Với lời giải SBT Vật lí 11 trang 37 chi tiết trong Bài 9: Sóng dừng Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 9: Sóng dừng

Bài 9.5 (VD) trang 37 Sách bài tập Vật Lí 11: Tai của một người có thể được xem như một ống chứa không khí có chiều dài L, có một đầu bịt kín (màng nhĩ) và một đầu hở (Hình 9.5). Biết tốc độ âm thanh trong không khí là 343 m/s.

a) Tần số của âm cơ bản mà tai người này nghe được là 3,60 kHz. Tính bước sóng tương ứng với tần số này và chiều dài L của ống tai.

b) Tính tần số và bước sóng của hoạ âm bậc 3. Tai người này có nghe được hoạ âm này không?

Lời giải:

a) Bước sóng của sóng âm đang xét ${\lambda }_1=\frac{v}{f_1}=\frac{343}{\mathrm{3,60}\cdot {10}^3}\approx \mathrm{9,53}\text{ cm}$

Điều kiện có sóng dừng: $L=\frac{{\lambda }_1}{4}\approx \mathrm{2,38}\text{ cm}$

b) Tần số và bước sóng của hoạ âm bậc 3 là:

$f_3=3f_1=3\cdot \mathrm{3,6}=\mathrm{10,8}\text{kHz},{\lambda }_3=\frac{v}{f_3}=\frac{343}{\mathrm{10,8}\cdot {10}^3}\approx \mathrm{3,18}\text{ cm. }$

Tai người nghe được hoạ âm bậc 3 .

Bài 9.6 (VD) trang 37 Sách bài tập Vật Lí 11: Thực hiện thí nghiệm khảo sát sóng dừng như Hình 9.6, OA là một dây đàn hồi, với đầu O được gắn vào một nhánh của âm thoa dao động với biên độ đủ nhỏ để có thể xem như là một nút sóng. Sóng được tạo ra trên dây có tần số bằng 0,50 Hz. Dây xuyên qua đĩa tròn D tại điểm M, đĩa D có thể dịch chuyển lên hoặc xuống.

a) Khi dịch chuyển, đĩa D đóng vai trò gì trong sự hình thành sóng dừng?

b) Khi OM = 50,0cm, ta quan sát thấy có một bụng sóng trên dây. Tính tốc độ truyền sóng.

c) Với tốc độ truyền sóng như ở câu b), đĩa D phải dịch chuyển một khoảng nhỏ nhất bằng bao nhiêu để lại có sóng dừng xuất hiện trên dây?

Lời giải:

a) D đóng vai trò là vật cản cố định để phản xạ sóng. Khi D dịch chuyển, chiều dài dây thay đổi để thoả mãn điều kiện có sóng dừng trên dây.

b) Điều kiện để có sóng dưng trên dây có hai đầu cố định: $\text{OM}=\frac{\lambda }{2}=\frac{v}{2f}$

Suy ra: $v=\mathrm{2.0,50.50,0}=\mathrm{50,0}\text{ cm/s}$

c) Dựa vào điều kiện để có sóng dừng trên dây có hai đầu cố định: ${\text{OM}}^{\text{'}}=2\frac{\lambda }{2}=2\frac{v}{2f}=\mathrm{1,0}\text{ m}$

Bài 9.7 (VD) trang 37 Sách bài tập Vật Lí 11: Quan sát một hệ sóng dừng trên dây đàn hồi, ta thấy với M là một nút sóng và N là bụng sóng kế cận thì khoảng cách . Cho biết bề rộng của một bụng sóng là 4 cm. Tìm biên độ dao động của sóng và biên độ dao động của điểm I là trung điểm của MN.

Lời giải:

Vì biên độ dao động tại bụng sóng là 2a nên bề rộng bụng sóng là 4a.

Suy ra biên độ sóng: $a=\frac{\mathrm{4,0}}{4}=\mathrm{1,0}\text{ cm}$

Biên độ dao động của I là trung điểm của MN:

$a_1=2a\text{sin}\frac{2\pi d}{\lambda }=\mathrm{2.1,0}\text{sin}\frac{2\pi \frac{\lambda }{8}}{\lambda }\approx \mathrm{1,4}\text{ cm}$

Bài 9.8 (VD) trang 37 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một lò vi sóng, khi hệ sóng dừng của sóng điện từ hình thành, người ta đo được khoảng cách giữa hai vị trí nóng nhất trên đĩa đặt trong lò là 6,40 cm. Cho biết tốc độ của sóng điện từ trong chân không là 3.10⁸ m/s. Tính tần số của sóng điện từ sử dụng trong lò và giải thích cụm từ "vi sóng".

Lời giải:

Khoảng cách giữa hai vị trí nóng nhất trên đĩa là khoảng cách giữa hai bụng sóng: $d=\frac{\lambda }{2}=\frac{c}{2f}$

Suy ra: $f=\frac{c}{2d}=\frac{3\cdot {10}^8}{2\cdot \mathrm{6,40}\cdot {10}^{-2}}\approx \mathrm{2,34}\cdot {10}^9\text{ Hz}$

Do bước sóng của sóng điện từ được sử dụng trong lò là $\lambda =\mathrm{12,8}\text{ cm}$ tương ứng sóng vô tuyến có bước sóng nhỏ (vi sóng).

Bài 9.9 (VD) trang 37 Sách bài tập Vật Lí 11: Để chế tạo tia laser, người ta sử dụng hốc quang học (optical cavity): sóng điện từ được phản xạ qua lại nhiều lần giữa hai gương (trong đó có một gương phản xạ bán phần để chùm tia laser lọt ra ngoài). Hai gương này được xem là hai đầu phản xạ cố định. Trong hốc quang học xuất hiện hiện tượng sóng dừng của sóng điện từ (Hình 9.7). Biết tia laser helium-neon có bước sóng 632,992 nm (màu đỏ) và khoảng cách giữa hai gương là 310,372 nm.

a) Có bao nhiêu nút sóng hình thành trong hốc quang học?

b) Tìm giá trị lớn nhất của bước sóng λ và gần nhất với giá trị 632,992 nm để có thể hình thành hệ sóng dừng trong hốc quang học này.

Lời giải:

a) Ta có: $L=n\frac{\lambda }{2}\Rightarrow n=\frac{2L}{\lambda }=\frac{2\cdot \mathrm{310,372}\cdot {10}^{-3}}{\mathrm{632,992}\cdot {10}^{-9}}\approx \mathrm{980650,62}$

Suy ra: có 980651 nút sóng (kể cả hai nút sóng tại hai gương).

b) Theo yêu cầu bài toán, sóng điện từ mới sẽ tạo ra sóng dừng có số nút giảm đi 2 nút (1 bó sóng), do đó ta có:

${\lambda }^{\text{'}}=\frac{2L}{n^{\text{'}}}=\frac{{\mathrm{2.310,372.10}}^{-3}}{980649}\approx \mathrm{632,993}\text{ nm;}$ gần nhất với giá trị của bước sóng cũ