Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. Bài 9: SÓNG DỪNG I. MỤC TIÊU: * Kiến thức: - Bố trí được thí nghiệm để tạo ra sóng dừng trên dây. - Giải thích được hiện tượng sóng dừng. - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi. - Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do. - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong hai trường hợp trên. * Kỹ năng: - Nhận biết được hiện tượng sóng dừng. - Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên : a) Chuẩn bị các thí nghiệm trong SGK. - Một dây lò xo mềm đường kính vòng lò xo khoảng 5cm, có thể kéo dãn dài 2m. - Một cần rung có tần số ổn định. - Một sợi dây chun tiết diện đều, đường kính khoảng 1 mm, dài 1m, một đầu buộc một quả nặng 20g vắt qua một ròng rọc. - Chuẩn bị phiếu học tập. b) Dự kiến ghi bảng: Bài 9: SÓNG DỪNG I.Sự phản xạ của sóng: 1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định. - Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ. - Khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều. - Vậy, khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. 2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do: - Khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều. - Vậy, khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở a. Hai đầu A và P là hai nút dao động. b. Vị trí các nút: - Các nút nằm cách đầu A và đầu P những khoảng bằng số nguyên lần nửa bước sóng: 2 d k λ = ; với k = 1, 2, 3 - Hai nút liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ c. Vị trí các bụng : - Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng một số lẻ lần 4 λ . ( ) 1 2 1 4 2 2 d k k λ λ   = + = +  ÷   với k = 1, 2, 3 GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 1 Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. điểm phản xạ. II. Sóng dừng: - Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng. + Những điểm luôn luôn đứng yên là những nút dao động. + Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động.  Sóng dừng là sóng truyền trên dây có nút và bụng cố định (đó là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ). 1. Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định - Hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ .  Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi có 2 đầu cố định : 2 l k λ = , với k = 1, 2, 3 2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do a. Đầu A cố định là nút, đầu P tự do là bụng dao động. b. Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ . c. Điều kiện để có sóng dừng: = − (2 1) 4 l k λ Với k là số nút đếm được trên dây d. Ứng dụng(thêm) • Đo vận tốc truyền sóng trên dây. 2. Học sinh : - Hiện tượng giao thoa của sóng. - Đọc kỹ bài mới, nhất là phần mô tả thí nghiệm trước khi đến lớp. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT : GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về sóng dừng. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1: Ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu cán bộ lớp báo cáo tình hình lớp. - Nêu câu hỏi: Hãy nêu các định nghĩa về hai nguồn kết hợp, hai sóng kết hợp, hiện tượng giao thoa, cực đại và cực tiểu giao thoa. - Cán bộ lớp báo cáo tình hình lớp. - Lắng nghe câu hỏi của giáo viên, suy nghĩ. - Trình bày câu trả lời:  Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng chu kỳ (hay tần số) và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ.  Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 2 2 λ A P N N N N N B B B B 4 λ Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. là hai sóng kết hợp.  Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.  Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: 2 1 d d k λ − = ; ( ) 0, 1, 2, k = ± ± .  Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nửa nguyên lần bước sóng: ( ) 2 1 1 ; 0, 1, 2, 2 d d k k λ   − = + = ± ±  ÷   . Hoạt động 2: Bài mới: Bài 9: Sóng dừng. Phần 1. Sự phản xạ của sóng. • Nắm được sự phản xạ của sóng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Bố trí sẵn thí nghiệm về sự phản xạ của sóng, kiểm tra kỹ trước khi tiến hành thí nghiệm. - Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm với dây nhỏ, mềm, dài một đầu cố định kết hợp với hình vẽ 9.1 - Vật cản ở đây là gì? - Nếu cho S dao động điều hoà thì sẽ có sóng hình sin lan truyền từ A → P đó là sóng tới. Sóng bị phản xạ từ P đó là sóng phản xạ. Ta có nhận xét gì về pha của sóng tới và sóng phản xạ? - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1. - Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm với dây nhỏ, mềm, dài buông thỏng xuống một cách tự nhiên, kết hợp với hình vẽ 9.2. - Quan sát GV trình bày dụng cụ và cách tiến hành làm