Giải bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

A. Lý thuyết

I. Sóng cơ

1. Định nghĩa

Sóng cơ là dao động cơ trong một môi trường vật chất theo thời gian.

2. Phân loại

Sóng cơ được phân ra làm hai loại: Sóng ngang và sóng dọc

• Sóng ngang: Là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang là sóng truyền trên mặt nước và truyền trong chất rắn.
• Sóng dọc: Là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong cả chất rắn, lỏng, khí.

Chú ý: Sóng cơ không truyền được trong chân không.

II. Các đặc trưng của một sóng hình sin

Sóng hình sin được đặc trưng bởi các đại lượng sau đây:

• Biên độ sóng: Biên độ A của sóng là biên độ của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
• Chu kì (tần số) của sóng (T): là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

Tần số $f = \frac{1}{T}$.

• Tốc độ truyền sóng (v): Là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường. Đối với mỗi môi trường tốc độ truyền sóng là một đại lượng không đổi.
• Bước sóng ($\lambda $): là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì.

$\lambda  = v.T = \frac{v}{f}$.

Hai phần tử cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha.

• Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

III. Phương trình sóng

Xét một nguồn sóng O phát sóng hình sin trong môi trường dọc theo trục x.

Chọn gốc tọa độ tại O, gốc thời gian sao cho phương trình dao động tại O là:

$u_{O} = A\cos wt $.

Khi đó phương trình dao động tại điểm M có tọa độ x là:

$u_{M} = A\cos w(t – \frac{x}{v})= A\cos 2\pi (\frac{t}{T} – \frac{x}{\lambda }) = A\cos (wt – \frac{2\pi .x}{\lambda }) $.