Mô tả sóng SVIP

I. 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

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

- Kí hiệu: $T$.

- Đơn vị: giây (s).

2. 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: hertz (Hz).

3. Tần số của một sóng liên hệ với chu kì sóng theo công thức: \(f=\dfrac{1}{T}\).

Một số bội số của đơn vị Hz như:

1 kHz = 10³ Hz

1 MHz = 10⁶ Hz

3. Bước sóng

Bước sóng chính là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì.

- Kí hiệu: \(\lambda\).

- Đơn vị: là 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.

II. LIÊN HỆ GIỮA SÓNG VÀ DAO ĐỘNG CỦA ĐIỂM SÓNG

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

Mô tả sự truyền sóng

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

- Tại \(t=\dfrac{T}{4}\), phần tử nước tại O đi lên đến vị trí biên, trong khi đó sóng truyền đến M cách O một đoạn \(d=\text{v}.\dfrac{T}{4}=\dfrac{\lambda}{4}\). Phần tử nước tại M trễ pha hơn phần tử nước tại O là \(\dfrac{\pi}{2}\) (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, còn sóng lan đến điểm N cách M một khoảng bằng \(\dfrac{\lambda}{2}\). Điểm N trễ pha hơn điểm M là \(\dfrac{\pi}{2}\), hay trễ pha hơn phần tử nước tại O là \(\pi\) (hình b).

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

III. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐƠN GIẢN CỦA ÂM THANH VÀ ÁNH SÁNG

 1. Sự phản xạ và khúc xạ sóng

Hiện tượng phản xạ sóng xảy ra khi sóng gặp mặt phân cách giữa hai môi trường và một phần sóng quay ngược lại môi trường cũ.

Ví dụ:

• Âm thanh: Gặp vật cản phản xạ lại tạo tiếng vang.
• Ánh sáng: Gặp bề mặt vật thể → phản xạ → truyền đến mắt → giúp ta nhìn thấy vật.

Sóng âm phản xạ khi gặp vách hang động nên tai người nghe được âm thanh vọng lại

2. Hiệu ứng Doppler

Theo hiệu ứng Doppler, tần số của sóng thu được bị biến đổi khi nguồn sóng chuyển động tương đối với người quan sát.

- Khi nguồn sóng và người quan sát lại gần nhau, tần số thu được cao hơn tần số gốc.

- Khi nguồn sóng và người quan sát rời xa nhau, tần số thu được thấp hơn tần số gốc.

Tần số sóng thu được thay đổi khi nguồn phát chuyển động so với nguồn thu

Hiệu ứng Doppler được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

• Đo tốc độ của xe (súng bắn tốc độ).
• Chẩn đoán y khoa (siêu âm Doppler).
• Thiên văn học (đo chuyển động của sao và thiên hà).