Tailieumoi.vn giới thiệu Giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 8: Giao thoa sóng chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 12. Mời các bạn đón xem:

Bài giảng Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Giải SBT Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

Bài 8.1 trang 21 SBT Vật Lí 12: Hai nguồn phát sóng nào dưới đây chắc chắn là hai nguồn kết hợp?  Hai nguồn có

Bài 8.3 trang 22 SBT Vật Lí 12: Hai nguồn phát sóng đồng bộ $S_1,S_2$ nằm sâu trong một bể nước. $M$ và $N$ là điểm trong bể nước có hiệu khoảng cách tới $S_1$và $S_2$ bằng một số bán nguyên lần bước sóng. $M$ nằm trên đường thẳng $S_1{S}_2$; $N$ nằm ngoài đường thẳng đó ($H.8.1$ ).

Bài 8.5 trang 22 SBT Vật Lí 12: Hai nguồn sóng $S_1,S_2$ trên mặt chất lỏng, cách nhau $18cm$, dao động cùng pha với tần số $20Hz$. Tốc độ sóng là $1,2m/s$. Số điểm trên đoạn $S_1{S}_2$ dao động với biên độ cực đại là

Bài 8.7 trang 22 SBT Vật Lí 12: Hai điểm S1, S2 trên mặt một chất lỏng, cách nhau 18 cm, dao động cùng pha với biên độ A và tần số f = 20 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 1,2 m/s. Hỏi giữa S1, S2 có bao nhiêu gợn sóng (cực đại của giao thoa) hình hypebol ?

Phương pháp giải:

Sử dụng điều kiện cực đại giao thoa sóng hai nguồn cùng pha: $d_2-d_1=k\lambda$

Xét: $-S_1{S}_2<k\lambda <S_1{S}_2$

Số giá trị $k$ nguyên là số điểm dao động biên độ cực đại trên $S_1{S}_2$

Lời giải:

Bước sóng $\lambda ={\displaystyle \frac{v}{f}}={\displaystyle \frac{1,2}{20}}=0,06m=6cm$

Xét:$$\begin{gathered} -S_1{S}_2<k\lambda <S_1{S}_2 \\ \iff -18<k.6<18\iff -3<k<3 \end{gathered}$$

$\Rightarrow k=-2;.....;2$

$\Rightarrow$ Có $5$ giá trị $k$ nguyên $\Rightarrow$ Có $5$ cực đại trên đoạn $S_1{S}_2$

Chú ý: Tại nguồn không thể có cực đại

Vậy, nếu không tính gợn thẳng trùng với đường trung trực của $S_1{S}_2$ thì có $4$ gợn sóng hình hypebol

Bài 8.8 trang 23 SBT Vật Lí 12: Hai mũi nhọn $S_1,S_2$cách nhau $8cm$, gắn ở đầu một cần rung có tần số $f=100Hz$, được đặt cho chạm nhẹ vào mặt một chất lỏng. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là $v=0,8m/s$.

a) Gõ nhẹ cần rung thì hai điểm $S_1,S_2$dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng $u=Acos2\pi ft$. Hãy viết phương trình dao động của điểm $M_1$trên mặt chất lỏng cách đều $S_1,S_2$ một khoảng $d=8cm$.

b) Dao động của cần rung được duy trì bằng một nam châm điện. Để được một hệ vân giao thoa ổn định trên mặt chất lỏng, phải tăng khoảng cách $S_1{S}_2$một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu? Với khoảng cách ấy thì giữa hai điểm $S_1,S_2$có bao nhiêu gợn sóng hình hypebol?

Phương pháp giải:

Lời giải:

Bước sóng $\lambda ={\displaystyle \frac{v}{f}}={\displaystyle \frac{0,8}{100}}=0,008m=0,8cm$

a) Phương trình sóng tại điểm cách nguồn đoạn d:

$\begin{array}{l}u=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi (d_2-d_1)}{\lambda }}cos(2\pi ft-{\displaystyle \frac{\pi (d_2+d_1)}{\lambda }})=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi (8-8)}{0,8}}cos(2\pi .100t-{\displaystyle \frac{\pi .(8+8)}{0,8}})\\ =2Acos(200\pi t-20\pi )\end{array}$

b) Khi hệ vân giao thoa đã ổn định thì trung điểm $I$ của $S_1{S}_2$ lại luôn luôn là cực đại giao thoa. Do đó ta phải có:

$\begin{array}{l}{S}_{1}I=S_{2}I=k{\displaystyle \frac{\lambda }{2}}+{\displaystyle \frac{\lambda }{4}}=(2k+1){\displaystyle \frac{\lambda }{4}}\\ S_1{S}_2=2S_{1}I=(2k+1){\displaystyle \frac{\lambda }{2}}\end{array}$

Ban đầu ta có: $S_1{S}_2=4cm=10\lambda =20{\displaystyle \frac{\lambda }{2}}$

Vậy chỉ cần tăng khoảng cách  $S_1{S}_2$ thêm ${\displaystyle \frac{\lambda }{2}}=0,4cm$ 

Khi đó không tính gợn thẳng trùng với đường trung trực của $S_1{S}_2$ thì có $20$ gợn sóng hình hypebol.

