Lý thuyết Mô tả sóng (Cánh diều 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 1: Mô tả sóng

A. Lý thuyết Mô tả sóng

I. Các đại lượng đặc trưng của sóng

1. Biên độ sóng

- Độ dịch chuyển của một điểm sóng so với vị trí cân bằng của nó là li độ của điểm sóng đó

- Độ lớn của độ dịch chuyển cực đại khỏi vị trí cần bằng của một điểm sóng được gọi là biên độ sóng, kí hiệu là A, đơn vị là mét (m)

2. Tần số và chu kì sóng

- Thời gian thực hiện một dao động của một điểm sóng được gọi là chu kì sóng, kí hiệu T, đơn vị là giây (s)

- Số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian được gọi là tần số sóng, kí hiệu f, đơn vị hertz (Hz)

$f=\frac{1}{T}$

3. Bước sóng

- Quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng được gọi là bước sóng, kí hiệu $\lambda$, đơn vị là mét (m)

4. Tốc độ sóng

- Tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian được gọi là tốc độ của sóng, kí hiệu v, đây là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường, được đo bằng m/s

- Công thức tính tốc độ sóng $v=f.\lambda$

5. Cường độ sóng

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

$I=\frac{E}{S.t}$, đơn vị: W/m2

Trong đó: E là năng lượng sóng truyền qua một diện tích S vuông góc với phương truyền sóng trong thời gian t

II. Liên hệ giữa sóng và dao động của điểm sóng

III. Một số tính chất đơn giản của âm thanh và ánh sáng

1. Sự phản xạ và khúc xạ sóng

- Cả âm thanh và ánh sáng đều bị phản xạ khi gặp mặt chắn. Hướng truyền của tia phản xạ giúp người quan sát thấy được ảnh của vật qua mặt phản xạ

- Âm phản xạ đến tai chậm hơn âm trực tiếp từ 1/15 giây thì ta sẽ nghe được âm thanh trực tiếp và âm phản xạ lặp lại tạo thành tiếng vang

2. Hiệu ứng Doppler

- Tần số của sóng mà người quan sát thu được bị biến đổi khi nguồn sóng chuyển động tương đối với người quan sát

- Khi nguồn sóng và người quan sát chuyển động lại gần nhau thì tốc độ sóng đối với người quan sát lớn hơn so với khi cả hai đứng yên với nhau

- Khi nguồn sóng và người quan sát chuyển động ra xa nhau thì tần số sóng mà người quan sát thu được sẽ nhỏ hơn tần số do nguồn phát ra

- Ứng dụng: đo tốc độ của vật chuyển động

Sơ đồ tư duy về “Mô tả sóng”

B. Trắc nghiệm Mô tả sóng

Câu 1: Người ta gây một chấn động ở đầu O một dây cao su căng thẳng làm tạo nên một dao động theo phương vuông góc với vị trí bình thường của dây, với chu kỳ 1,8 s. Sau 4 s chuyển động truyền được 20 m dọc theo dây. Bước sóng của sóng tạo thành truyền trên dây là

A. 9 m.

B. 6 m.

C. 4 m.

D. 3 m.

Câu 2: Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 7 lần trong 18 giây và đo được khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp là 3 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là

A. 2 m/s.

B. 1 m/s.

C. 1,5 m/s.

D. 0,5 m/s.

Câu 3: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 120cm và có 4 ngọn sóng qua trước mặt trong 6 s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 1,2m/s.

B. 0,8m/s.

C. 1,6m/s.

D. 0,6m/s.

Câu 4: Một sóng cơ học có biên độ A bước sóng $\text{λ.}$ Vận tốc dao động cực đại của phần tử môi trường bằng hai lần tốc độ truyền sóng khi

A. $\text{λ =}\frac{\text{πA}}{\text{2}}\text{.}$

B. $\text{λ = πA.}$

C. $\text{λ = 2πA.}$

D. $\text{λ =}\frac{\text{πA}}{\text{4}}.$

Câu 5: Sóng âm truyền từ nước ra ngoài không khí. Tốc độ truyền sóng trong các môi trường nước và không khí lần lượt là 1480 m/s và 340 m/s. Cho biết bước sóng khi truyền trong nước là 0,136 m. Bước sóng khi ra ngoài không khí xấp xỉ bằng

A. 592 mm.

B. 31,2 mm.

C. 0,77 m.

D. 185 mm.

Câu 11: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi là 4 cm. Khi phần tử vật chất nhất định của môi trường đi được quãng đường 8 cm thì sóng truyền thêm được quãng đường bằng

A. 10 cm.

B. 15 cm.

C. 20 cm.

D. 5 cm.

Câu 12: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi là 4 cm. Khi phần tử vật chất nhất định của môi trường đi được quãng đường S thì sóng truyền thêm được quãng đường 25 cm. Giá trị S bằng

A. 24 cm.

B. 25 cm.

C. 56 cm.

D. 40 cm.