ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN “DAO ĐỘNG VÀ SÓNG” DÀNH CHO SINH VIÊN NĂM THỨ – KHOA VẬT LÝ Thời gian: 45 LT + 15 BT Chƣơng 1: Dao động điều hòa 1.1 1.2 Các khái niệm a Dao động + Định nghĩa dao động + Dao động tử + Hệ dao động + Dao động tự + Dao động cưỡng b Dao động tuần hoàn + Chu kỳ dao động + Tần số dao động + Tần số góc + Biểu thức dao động tuần hồn c Dao động điều hịa + Biểu thức dao động điều hòa + Biên độ dao động + Pha dao động + Pha ban đầu + Chu kỳ dao động + Tần số dao động + Tần số góc d Biểu diễn dao động điều hòa + Biểu diễn dao động điều hòa véctơ quay + Biểu diễn dao động điều hòa số phức Dao động học Phương trình động lực học + Cấu tạo lắc lò xo + Thành lập phương trình động lực học + Nghiệm phương trình động lực học Phương trình dao động + Biên độ + Chu kỳ + Tần số + Pha dao động + Pha ban đầu Xác định thơng số ban đầu + Lập phương trình dao động  x0  x0 + Xác định điều kiện ban đầu  v0  v0 + Tính giá trị tương ứng Vận tốc gia tốc dao động điều hòa a Vận tốc + Biểu thức vận tốc 1.3 + Tính chất + Đồ thị phụ thuộc thời gian b Gia tốc + Biểu thức gia tốc + Tính chất + Đồ thị phụ thuộc thời gian Năng lượng dao động điều hòa + Thế dao động điều hòa + Động dao động điều hòa + Đồ thị lượng dao động điều hòa phụ thuộc vào thời gian Một số ví dụ dao động điều hòa + Con lắc đơn + Con lắc vật lý + Con lắc xoắn Dao động điện từ Mạch LC + Cấu tạo mạch LC + Hoạt động mạch LC Phương trình điện động lực học + Thành lập phương trình điện động lực học + Nghiệm phương trình điện động lực học + Nghiệm phương trình điện động lực học + Các đại lượng đặc trưng dao động điện từ Năng lượng dao động điện từ điều hòa + Năng lượng điện trường + Năng lượng từ trường Sự tương tự điện – 1.4 Tổng hợp dao động điều hòa Tổng hợp hai dao động điều hịa khơng gian chiều + Ví dụ vật thực đồng thời hai dao động điều hòa + Tổng hợp hai dao động điều hịa tần số góc + Tổng hợp hai dao động điều hịa có tần số góc khác + Hiện tượng phách Tần số phách Tổng hợp hai dao động điều hịa mặt phẳng (khơng gian hai chiều) + Ví dụ vật thực đồng thời hai dao động điều hòa mặt phẳng + Tổng hợp hai dao động điều hòa tần số góc + Tổng hợp hai dao động điều hịa có tần số góc khác + Hình Lit – xa – du (Lissajous) Chƣơng 2: Dao động tắt dần dao động trì 2.1 Dao động tắt dần Sơ lược dao động tắt dần + Thế dao động tắt dần + Nguyên nhân gây dao động tắt dần + Ví dụ dao động tắt dần Phương trình vi phân dao động tắt dần + Dao động học tắt dần : lắc có khối lượng m, độ cứng k hệ số ma sát  + Phương trình vi phân dao động học tắt dần + Dao động điện từ tắt dần : mạch dao động có điện dung C, độ tự cảm L điện trở R + Phương trình vi phân dao động điện từ tắt dần Nghiệm phương trình vi phân + Dạng phương trình vi phân: x  2x  02 x  + Phương trình đặc trưng: r  2r  02 r      02 + Các trường hợp cụ thể: * ’ < hay  < 0: ma sát nhỏ * ’ > hay  > 0: ma sát lớn * ’ = hay  = 0: trường hợp tới hạn Trường hợp ma sát nhỏ a Nghiệm phương trình vi phân + Biểu thức nghiệm + Đồ thị phụ thuộc li độ vào thời gian x = x(t) b Các đại lượng đặc trưng dao động tắt dần ma sát nhỏ + Tần số dao động riêng 0 + Chu kỳ quy ước T + Tần số góc quy ước  + Biên độ quy ước A(t) + Hệ số tắt dần  + Thời gian lũy giảm  + Số dao động thực thời gian lũy giảm N + Giảm lượng loga tắt dần  + Hệ số phẩm chất Q Trường hợp ma sát lớn + Nghiệm tổng quát ma sát lớn + Đồ thị li độ theo thời gian x = x(t) theo điều kiện kích thích ban đầu Trường hợp tới hạn + Biểu thức nghiệm trường hợp tới hạn Dao động điện từ tắt dần + Biểu thức nghiệm q  2q  02 q  + Các trường hợp riêng 2.2 Dao động trì + Thế dao động trì? Con lắc đồng hồ Sự trì dao động mạch LC Hệ tự dao động Chƣơng 3: Dao động cƣỡng 3.1 Dao động cưỡng + Thế dao động cưỡng bức? + Ví dụ dao động cưỡng Phương trình vi phân dao động cưỡng + Dao động học cưỡng bức: lắc lị xo có độ cứng k, hệ số ma sát , chịu tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn F = F0cost + Dao động điện từ cưỡng bức: mạch LC có điện trở R đặt vào hiệu điện u(t) = U0cost Nghiệm phương trình vi phân + Biểu thức nghiệm tổng quát: x(t) = x1(t) + x2(t) + Giai đoạn chuyển tiếp + Giai đoạn ổn định Dao động cưỡng + Tổng hợp dao động phương pháp giản đồ véctơ + Lập luận để  < + Biểu thức biên độ dao động cưỡng A = A() + Biểu thức độ lệch pha  3.2 + Các trường hợp riêng Sự cộng hưởng dao động cưỡng Cộng hưởng li độ + Biểu thức biên độ A = A() + Cộng hưởng li độ – Tần số cộng hưởng  CHLD  02  2     + Đồ thị A = A() theo giá trị  khác + Định nghĩa cộng hưởng + Biên độ cộng hưởng li độ + Liên hệ với PTTH  Amax  QA0  