thí nghiệm. - HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét: + Sóng truyền đi trên dây sau khi gặp vật cản (bức tường) thì bị phản xạ. + Sau khi phản xạ ở P biến dạng bị đổi chiều. - Là đầu dây gắn vào tường. - Luôn luôn ngược pha với sóng tới tại điểm đó. - HS trả lời câu hỏi C1: Vật cản ở đây là đầu dây gắn cố định. - Quan sát và nhận xét. - HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét: + Khi gặp vật cản tự do sóng cũng bị phản xạ. + Sau khi phản xạ ở P biến dạng không bị đổi GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 3 A P A P Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. - Vật cản ở đây là gì? - Tương tự nếu cho S dao động điều hoà thì có sóng hình sin lan truyền từ trên dây → Ta có nhận xét gì về pha của sóng tới và sóng phản xạ lúc này? - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2. chiều. - Là đầu dây tự do. - Luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ. - HS trả lời câu hỏi C2: Vật cản ở đây là đầu dây tự do. Hoạt động 3: Sóng dừng. • Nắm được sóng dừng, đặc điểm của sóng dừng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - GV trình bày thí nghiệm tạo ra sóng dừng. - Ta biết sóng tới và sóng phản xạ thoả mãn điều kiện sóng kết hợp → Nếu cho đầu A của dây dao động liên tục → giao thoa. → Khi này hiện tượng sẽ như thế nào? - Trình bày các khái niệm nút dao động, bụng dao động và sóng dừng.  Điểm nút là những điểm luôn luôn đứng yên.  Điểm bụng là những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại.  Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng. Như vậy, sóng dừng được tạo thành do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. - Quan sát thí nghiệm.  Trên sợi dây xuất hiện những điểm luôn luôn đứng yên và những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất. - HS ghi nhận các khái niệm và định nghĩa sóng dừng. GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 A P A P 4 Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. - Trong trường hợp này, hai đầu A và P sẽ là nút hay bụng dao động? - Dựa trên hình vẽ, vị trí các nút liên hệ như thế nào với λ? - Khoảng cách hai nút liên tiếp cách nhau khoảng bao nhiêu? - Vị trí các bụng cách A và P những khoảng bằng bao nhiêu? - Hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng bao nhiêu? - Số nút và số bụng liên hệ với nhau như thế nào? → Điều kiện để có sóng dừng là gì? - Đầu cố định sẽ là một nút và đầu tự do là một bụng sóng. - Tự hình vẽ, số nút và số bụng trong trường hợp này liên hệ với nhau như thế nào? - Vì A và P là hai điểm cố định → là hai nút dao động. - HS dựa trên hình vẽ để xác định: Các nút nằm cách đầu A và đầu P những khoảng bằng số nguyên lần nửa bước sóng: 2 d k λ = ; với k = 1, 2, 3  Hai nút liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ - Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng một số lẻ lần 4 λ . ( ) 1 2 1 4 2 2 d k k λ λ   = + = +  ÷   với k = 1, 2, 3 - Hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ . Số nút = số bụng + 1  Điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi có 2 đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng: 2 l k λ = , với k = 1, 2, 3 - Số nút = số bụng.  Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng 2 λ .  Điều kiện để có sóng dừng: GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 A Bụng Nút P 5 2 λ A P N N N N B B B B Giáo án bài “Sóng dừng” – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. λ = + (2 1) 4 l k Với k là số nút đếm được trên dây . Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu HS đọc nội dung phần ghi nhớ - Trả lời một số câu hỏi trong SGK. - Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu ở phiếu học tập. - Nhận xét, bổ sung câu trả lời của HS - Đọc nội dung phần ghi nhớ. - Trả lời câu hỏi. - Hoàn thành phiếu học tập. Hoạt động 5: Bài tập về nhà Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu HS chuẩn bị bài mới - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài mới. IV. RÚT KINH NGHIỆM GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 6 . Giáo án bài Sóng dừng – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. Bài 9: SÓNG DỪNG I. MỤC TIÊU: * Kiến thức: - Bố trí được thí nghiệm để tạo ra sóng dừng trên dây. - Giải thích được hiện tượng sóng. do. Hoạt động 3: Sóng dừng. • Nắm được sóng dừng, đặc điểm của sóng dừng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - GV trình bày thí nghiệm tạo ra sóng dừng. - Ta biết sóng tới và sóng phản xạ. GSKT: Nguyễn Thị Quỳnh Trang Lý lớp 06SVL tổ 6 1 Giáo án bài Sóng dừng – Sách giáo khoa Vật Lý 12 cơ bản. điểm phản xạ. II. Sóng dừng: - Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương,