Mô tả sóng SVIP

I. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH SÓNG

Sự truyền sóng trên mặt nước

Sự truyền sóng mặt nước xảy ra khi các phần tử nước gần nguồn O dao động theo phương thẳng đứng, nhờ lực liên kết nên dao động được truyền lần lượt từ phần tử này sang phần tử khác, tạo thành sóng lan truyền.

Hai nguyên nhân tạo nên sóng truyền trong một môi trường là:

- Nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường tại điểm O.

- Lực liên kết giữa các phần tử của môi trường.

❗ Lưu ý:

- Các phần tử chỉ dao động tại chỗ, còn sóng truyền đi xa.

- Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào tính chất môi trường, không phụ thuộc vào tần số dao động.

Sự lệch pha của các phần tử môi trường trên phương truyền sóng

Xét sóng mặt nước hình sin lan truyền từ nguồn O theo phương Ox:

Hình 2. Mô tả sự truyền sóng

- Tại \(t=0\), phần tử nước tại O bắt đầu đi lên, các điểm khác chưa dao động.

- Tại \(t=\dfrac{T}{4}\), phần tử nước tại O đi lên đến vị trí biên, phần tử nước tại M trễ pha hơn phần tử nước tại O là \(\dfrac{\pi}{2}\) với \(MO=d=v.\dfrac{T}{4}=\dfrac{\lambda}{4}\) (hình a).

- Tại \(t=\dfrac{T}{2}\), phần tử nước tại O về đến vị trí cân bằng, phần tử nước tại M đi lên đến vị trí biên, N trễ pha hơn điểm M là \(\dfrac{\pi}{2}\), hay trễ pha hơn phần tử nước tại O là \(\pi\) với  \(NO=d=v.\dfrac{T}{2}\) (hình b).

- Tại \(t=\dfrac{3T}{4}\), \(t=T\), hình dạng của sóng được chỉ trên hình c, d.

II. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG

Đồ thị li độ - khoảng cách và các đại lượng đặc trưng của sóng

1. Biên độ sóng

Li độ của một phần tử sóng so với vị trí cân bằng là khoảng cách từ phần tử sóng đó đến vị trí cân bằng.

Biên độ sóng là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng.

- Kí hiệu: \(A\).

- Đơn vị: mét (m).

Sóng có biên độ càng lớn thì phần tử sóng dao động càng mạnh.

2. Tần số và chu kì sóng

Chu kì sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng.

- Kí hiệu: $T$

- Đơn vị: giây (s).

Tần số sóng là số dao động mà mỗi phần tử sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian.

- Kí hiệu: $f$.

- Đơn vị: héc (Hz).

Mối liên hệ giữa tần số và chu kì sóng: \(f=\dfrac{1}{T}\).

3. Bước sóng

Bước sóng là khoảng cách từ một phần tử môi trường bất kì trên phương truyền sóng đến phần tử gần nhất có trạng thái dao động hoàn toàn tương tự hay chính là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì.

- Kí hiệu: \(\lambda\).

- Đơn vị: mét (m).

4. Tốc độ sóng

Tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian gọi là tốc độ của sóng. Đây cũng là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.

- Kí hiệu $v$.

- Đơn vị: m/s.

Giữa các đại lượng \(v,\lambda,T\) hay \(f\) có mối liên hệ sau:

\(\lambda=vT=\dfrac{v}{f}\)

5. Cường độ sóng

Cường độ sóng là năng lượng sóng được truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

- Kí hiệu: $I$.

- Biểu thức: \(I=\frac{E}{S.\Delta t}\).

- Đơn vị: W/m².