Trả lời nhanh
Sóng cơ truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí, không truyền được trong chân không. Lý do: sóng cơ là dao động cơ lan truyền nhờ lực liên kết đàn hồi giữa các phần tử vật chất. Chân không không có phần tử vật chất nên dao động không thể lan đi.
Đề bài và đáp án
Câu hỏi: Sóng cơ truyền được trong các môi trường:
- A. khí, chân không và rắn
- B. lỏng, khí và chân không
- C. chân không, rắn và lỏng
- D. rắn, lỏng và khí
Đáp án đúng: D. Cả ba phương án A, B, C đều có từ “chân không” nên đều sai.
Vì sao sóng cơ không truyền được trong chân không?
Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường vật chất. Phần tử nào dao động trước sẽ kéo hoặc đẩy phần tử bên cạnh nhờ lực liên kết, rồi phần tử đó lại tiếp tục tác động lên phần tử kế tiếp.
Nếu không có phần tử vật chất, chuỗi tác động này bị đứt ngay từ đầu. Vì vậy chân không không thể truyền sóng cơ.
Ví dụ quen thuộc: nếu hút hết không khí ra khỏi một chiếc chuông đang reo đặt trong bình kín, ta gần như không nghe thấy tiếng chuông nữa dù vẫn thấy chuông rung. Ánh sáng vẫn đi qua được, còn âm thanh thì không.
Loại trừ từng phương án
| Phương án | Nhận xét | Kết luận |
|---|---|---|
| A. khí, chân không, rắn | Có “chân không” nên sai | Sai |
| B. lỏng, khí, chân không | Có “chân không” nên sai | Sai |
| C. chân không, rắn, lỏng | Có “chân không” và thiếu “khí” | Sai |
| D. rắn, lỏng, khí | Cả ba đều là môi trường vật chất đàn hồi | Đúng |
Sóng dọc và sóng ngang: có gì khác?
Đây là chỗ học sinh dễ nhầm khi đọc kĩ hơn câu hỏi.
- Sóng dọc (phần tử dao động cùng phương truyền sóng) truyền được trong cả rắn, lỏng và khí. Âm thanh trong không khí là sóng dọc.
- Sóng ngang (phần tử dao động vuông góc phương truyền sóng) chỉ truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng. Chất lỏng và chất khí không có lực đàn hồi khi biến dạng lệch (trượt) nên không truyền được sóng ngang bên trong lòng nó.
Cho nên câu “sóng cơ truyền được trong rắn, lỏng, khí” là nói chung cho sóng cơ, tính cả sóng dọc. Nếu đề hỏi riêng sóng ngang thì đáp án sẽ khác.
Tốc độ truyền sóng trong các môi trường
Nhìn chung tốc độ truyền sóng cơ giảm theo thứ tự rắn > lỏng > khí. Với âm thanh, một số giá trị gần đúng:
- Không khí (khoảng 20 °C): khoảng 340 m/s.
- Nước: khoảng 1500 m/s.
- Thép: khoảng 5000 m/s.
Mẹo nhớ: môi trường càng “cứng” và các phân tử càng gần nhau thì dao động càng được truyền đi nhanh.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm sóng cơ với sóng điện từ. Sóng điện từ (ánh sáng, sóng vô tuyến) truyền được cả trong chân không, còn sóng cơ thì không.
- Nghĩ rằng chất khí không truyền được sóng cơ vì “nhẹ”. Thực tế âm thanh truyền trong không khí chính là sóng cơ.
- Khi chuyển môi trường, tưởng rằng tần số thay đổi. Thực ra tần số do nguồn quyết định và không đổi, chỉ có tốc độ và bước sóng thay đổi.
Bài luyện tập
Câu 1. Trong các sóng sau, sóng nào không phải sóng cơ: sóng âm, sóng trên mặt nước, sóng vô tuyến, sóng địa chấn?
Đáp án: sóng vô tuyến, vì đó là sóng điện từ, không cần môi trường vật chất.
Câu 2. Sóng ngang có truyền được trong lòng chất khí không? Vì sao?
Đáp án: Không. Chất khí không có lực đàn hồi khi bị biến dạng trượt nên không truyền được sóng ngang.
Câu 3. Một sóng âm có tần số 440 Hz truyền từ không khí (340 m/s) vào nước (1500 m/s). Tần số trong nước là bao nhiêu? Bước sóng trong không khí là bao nhiêu?
Đáp án: Tần số vẫn là 440 Hz. Bước sóng trong không khí λ = v/f = 340/440 ≈ 0,77 m.
Câu hỏi thường gặp
Sóng cơ có truyền được trong chân không không?
Không. Sóng cơ cần môi trường vật chất đàn hồi (rắn, lỏng, khí) để lan truyền, còn chân không không có phần tử vật chất.
Sóng cơ khác sóng điện từ ở điểm nào về môi trường truyền?
Sóng cơ không truyền được trong chân không, còn sóng điện từ truyền được cả trong chân không lẫn trong một số môi trường vật chất.
Sóng ngang truyền được trong những môi trường nào?
Sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng, không truyền được bên trong chất lỏng và chất khí.
Tốc độ truyền sóng cơ lớn nhất ở môi trường nào?
Nhìn chung là chất rắn, sau đó đến chất lỏng, nhỏ nhất ở chất khí.