Chương II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

Nội dung chính của chương:
1. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
2. Các đặc trưng của sóng cơ,
phương trình sóng cơ
3. Giao thoa sóng
4. Sóng dừng
5. Đặc trưng vật lý và đặc trưng
sinh lý của âm thanh

Bài 7. SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
Nội dung chính của bài:
I. Sóng cơ
1. Định nghĩa
2. Phân loại sóng cơ
II. Các đặc trưng của sóng cơ
1. Sự truyền của một sóng hình sin
2. Các đặc trưng của một sóng hình sin
3. Phương trình sóng

I. Sóng cơ

Sóng cơ trên mặt nước

Sóng
cơ
trên
mặt
nước

Sóng
cơ
trên
mặt
nước

1. Thí nghiệm: Gắn một thanh vào một cần dung đặt chạm mặt nước

ÊTÔ

Cần rung

Mũi S

O

M

+ Khi cần rung dao động, trên mặt nước xuất hiện sóng nước hình tròn từ O
lan dần ra xa
+ Thả một vật nhẹ nổi trên mặt nước, nó nhấp nhô tại chỗ

x

2. Định nghĩa
Sóng cơ là dao động lan truyền trong
một môi trường
+ Nguồn sóng là nguồn phát dao động
trong môi trường tạo ra sóng cơ
+ Chỉ xét nguồn sóng dao động điều
hòa

Sóng cơ có
Em hiểu như thế
những trường
nào về sóng cơ?
hợp nào?

O

3. Phân loại sóng cơ
Phương
dao động

Phương truyền sóng

a. Sóng ngang là sóng cơ có phương
dao động vuông góc với phương
truyền sóng

Phương
dao động

Phương truyền sóng

b. Sóng dọc là sóng cơ có phương
dao động trùng với phương truyền
sóng

II. Các đặc trưng của một sóng hình sin
1. Sự truyền của một sóng hình sin
+ Dùng một sợi dây mềm dài, một đầu gắn cố
định. Cho đầu kia dao động, xuất hiện sóng
lan truyền trên dây
+ Giải thích:
Giữa các phân tử vật chất có lực liên kết. Khi
một phân tử dao động và ra xa phân tử liên
kết, xuất hiện lực liên kết tác dụng và kéo
Nguyên
phân tử lân cận
đi theonhân
nhưng chậm hơn một
chút. Đồng thời
liênxuất
kết cũng kéo phân tử
nàolựclàm
ban đầu về VTCB.
Cứ như
vậy dao động
hiện sóng
cơ?
được lan truyền dần ra xa phần tử ban đầu
+ Trong hiện tượng sóng chỉ có pha dao động
truyền đi, phân tử vật chất dao động tại chỗ

A

B

D

C

t=0

E

B
C
D
E

t=

T
4

t=

T
2

t=

3T
4

t=T

+ Sóng cơ chỉ truyền được
trong môi trường vật chất,
không truyền được trong chân
không
+ Sóng ngang chỉ truyền được
trong môi trường có lực liên
kết lớn. Sóng ngang chỉ truyền
được trong chất rắn và bề mặt
chất lỏng
+ Sóng dọc truyền được trong
mọi môi trường vật chất. Sóng
dọc truyền được trong các môi
trường rắn, lỏng, khí

Sóng cơ có thể lan
truyền được trong
môi trường nào?

2. Các đặc trưng của một sóng hình sin
a. Biên độ sóng (A) tại một điểm là biên
độ dao động của phần tử vật chất tại
điểm đó khi có sóng truyền qua
b. Chu kỳ sóng (T) tại một điểm là chu
kỳ dao động của phần tử vật chất tại
điểm đó khi có sóng truyền qua
c. Tần số sóng (f) tại một điểm là tần số
dao động của phần tử vật chất tại điểm
đó khi có sóng truyền qua
+ Chu kỳ (tần số) sóng như nhau tại mọi
điểm và bằng chu kỳ (tần số) của nguồn
sóng

Biên độ sóng

t
T

Sóng
cơ
Khi
Chu
Em
sóng
kỳ,
hiểu
tần
cơcó
thế
truyền
sốnhững
nào
sóngvề
đến
có
biên
đặc
một
điểm
điểm,
độ,
chu
như
phần
kỳ,
thếtần
tửthế
nào?
vật
số
đặc
trưng
như
chất ởTại
sóng?
đó
sao?
dao động
nào?

d. Năng lượng sóng tại một điểm là năng
lượng dao động của phần tử vật chất tại
nơi có sóng truyền qua
- Sóng có ba trường hợp
+ Sóng chỉ truyền theo một phương:
Năng lượng sóng như nhau tại mọi điểm
+ Sóng lan truyền trên một mặt phẳng:
Năng lượng soáng tỷ lệ nghịch với quãng
đường truyền sóng d
+ Sóng truyền trong không gian (mọi
hướng): Năng lượng sóng tỷ lệ nghịch
với bình phương quãng đường truyền
sóng d

Biên độ sóng

O

e. Tốc độ sóng v là tốc độ lan truyền
dao động trong môi trường (Tốc độ
truyền pha dao động)
+ Tốc độ sóng phụ thuộc vào mật độ và
độ lớn của lực liên kết giữa các phần
tử của môi trường truyền sóng: Mật
độ, lực liên kết càng lớn thì tốc độ
sóng càng lớn và ngược lại
+ Trong một môi trường đồng tính tốc
độ sóng không đổi
+ Tốc độ sóng trong môi trường
Rắn > Lỏng > Khí

