Giáo án Vật lý 12 chương trình chuẩn bài 8: Giao thoa sóng

 BÀI: GIAO THOA SÓNG 
I. MUÏC TIEÂU
 1. Kiến thức
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.
 2. Kỹ năng:
 -Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.
 3. Thái độ: 
II. CHUAÅN BÒ 
1. Thầy: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.
2. Trò : Kiến thức về tổng hợp dao động.
III. TOÅ CHÖÙC HOAÏT ÑOÄNG DAÏY HOÏC
1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, tác phong HS.
2. Kiểm tra bài cũ: Sóng cơ là gì? Phân loại? Bước sóng là gì? Viết phương trình sóng tại một điểm M cách nguồn một khoảng d. Nhận xét về độ lệch pha của sóng tại M so với sóng tại nguồn ở cùng thời điểm? (5p)
3. Tiến trình bài học
TL
Hoaït ñoäng cuûa GV
Hoaït ñoäng cuûa HS
Noäi dung
Hoạt động 1:Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước.
S1
S2
- Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm hình 8.1
S1
S2
- HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm và quan sát kết quả thí nghiệm.
- HS nêu các kết quả quan sát được từ thí nghiệm.
- Những điểm không dao động nằm trên họ các đường hypebol (nét đứt). Những điểm dao động rất mạnh nằm trên họ các đường hypebol (nét liền) kể cả đường trung trực của S1S2.
- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ..
Lưu ý: Họ các đường hypebol này đứng yên tại chỗ.
I. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Thí nghiệm: (SGK)
b. Nhận xét: Trong vùng 2 hệ thống sóng gặp nhau có những đường cong mà các phần tử nước dao động với biên độ cực đại và xen kẽ là những đường cong mà tại đó các phần tử nước không dao động.Các đường cong này nằm ổn định trên mặt nước.
Đó là hiện tượng giao thoa sóng mặt nước.
Hoạt động 2:Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.
- Hướng dẫn HS xây dựng phương trình sóng tại một điểm trong vùng giao thoa.
Giả sử có 2 nguồn tạo sóng S1 và S2 tạo ra 2 hệ thông sóng có phương trình là: u1 = u2 = Acoswt
Gọi M là điểm nằm trong vùng 2 sóng gặp nhau cách nguồn S1 một khoảng d1 cách nguồn S2 một khoảng d2.
- Viết phương trình sóng tại M do sóng từ S1 ; S2 truyền đến ?
- Viết phương trình sóng tổng hợp tại M?
- Hướng dẫn HS đưa tổng 2 cosin về tích.
- Dựa vào biểu thức, có nhận xét về tần số sóng tổng hợp tại M so với sóng tại nguồn?
- Biên độ dao động tổng hợp AM phụ thuộc yếu tố nào?
- Hướng dẫn HS xác định những điểm dao động với biên độ cực đại, cực tiểu.
- Từ biểu thức tính biên độ sóng tổng hợp tại M xác định điều kiện để biên độ cực đại, cực tiểu?
- Tập hợp các điểm đó là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2.Điều đó phù hợp với kết quả quan sát thực nghiệm.
 và 
uM = u1+ u2 
- Sóng tổng hợp tại M cùng tần số với sóng thành phần.
- Phụ thuộc (d2 – d1) hay là phụ thuộc vị trí của điểm M.
- Biên độ sóng tại M cực đại khi:
® 
Hay 
® d2 – d1 = kl (k = 0, ±1, ±2)
-Biên độ sóng tại M cực tiểu khi:
Hay 
® 
(k = 0, ±1, ±2)
II. Cực đại và cực tiểu giao thoa
1. Biểu thức dao động tại một điểm M trong vùng giao thoa
- Giả sử có 2 nguồn tạo sóng S1 và S2 tạo ra 2 hệ thông sóng có phương trình là:
 u1 = u2 = Acoswt
- Gọi M là điểm nằm trong vùng 2 sóng gặp nhau cách nguồn S1 một khoảng d1 cách nguồn S2 một khoảng d2.
-Phương trình sóng tại M do sóng từ S1 ; S2 truyền đến 
 và 
- Phương trình sóng tổng hợp tại M.
uM = u1+ u2 
= 2A.cos .cos 
Hay:
uM= AM.cos(
với AM = 2A.cos là biên độ sóng tổng hợp tại M
Vậy:
- Dao động tại M vẫn là một dao động điều hoà cùng tần số với sóng tại nguồn. 
2. Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa
a. Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa).
d2 – d1 = kl
Với k = 0, ±1, ±2
b. Những điểm đứng yên, hay là có dao động bị triệt tiêu (cực tiểu giao thoa).
Với (k = 0, ±1, ±2)
c. Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2.
8p
Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện giao thoa sóng- sóng kết hợp.
- Yêu cầu HS đọc SGK và cho biết điều kiện để 2 sóng gặp nhau giao thoa được với nhau, thế nào là 2 sóng kết hợp?
- Thông báo điều kiện để xảy ra giao thoa sóng; khái niệm 2 sóng kết hợp.
- Thực hiện theo yêu cầu GV.
- Ghi nhận các khái niệm.
III. Điều kiện giao thoa sóng - Sóng kết hợp.
- Điều kiện giao thoa 2 sóng:
hai nguồn sóng phai dao động cùng phương, cùng tần số(chu kì) và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
- Hai nguồn đó gọi là 2 nguồn kết hợp, 2 sóng đó gọi là 2 sóng kết hợp.
- Hiện tượng giao thoa là đặc trưng của sóng, mọi quá trình sóng đều có thể gây ra hiện tượng giao thoa và ngược lại.
Hoạt động 4:Vận dụng.
- Chứng tỏ rằng khoảng cách giữa 2 điểm thuộc 2 dãy cực đại liên tiếp nằm trên đường nối 2 tâm sóng cách nhau ½ bước sóng?
- Dựa vào điều kiện để điểm M thuộc dãy cực đại để chứng minh.
Chú ý: Khoảng cách giữa 2 điểm thuộc 2 dãy cực đại liên tiếp nằm trên đường nối 2 tâm sóng cách nhau ½ bước sóng.
CUÛNG COÁ: 
IV. RUÙT KINH NGHIEÄM: 
 .