Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào?

Bạn đang xem: Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào? tại nyse.edu.vn

Sóng cơ học là một mảng kiến thức quan trọng trong giáo trình Vật lý 12. Vậy sóng cơ học là gì? Sóng cơ học có thể truyền đi theo những cách nào? Hãy cùng superclean.vn tìm hiểu những thông tin quan trọng này qua bài viết dưới đây nhé!

Sóng cơ là gì?

Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong môi trường theo thời gian. Khi một sóng truyền trong một môi trường, các phần tử dao động xung quanh vị trí cân bằng của chúng, không chuyển động theo sóng, nhưng phần xung quanh sóng thì có.

Sóng cơ học là gì?

Bài viết tham khảo: 5 kim loại tốt nhất và tệ nhất. Vì sao kim loại dẫn điện tốt?

Sóng cơ lan truyền như thế nào?

Sóng cơ học có thể lan truyền trong chất đàn hồi (rắn, lỏng và khí), nhưng sóng cơ học không thể truyền trong chân không. Đây cũng chính là điểm khác biệt rõ ràng giữa sóng điện từ và sóng cơ học.

Tốc độ truyền sóng sẽ phụ thuộc vào độ tan của môi trường. Môi trường càng đàn hồi thì tốc độ truyền sóng càng cao và khả năng truyền sóng càng giảm. Từ đó xác định tốc độ và chiều lan truyền của dòng điện theo thứ tự: rắn > lỏng > khí.

Ngoài ra, các chất liệu như nhung, xốp… có một chút yếu điểm là làm giảm độ mạnh của sóng được thiết kế để lan truyền. Do đó, chúng thường được sử dụng làm thiết bị bảo vệ.

Nhóm sóng cơ học

Có hai loại sóng cơ học:

Sóng ngang: Loại sóng này có phương truyền vuông góc với phương dao động của các phân tử vật chất. Sóng cơ truyền trong chất rắn và chất lỏng.

Ví dụ về sóng ngang: sóng trên mặt nước, sóng trên dây cao su, v.v.

Sóng dọc: Một loại sóng có phương thức lan truyền liên quan đến sự dao động của các phân tử. Sóng dọc truyền được ở cả 3 dạng khí, lỏng và rắn.

Ví dụ về sóng cơ dọc: con lắc lò xo treo thẳng đứng, sóng âm, sóng trong nước, v.v.

Ngoài ra còn có sóng bề mặt, đây là loại sóng lan truyền trên mặt phân cách giữa các phần dao động của vật chất như: nước – không khí, chất rắn – không khí, chất rắn – nước.

Ví dụ: Sóng trên mặt nước….

Nhóm sóng cơ học

Sóng cơ học là gì?

Tần số của sóng cơ bao gồm:

Biên độ sóng (A)

Là biên độ dao động của phần tử tại tâm sóng truyền qua. Trong quá trình truyền sóng, biên độ dao động gần như không đổi.

Biên độ sóng ≃ Độ lớn của vật dao động. (m)

Thời gian (T), Tần suất (f)

Chu kỳ dao động của phần tử tại tâm mà sóng truyền qua. Đơn vị đo là giây (s).
Tần số là tốc độ dao động của các hạt mà sóng truyền qua. Đơn vị đo là Hz.

Công thức tính toán:

(ω: Tần số góc của sóng, t: Thời gian quan sát n đỉnh sóng.)

Tốc độ sóng (v)

Vận tốc khuếch tán biểu thị sự lan truyền các dao động của môi trường (khác với vận tốc của các hạt). Nói cách khác, vận tốc của sóng là quãng đường mà sóng truyền được trong một thời gian nhất định.

Tại một thời điểm nhất định, giá trị của v không đổi. Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của môi trường (v rắn > v lỏng > v khí).

Đơn vị đo vận tốc truyền sóng là m/s.

Khi sóng truyền đi được quãng đường d trong thời gian t thì vận tốc của sóng được xác định như sau:

Bước sóng (λ)

Đây là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ. Nói cách khác, bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa các điểm dao động trên cùng một phía của phương truyền sóng.
Đơn vị đo bước sóng là m.

Bước sóng được xác định theo công thức:

Năng lượng truyền sóng (Ei)

Đây là lực dao động của vật quay tại một vị trí xác định. Trên thực tế, cường độ của sóng sẽ giảm dần khi sóng truyền đi xa hơn.

Sự lan truyền sóng là sự lan truyền của nhiều đồng hồ

Trong môi trường thực, sự lan truyền của sóng cơ học phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Tuy nhiên, trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về sự lan truyền của sóng hình sin.

