Chương 3 - Sóng cơ học, âm học.

I - Hệ thống kiến thức trong chương
1) Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong môi trường liên tục.
Trong khi sóng truyền đi, mỗi phần tử của sóng dao động tại chỗ xung quanh VTCB. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trường dao động vuông góc với phương truyền sóng.
Sóng dọc là sóng mà các phần tử môi trường dao động theo phương truyền sóng.
2) Các đại lượng đặc trưng của sóng:
a) Chu kỳ của sóng là chu kỳ dao động của các phần từ môi trường khi có sóng truyền qua. Kí hiệu T đơn vị giây (s).
b) Tần số của sóng là tần số dao động của các phần từ môi trường khi có sóng truyền qua; là đại lượn nghịch đảo của chu kỳ. Kí hiệu f đơn vị héc (Hz).
c) Tốc độ của sóng là tốc độ truyền pha của dao động. Kí hiệu v, đơn vị m/s.
d) Biên độ của sóng tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó khi có sóng truyền qua. Kí hiệu a, đơn vị m hoặc cm.
e) Bước sóng:
+ Là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng.
+ Là quàng đường sóng truyền đi trong thời gian một chu kỳ.
Kí hiệu (, đơn vị m hoặc cm.
f) Năng lượng của sóng tại một điểm là năng lượng của một đơn vị thể tích của môi trường dao động tại điểm đó.
Năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng.
Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên mặt phẳng (sóng phẳng) năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với quãng đường truyền sóng r. (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với
Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trong không gian (sóng cầu) năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với bình phương quãng đường truyền sóng r2. (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r).
Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên đường thẳng (lí tưởng) năng lượng sóng không đổi. (Biên độ không đổi).
g) Liên hệ giữa chu kỳ, tần số, bước sóng, tốc độ truyền
h) Phương trình sóng tại 1 điểm là phương trình dao động của môi trường tại điểm đó. Nó cho ta xác định được li độ dao động của một phần tử môi trường ở cách gốc toạ độ một khoảng x tại thời điểm t. Phương trình sóng có dạng:
Trong đó a là biên độ sóng, ω là tần số góc, T là chu kỳ sóng, v là tốc độ truyền sóng, λ là bước sóng.
3) Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng:
+
+ Nếu hai điểm dao động cùng pha thì (( = 2k( hay (d1 - d2( = k(. Những điểm dao động cùng pha cách nhau nguyên lần bước sóng.
+ Nếu hai điểm dao động ngược pha thì hay Những điểm dao động ngược pha cách nhau lẻ lần nửa bước sóng.
4) Sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian. Sau một khoảng thời gian bằng một chu kỳ T thì tất cả các điểm trên sóng đều lặp lại chuyển động như cũ, nghĩa là toàn bộ sóng có hình dạng như cũ.
Sóng có tính chất tuần hoàn theo khô