Giao thoa sóng
1. Khái niệm về nguồn kết hợp, sóng kết hợp
a. Nguồn kết hợp:
- Hai nguồn A, B được gọi là nguồn kết hợp nếu chúng có cùng tần số và độ lệch pha không đổi (hay cùng pha).
b. Sóng kết hợp:
- Hai sóng kết hợp là hai sóng được phát ra từ các nguồn kết hợp.
2. Khái niệm giao thoa sóng
Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp mà cho trên phương truyền sóng những điểm dao động với biên độ cực đại hoặc những điểm dao động với biên độ cực tiểu (những điểm dao động với biên độ bằng 0 hoặc không dao động).
* Chú ý:
Ngoài khái niệm như trên thì ta còn có thể nói sự giao thoa sóng chính là sự tổng hợp của hai dao động điều hòa.
3. Lý thuyết giao thoa
Giả sử có hai nguồn sóng kết hợp đặt tại hai điểm A và B dao động với cùng biên độ, cùng tần số với phương trình tương ứng là: ; .
Xét một điểm M cách các nguồn A, B các khoảng cách tương ứng là d1 và d2 như hình vẽ.
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là:
Do sóng truyền từ các nguồn là sóng kết hợp nên tại M có sự giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn.
Khi đó phương trình dao động tổng hợp tại M là:
Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là:
Ta xét một số trường hợp thường gặp:
Trường hợp 1:
, (Hai nguồn dao động cùng pha)
Khi đó phương trình dao động của hai nguồn là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là:
Phương trình dao động tổng hợp tại M là:
Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là:
* Nhận xét:
- Pha ban đầu của dao động tổng hợp là:
- Biên độ dao động tổng hợp tại M là:
• Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lần bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại,
• Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu (bị triệt tiêu) khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lẻ lần nửa bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ bị triệt tiêu,
Trường hợp 2:
, (Hai nguồn dao động ngược pha)
Khi đó phương trình dao động của hai nguồn là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là:
Phương trình dao động tổng hợp tại M là:
Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là
* Nhận xét:
- Pha ban đầu của dao động tổng hợp là:
- Biên độ dao động tổng hợp tại M là:
• Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lẻ lần nửa bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại, AM.max = 2A
• Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu (bị triệt tiêu) khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lần bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ bị triệt tiêu, AM.min = 0
Trường hợp 3:
, (Hai nguồn dao động ngược pha)
Khi đó phương trình dao động của hai nguồn là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn A truyền đến là:
Phương trình sóng tại M do sóng từ nguồn B truyền đến là:
Phương trình dao động tổng hợp tại M là:
Vậy phương trình dao động tổng hợp tại M là:
* Nhận xét:
- Pha ban đầu của dao động tổng hợp là:
- Biên độ dao động tổng hợp tại M là:
• Biên độ dao động tổng hợp cực đại khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lẻ lần nửa bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại, AM.max = 2A
• Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu (bị triệt tiêu) khi:
Vậy khi hiệu đường truyền bằng một số nguyên lần bước sóng thì dao động tổng hợp có biên độ bị triệt tiêu, AM.min = 0
