Lý thuyết Sóng dừng (Cánh diều 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 4: Sóng dừng

A. Lý thuyết Sóng dừng

I. Hiện tượng sóng dừng trên dây

- Hiện tượng xuất hiện các điểm đứng yên ở những vị trí xác định khi đang có sóng lan truyền được gọi là hiện tượng sóng dừng

- Những điểm đứng yên được gọi là nút sóng

- Những điểm chính giữa hai nút sóng là những điểm dao động với biên độ lớn nhất được gọi là bụng sóng
II. Giải thích sự tạo thành sóng dừng

- Xét sự truyền sóng trên lò xo đàn hồi AB có đầu B được gắn cố định. Cầm đầu tự do A của lò xo đưa lên xuống để gây ra một biến dạng cho lò xo. Biến dạng này truyền dọc theo lò xo đến B thì bị đổi chiều và truyền ngược lại

Sóng được truyền từ nguồn phát đến vật cản được gọi là sóng tới, sóng được truyền ngược lại từ vật cản được gọi là sóng phản xạ

- Những điểm xác định đứng yên do sóng tới và sóng phản xạ ở điểm đó ngược pha nên triệt tiêu lẫn nhau. Đó là vị trí các nút sóng

- Bụng sóng dao động với biên độ lớn nhất do sóng tới và sóng phản xạ ở điểm đó đồng pha nên tăng cường lẫn nhau

- Chính giữa hai nút sóng liên tiếp là vị trí bụng sóng nên khoảng cách giữa bụng sóng và nút sóng gần nhất bằng một phần tư bước sóng

- Điều kiện để có sóng dừng trên dây

Trường hợp sợi dây có hai đầu cố định

$L=k\frac{\lambda }{2}$ (k=1, 2, 3, …)

Trường hợp sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do

$L=(2k+1)\frac{\lambda }{4}$ (k=0, 1, 2, …)

III. Đo tốc độ truyền âm

- Hiện tượng sóng dừng được ứng dụng để đo tốc độ truyền âm trong ống cộng hưởng

Sơ đồ tư duy về “Sóng dừng”

B. Trắc nghiệm Sóng dừng

Câu 1: Một sợi dây đàn hồi dài 100 cm có hai đầu A, B cố định. Một sóng truyền có tần số 50 Hz với tốc độ truyền sóng là 20 m/s. Số bó sóng trên dây là

A. 500.

B. 5.

C. 50.

D. 10.

Câu 2: Dây AB dài 40 cm căng ngang, 2 đầu cố định. Khi có sóng dừng thì tại M là bụng thứ 4 kể từ B, biết BM = 14 cm. Số bụng sóng trên dây AB là

A. 9.

B. 10.

C. 11.

D. 12.

Câu 3: Dây AB dài 30 cm căng ngang, 2 đầu cố định. Khi có sóng dừng thì tại N cách B khoảng 9 cm là nút thứ 3 (đếm từ đầu B và không kể B. Số nút trên dây AB (tính cả A và B) là

A. 9.

B. 10.

C. 11.

D. 12.

Câu 4: Dây AB dài 21 cm treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào nhánh âm thoa dao động với tần số 100 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s ta thấy trên dây có sóng dừng. Số nút, số bụng trên dây lần lượt là

A. 11,10.

B. 11, 11.

C. 10, 11.

D. 10, 10.

Câu 5: Một sợi dây AB dài 2,25m đầu B tự do, đầu A gắn với một nhánh âm thoa dao động với tần số 20Hz biết tốc độ truyền sóng là 20m/s thì trên dây

A. không có sóng dừng.

B. có sóng dừng với 5 nút, 5 bụng.

C. có sóng dừng với 5 nút, 6 bụng.

D. có sóng dừng với 6 nút, 5 bụng.

Câu 11: Trên một sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 60 m/s.

B. 80 m/s.

C. 40 m/s.

D. 100 m/s.

Câu 12: Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,8 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với 6 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 20 m/s.

B. 600 m/s.

C. 60 m/s.

D. 10 m/s.