Bài 8.9 trang 23 SBT Vật Lí 12: Một người làm thí nghiệm Hình  SGK với một chất lỏng và một cần rung có tần số . Giữa hai điểm  người đó đếm được  đường hypebol, quỹ tích của các điểm đứng yên. Khoảng cách giữa đỉnh của hai đường hypebol ngoài cùng là . Tính tốc độ truyền sóng.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức khoảng cách giữa hai đỉnh hypebol (các điểm đứng yên) gần nhau nhất bằng ${\displaystyle \frac{\lambda }{2}}$

Tốc độ truyền sóng $v=\lambda f$

Lời giải:

Giữa đỉnh của hypebol thứ nhất đến hypebol thứ 12 có 11 khoảng ${\displaystyle \frac{\lambda }{2}}$

$\Rightarrow$ khoảng cách: $11.{\displaystyle \frac{\lambda }{2}}=22cm\Rightarrow \lambda =4cm$

Tốc độ truyền sóng $v=\lambda f=4.20=80cm/s$

Bài 8.10 trang 23 SBT Vật Lí 12: Dao động tại hai điểm $S_1,S_2$cách nhau $12cm$ trên một mặt chất lỏng có biểu thức: $u=Acos100\pi t$, tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là $0,8m/s$.

a) Giữa hai điểm có bao nhiêu đường hypebol, tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất?

b) Viết biểu thức  của dao động tại điểm $M$, cách đều $S_1,S_2$ một khoảng $8cm$, và tại điểm $M^{\prime }$ nằm trên đường trung trực của $S_1{S}_2$ và cách đường $S_1{S}_2$ một khoảng $8cm$.

Phương pháp giải:

a) Sử dụng điều kiện cực đại giao thoa sóng hai nguồn cùng pha: $d_2-d_1=k\lambda$

Xét: $-S_1{S}_2<k\lambda <S_1{S}_2$

Số giá trị k nguyên là số điểm dao động biên độ cực đại trên $S_1{S}_2$

b) Sử dụng phương trình sóng tổng hợp tại điểm cách nguồn $S_1$  đoạn $d_1$ và cách nguồn $S_2$  đoạn$d_2$: $u=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi (d_2-d_1)}{\lambda }}cos(2\pi ft-{\displaystyle \frac{\pi (d_2+d_1)}{\lambda }})$

Lời giải:

Tần số $f={\displaystyle \frac{\omega }{2\pi }}={\displaystyle \frac{100\pi }{2\pi }}=50Hz$

Bước sóng: $\lambda ={\displaystyle \frac{v}{f}}={\displaystyle \frac{0,8}{50}}=0,016m=1,6cm$

Xét:$$\begin{gathered} -S_1{S}_2<k\lambda <S_1{S}_2 \\ \iff -12<k.1,6<12 \\ \iff -7,5<k<7,5 \end{gathered}$$

$\Rightarrow k=-7;.....;7$

Có $15$ giá trị của $k$

Quỹ tích các điểm dao động với biên độ cực đại là đường hypebol

Nếu coi đường trung trực của $S_1{S}_2$ như một hypebol đặc biệt thì số đường hypebol là $15$

Chú ý: Tại nguồn không thể có cực đại

b) $M$ cách $S_1{S}_2$ đoạn $d_1=d_2=8cm$

$\begin{array}{l}u=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi (d_2-d_1)}{\lambda }}cos(2\pi ft-{\displaystyle \frac{\pi (d_2+d_1)}{\lambda }})\\ =2A\cos {\displaystyle \frac{\pi .(8-8)}{1,6}}cos(2\pi .50t-{\displaystyle \frac{\pi .(8+8)}{1,6}})\\ =2Acos(100\pi t-10\pi )\\ =2Acos(100\pi t)(cm)\end{array}$

$M^{\prime }$ cách $S_1{S}_2$ đoạn $8cm\Rightarrow d_1=d_2=\sqrt{8^2+6^2}=10cm$

$\begin{array}{l}u=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi (d_2-d_1)}{\lambda }}cos(2\pi ft-{\displaystyle \frac{\pi (d_2+d_1)}{\lambda }})=2A\cos {\displaystyle \frac{\pi .(10-10)}{1,6}}cos(2\pi .50t-{\displaystyle \frac{\pi .(10+10)}{1,6}})\\ =2Acos(100\pi t-{\displaystyle \frac{25\pi }{2}})\\ =2Acos(100\pi t-{\displaystyle \frac{\pi }{2}})(cm)\end{array}$