Trả lời nhanh
Điều kiện có giao thoa sóng là hai sóng gặp nhau phải là sóng kết hợp: cùng tần số (cùng chu kì) và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Phương án A “có hai sóng chuyển động ngược chiều nhau” là sai, vì hướng truyền của hai sóng không quyết định việc có giao thoa hay không.
Giao thoa sóng là gì?
Giao thoa sóng là hiện tượng hai (hay nhiều) sóng kết hợp gặp nhau thì trong vùng gặp nhau có những điểm dao động luôn mạnh lên (cực đại) và những điểm dao động luôn yếu đi hoặc đứng yên (cực tiểu). Các điểm cực đại, cực tiểu này nằm ổn định, tạo thành hình ảnh gồm các vân (đường hypebol trên mặt nước).
Chữ “ổn định” là mấu chốt. Nếu độ lệch pha của hai sóng cứ thay đổi liên tục thì chỗ mạnh, chỗ yếu sẽ chạy lung tung, ta chỉ thấy dao động chung chung chứ không có vân giao thoa.
Điều kiện để có giao thoa sóng
- Hai sóng cùng tần số (nên cùng chu kì; khi cùng môi trường thì cũng cùng bước sóng).
- Độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Hai nguồn thoả mãn hai điều kiện trên gọi là hai nguồn kết hợp, sóng của chúng là sóng kết hợp. Trường hợp hay gặp trong bài tập: hai nguồn cùng pha (độ lệch pha bằng 0) hoặc ngược pha (lệch π).
Vì sao “hai sóng chuyển động ngược chiều” không phải điều kiện?
- Giao thoa chỉ cần hai sóng gặp nhau tại một điểm, bất kể chúng truyền từ hướng nào. Hai gợn sóng từ hai nguồn đặt cạnh nhau trên mặt nước truyền theo nhiều hướng khác nhau vẫn giao thoa.
- Hai sóng ngược chiều mà không kết hợp (khác tần số, hoặc lệch pha thay đổi) thì không cho vân giao thoa ổn định.
- Sóng dừng là trường hợp đặc biệt: sóng tới và sóng phản xạ ngược chiều, cùng tần số, độ lệch pha không đổi nên mới giao thoa được. Lí do vẫn là “kết hợp”, không phải “ngược chiều”.
Lỗi sai thường gặp: nhìn thấy cụm “gặp nhau” hay “ngược chiều” rồi chọn bừa. Hãy tìm trong đề cụm “tần số” và “độ lệch pha không đổi”.
Những phát biểu dễ gây nhầm lẫn
| Phát biểu | Đúng/Sai | Giải thích |
|---|---|---|
| Hai sóng ngược chiều gặp nhau | Sai | Hướng truyền không phải điều kiện. |
| Hai sóng cùng biên độ | Sai (không bắt buộc) | Biên độ khác nhau vẫn giao thoa, chỉ là cực tiểu không triệt tiêu hoàn toàn. |
| Hai sóng chỉ cần cùng bước sóng | Chưa đủ | Còn phải có độ lệch pha không đổi. |
| Hai sóng cùng tần số và độ lệch pha không đổi | Đúng | Đây chính là điều kiện sóng kết hợp. |
Công thức nên nhớ (hai nguồn cùng pha)
Gọi d1, d2 là khoảng cách từ điểm M đến hai nguồn, λ là bước sóng:
- Cực đại: d2 − d1 = kλ (k = 0, ±1, ±2, …)
- Cực tiểu: d2 − d1 = (k + 1/2)λ
Mẹo nhớ: cùng pha thì “lệch số nguyên bước sóng → mạnh nhất, lệch nửa nguyên → triệt tiêu”.
Bài luyện tập
Bài 1. Hai nguồn cùng pha, bước sóng 2 cm. Điểm M cách hai nguồn lần lượt 7 cm và 10 cm. M là cực đại hay cực tiểu?
Đáp án: d2 − d1 = 3 cm = 1,5λ = (1 + 1/2)λ nên M nằm trên cực tiểu.
Bài 2. Hai nguồn cùng pha, λ = 4 cm. Điểm N có hiệu đường đi 8 cm. N dao động thế nào?
Đáp án: 8 cm = 2λ nên N là cực đại (k = 2), dao động với biên độ lớn nhất.
Bài 3. Hai nguồn cùng pha cách nhau 10 cm, λ = 2 cm. Trên đoạn nối hai nguồn có bao nhiêu điểm cực đại?
Đáp án: −AB/λ < k < AB/λ ⇒ −5 < k < 5 nên k = −4, …, 4: có 9 cực đại (hai nguồn không tính).
Câu hỏi thường gặp
Điều kiện có giao thoa sóng là gì?
Hai sóng phải là sóng kết hợp: cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Hai sóng ngược chiều có giao thoa được không?
Có thể, nếu chúng là sóng kết hợp. Việc ngược chiều không phải điều kiện; điều quyết định là cùng tần số và độ lệch pha không đổi.
Hai sóng khác biên độ có giao thoa không?
Có. Biên độ không phải điều kiện, nhưng khi biên độ khác nhau thì tại điểm cực tiểu sóng không triệt tiêu hoàn toàn.
Sóng kết hợp là gì?
Là các sóng do nguồn kết hợp phát ra; nguồn kết hợp có cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian.