } = { u_M } + u { ” _M } \ ) ; \ ( { u_M } = 2A c { \ rm { os } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) c { \ rm { os } } ( 2 \ pi ft ) \ )Biên độ giao động của thành phần tại M : \ ( { A_M } = 2A \ left | { { \ rm { cos } } ( 2 \ pi \ frac { d } { \ lambda } ) } \ right | \ )
Lưu ý: * Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: \({A_M} = 2A\left| {{\rm{sin}}(2\pi \frac{x}{\lambda })} \right|\)
* Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ : \ ( { A_M } = 2A \ left | { { \ rm { cos } } ( 2 \ pi \ frac { x } { \ lambda } ) } \ right | \ )4. Sóng âm4. Sóng âm
4.1. Sóng âm:
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong thiên nhiên và môi trường khí, lỏng, rắn. Tần số của sóng âm là tần số âm .
+Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người.
+Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được
+Siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm, tai người không nghe được.
4.2. Các đặc tính vật lý của âm
a. Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm .
b. Cường độ âm: \({\rm{I = }}\frac{{\rm{W}}}{{{\rm{tS}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{P}}}{{\rm{S}}}\)
Cường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R: \({\rm{I = }}\frac{{\rm{P}}}{{4\pi {R^2}}}\)
Với W ( J ), P. ( W ) là nguồn năng lượng, hiệu suất phát âm của nguồn. S ( mét vuông ) là diện tích quy hoạnh mặt vuông góc với phương truyền âm ( với sóng cầu thì S là diện tích quy hoạnh mặt cầu S = 4 πR2 )
+ Mức cường độ âm:
\ ( L ( B ) = lg \ frac { I } { { { I_0 } } } \ ) Hoặc \ ( L ( dB ) = 10.lg \ frac { I } { { { I_0 } } } \ )=> \ ( { L_2 } – { L_1 } = lg \ frac { { { I_2 } } } { { { I_0 } } } – lg \ frac { { { I_1 } } } { { { I_0 } } } = lg \ frac { { { I_2 } } } { { { I_1 } } } \ frac { { { I_2 } } } { { { I_1 } } } = { 10 ^ { { L_2 } – { L_1 } } } \ )Với I0 = 10-12 W / mét vuông gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000H z
Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB.
c.Âm cơ bản và hoạ âm: Sóng âm do một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc. Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, ….Âm có tần số f là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, …. Tập hợp các hoạ âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên
–Đồ thị dao động âm: của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.
4.3. Các nguồn âm thường gặp:
+Dây đàn: Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định ⇒ hai đầu là nút sóng)
+Ống sáo: Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín (nút sóng), một đầu để hở (bụng sóng)
Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học