Phương truyền sóng


v

Hãy
Tốc
phân
độ sóng
biệt phụ
tốc độ
Em hiểu như thế nào
thuộc
sóng với
vàotốc
những
độ sóng
yếu
về tốc độ sóng?
dao
tố nào?
động?

g. Bước sóng ()
+ Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất
trên một phương truyền sóng giữa hai
phần tử vật chất dao động cùng pha
nhau
+ Bước sóng là quãng đường sóng
truyền được trong một chu kỳ
 = v.T
v: Tốc độ sóng
T: Chu kỳ sóng

Phương truyền sóng


v



Em
Bước
hiểu
sóng
như
được
thế tính
nào
về
như
bước
thế sóng?
nào?



III. Phương trình sóng
+ Xét một sóng cơ phát ra từ nguồn dao động O
+ Tại M trên một phương truyền cách nguồn
sóng x, các phần tử vật chất tại M dao động
+ Phương trình sóng tại một điểm là phương trình
dao động của phần tử vật chất tại đó khi có sóng
truyền qua
+ Phương trình dao động tại nguồn:
u0 = Acos(t)

Phương truyền sóng

O

x

M

+ Phương trình sóng tại M:

2x 
 x

u M A M cos  t   A M cos  t 

v
 


(theo chiều truyền sóng)

Em hiểu
như
thếtại
Phương
trình
sóng
một
được xác
nàođiểm
về phương
định
nhưsóng?
thế nào?
trình

x

* Chú ý:
+ Trong hiện tượng sóng, tính theo chiều truyền
sóng: điểm phía trước đóng vai trò là nguồn sóng
cho điểm phía sau
+ Phương trình sóng khi ngược chiều truyền sóng
+ Phương trình dao động tại điểm M có sóng
truyền qua (chọn mốc thời gian tại điểm sóng
truyền qua):
uM = Acos(t)
+ Phương trình sóng tại nguồn cách M: x

x
2x 


u O A O cos  t   A O cos  t 

v
 


(ngược chiều truyền sóng)

Phương truyền sóng

O

x

M

x

Một vài ứng dụng khai thác năng lượng từ sóng biển
Công nghệ khai thác năng lượng sóng biển, nhằm góp phần hạn chế tối đa sự
phát thải khí CO2 vào môi trường sống. Nhiều quốc gia đã có nhà máy điện
dùng năng lượng sóng biển. Việc này có thể áp dụng tốt ở vùng biển nước ta,
theo số liệu khảo sát của Viện Năng lượng, Viện Khoa hoc, công nghệ Việt Nam.
Sóng biển tạo ra nguồn năng lượng vô tận. Các kết quả tính toán cho thấy năng
lượng sóng dọc dải ven bờ của nước ta rất phong phú. Dòng năng lượng trung
bình yếu nhất đạt 15kW/m; mạnh nhất 30kW/m. Cụ thể vịnh Hạ Long, Quảng
Ninh, vịnh Gành Rái, Bà Rịa - Vũng Tàu hội tụ đủ ba yếu tố: Mật độ năng
lượng GWh/km2; tiềm năng GWh; hiệu suất GWh/km. Đủ điều kiện để xây
dựng nhà máy thủy điện thủy triều. Đã có nhiều nước trên thế giới đang khai
thác nguồn năng lượng sạch này góp phần tích cực, mục đích giảm phát thải
CO2 bằng các công nghệ thiết bị dưới đây:

Trạm điện sóng biển đầu tiên tại
Hawaii

Trạm điện sóng biển tại Na Uy

Thiết bị Wavestar sử dụng sóng biển tạo ra điện của Đan Mạch

Hệ thống khai thác năng lượng từ sóng biển để sản xuất điện của Australia

Củng cố bài học
Câu 1: Tìm nhận định đúng trong các câu sau:
A. Sóng ngang có phương dao động trùng với phương truyền sóng
B. Sóng cơ học truyền được trong các môi trường vật chất và cả trong chân
không
C. Trong hiện tượng sóng, các phần tử vật chất truyền đi theo pha của dao
động
D. Bế mặt của nước truyền được sóng ngang

Củng cố bài học
Câu 1: Một sóng có tần số 120 Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60
m/s. Bước sóng của sóng này là:
A. 1,0 m

B. 0,5 m

C. 2,0 m

D. 5,0 m

v
 v.T 
f

60

0,5(m)
120

Nội dung tự học
1. Ôn tập nội dung bài đã học
+ Hiện tượng sóng, giải thích hiện tượng sóng,
+ Định nghĩa sóng cơ; phân loại sóng cơ
+ Các đặc trưng của một sóng hình sin: Biên độ sóng; Chu kỳ sóng, tần số
sóng; năng lượng sóng; tốc độ sóng; bước sóng
+ Phương trình sóng: Định nghĩa; cách viết phương trình sóng tại một điểm
+ Làm các bài tập có liên quan trong SGK và tài liệu học tập
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo:
Bài 8: Giao thoa sóng
+ Các nội dung chính của bài
+ Các nội dung đó như thế nào

Học tập là hạt giống của kiến thức,
kiến thức là hạt giống của hạnh phúc