Gọi O là nguồn sóng thì sóng truyền dọc theo trục x với vận tốc v sẽ có phương trình dao động là:

Gọi M là một điểm cách nguồn O một khoảng x. Sóng truyền từ O đến M trong thời gian △t = x/v. Khi đó, ta có phương trình dao động tại điểm M như sau:

Nếu bỏ qua sự mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì: A0 = AM = A. Khi đó, ta có phương trình truyền sóng như sau:

Tóm lại, tại M cách nguồn O một khoảng x theo phương truyền sóng, ta có các bụng sóng sau:

Nếu sóng hình sin truyền theo phương x ox thì ta có phương trình truyền sóng là:

Nếu dòng điện ngược chiều với trục x thì phương trình:

Trong đó:

Ghi chú: Trong bối cảnh này, nếu một sóng không được chỉ định, nó sẽ được hiểu là lan truyền dọc theo trục dương.

lệch pha sóng

Tại một thời điểm nhất định, độ lệch pha tại 2 điểm M và N trên phương truyền sóng được xác định như sau:

Từ đó, ta có:

Giả sử hai điểm đổi pha: d = k.
Cần 2 điểm giao thoa trường: d = (k + 0,5)
Lý tưởng cho hai điểm chuyển động trên một đường tròn: d = [(k + 0.5)]/2

=> Chúng ta phải ghi nhớ những điều sau:

Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha là .
Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha là /2
Khoảng cách ngắn nhất để 2 điểm dao động vuông pha là /4.

Một số câu hỏi về sóng cơ học

Sóng cơ học có truyền được trong chân không?

KHÔNG. Sóng cơ học có thể lan truyền trong các vật liệu đàn hồi như chất rắn, chất lỏng và chất khí.

Sóng âm có phải là sóng cơ học không?

Sóng âm là sóng cơ học truyền được trong các chất rắn, lỏng, khí. Sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz.

Sóng âm là sóng cơ học

Điều kiện để hai sóng cơ gặp nhau là gì?

Để hai sóng cơ học gặp nhau và giao thoa với nhau thì phải thoả mãn điều kiện:

Xuất phát từ 2 nguồn rung động khác nhau.
Hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số.
Hai nguồn dao động có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

Bài viết tham khảo: Bức xạ nhiệt là gì? Sử dụng bức xạ nhiệt trong thực tế

Một số dạng bài tập về sóng cơ học

Loại 1: Bài tập để có thêm sóng

Ghi nhớ các công thức:

Nếu số sóng quan sát được là n trong thời gian t, thì thời gian T được định nghĩa là:

Vì L là khoảng cách giữa các bụng sóng liên tiếp nên bước sóng được định nghĩa là:

Gọi L là khoảng cách từ đỉnh sóng thứ m đến cuối sóng thứ n, khi đó ta có:

Ví dụ 1: Một người ngồi trên bãi biển nhìn thấy 10 ngọn sóng vỗ vào nhau trong 45s, khoảng cách giữa hai ngọn sóng gần nhất là 4m. Xác định cường độ dòng điện và tốc độ dòng điện.

Hồi đáp:

Ví dụ 2: Một người quan sát chiếc túi trên sóng thấy nó dao động 10 lần trong 27s, khoảng cách giữa 5 đợt sóng liên tiếp là 20m. Bạn có thể cho tôi biết tốc độ của sóng?

Hồi đáp:

Dạng 2: Độ lệch pha giữa 2 điểm trên cùng một phương truyền sóng

Phương pháp: Nắm được điều kiện để hai điểm dao động cùng phương truyền sóng, ngược pha và vuông góc với nhau.

Hình ảnh: Một sóng điện có tần số 50 Hz truyền trong một môi trường với vận tốc 160 m/s. Trong cùng một thời điểm, hai điểm rất gần nhau, cùng phương truyền sóng thì dao động ngược pha nhau. Tìm khoảng cách giữa hai điểm?

Hồi đáp:

Dạng 3: Bài tập liên quan đến phương trình sóng

Tất cả các tùy chọn: Tìm hiểu phương trình sóng là gì, cách tính phương trình sóng và cách tính phương trình sóng.

Hình ảnh:

Trên đây là những gì chúng tôi đã giải thích sẽ giúp bạn hiểu ý nghĩa của sóng cơ học và các hiện tượng quan trọng khác. Hi vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các em luyện tập!

Bạn thấy bài viết Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào? có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào? bên dưới để Học viện Anh ngữ toàn diện NYSE có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: nyse.edu.vn của Học viện Anh ngữ toàn diện NYSE

Nhớ để nguồn bài viết này: Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào? của website nyse.edu.vn

Chuyên mục: Hỏi đáp

[expander_maker more=”Xem thêm chi tiết về Sóng cơ là gì? Sóng cơ truyền được trong các môi trường nào?” less=”Read less”]