Giáo án môn Vật lí 12 - Tiết 18 - Bài 8: Giao thoa sóng

Tiết ( PPCT): 15
Ngày soạn: / 09 / 2017
Lớp 12 A1; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A2; tiết( TKB ) .; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A3; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A4; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
BÀI 8
GIAO THOA SÓNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng trên mặt nước
- Hiểu và viết được công thức xác định vị trí cực đại cức tiểu của giao thoa
- Hiểu và nêu được điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng. Hiểu thế nào là hai sóng kết hợp
2. Kỹ năng
- Quan sát thí nghiệm và rút ra những nhận xét hợp lý
- Vận dụng các kiến thức đã học để giải bài tập trong SGK và các bài tập tương tự
3. Thái độ
- Nghiêm túc, yêu thích bộ môn
II. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1.Chuẩn bị của GV
- Bộ thí nghiệm giao thoa sóng nước
- Hình vẽ 8.3 SGK
2. Chuẩn bị của HS
- Ôn lại kiến thức về tổng hợp hai dao động điều hòa
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số
2.Kiểm tra bài cũ ( Không )
3. Nội dung bài mới
* Đặt vấn đề: Trong bài trước chúng ta đã tìm hiểu về sóng cơ và sự lan truyền sóng cơ qua thí nghiệm sóng trên mặt nước. Tuy nhiên trong thực tế tại một điểm M bất kì trong không gian có thể có rất nhiều sóng cơ lan truyền đến. Vậy khi đó tại điểm M sẽ xảy ra hiện tượng gì? Sóng tổng hợp tại M sẽ có đặc điểm như thế nào? Để đơn giản trong bài này chúng ta sẽ xét sự chồng chập của hai sóng trên mặt nước.
Hoạt động 1: Thí nghiệm về hiện tượng giao thoa của hai sóng trên mặt nước
Hoạt động GV- HS
Nội dung
GV: Sử dụng bộ thí nghiệm giao thoa sóng
Lưu ý khi tiến hành thí nghiệm
+ Mặt nước phẳng lặng, không chịu tác dụng của các yếu tố bên ngoài
+ Hai đầu nhọn của kim giao thao chạm đều trên mặt nước
HS:Cá nhân quan sát thí nghiệm
GV:?/ Hãy chỉ ra vị trí hai tiêu điểm S1, S2?
?/ Hãy giải thích kết quả thí nghiệm?
HS:Nhận xét kết quả quan sát được
GV: Sử dụng hình 8.3 SGK
GV: Giải thích về các đường nét liền và các đường nét đứt trên hình vẽ
HS:Tiếp thu ghi nhớ
I/ HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SÓNG TRÊN MẶT NƯỚC
1/ Thí nghiệm
Hiện tượng: Trên mặt nước xuất hiện các gợn sóng ổn định có hình hypebol.
2/ Giải thích
Khi cần rung dao động, tại mỗi đầu mũi nhọn phát ra một gợn sóng. Khi hai gợn sóng khác nhau này gặp nhau thì bị chồng chập và cho kết quả như đã quan sát
+ Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa
Hoạt động 2: Xét dao động của một điểm trong vùng giao thoa
GV: Sử dụng hình 8.4 SGK, chỉ ra trên hình vẽ các đoạn và yêu cầu 
G/ý: Coi biên độ hai nguồn như nhau và bằng biên độ nguồn 
?/ Hãy viết phương trình dao động tại điểm M do sóng truyền từ tới?
?/ Hãy viết phương trình dao động tại điểm M do sóng truyền từ S2 tới?
HS viết phương trình dao động của hai nguồn
GV:?/ Tìm dao động tổng hợp tại M?	
?/ Nhận xét về dao động của phần tử tại M khi có hai sóng điều hòa cùng truyền tới?
HS:Thảo luận nhóm TL
GV: G/ý: Xét biên độ, chu kì dao động của phần tử tại M
GV: Nhận thấy rằng biên độ dao động của phần tử tại M phụ thuộc vào hiệu đường đi . Hiệu số này ảnh hưởng đến tính chất dao động tại M như thế nào?
HS:Cá nhân trả lời
II/ CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU
1/ Dao động của một điểm trong vùng giao thoa
 Gọi: , . Chọn gốc thời gian sao cho phương trình dao động của hai nguồn là: 
Sóng truyền từ đến M phần tử tại M dao động có phương trình:
Sóng truyền từ S2 đến M các phần tử tại M dao động có phương trình
Vậy dao động của phần tử tại M là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số
Vậy: Dao động của phần tử tại M là một dao động cùng chu kì với hai dao động thành phần
Với biên độ: 
Hoạt động 3: Xác định vị trí cực đại và cực tiểu
GV ?/ Từ biểu thức của biên độ dao động hãy xác định biên độ dao động của phần tử tại điểm M ứng với trường hợp cực đại? 
HS:Làm việc cá nhân
GV: Quỹ tích những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực đại
HS:Tiếp thu, ghi nhớ
GV:?/ Hãy xác định biên độ dao động của phần tử tại M ứng với trườ
HS:Cá nhân trả lời
GV: Quỹ tích các điểm này là những đường hypebol mà hai tiêu điểm là S1, S2 và được gọi là những vân giao thoa cực tiểu
HS:Tiếp thu, ghi nhớ
2/ Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa
a/ Vị trí các cực đại giao thoa
Điểm M dao động cực đại khi:
Hay 
Tức là: 
KL: Những điểm tại đó dao động với biên độ cực đại là những điểm mà hiều đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng 
b/ Vị trí các cực tiểu giao thoa
Những điểm cực tiểu giao thoa là những điểm đứng yên ứng với
Tức là: 
KL: Những điểm tại đó dao động triệt tiêu là những điểm mà hiệu đường đi của hai nguồn sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng
Hoạt động 4: Tìm hiểu điều kiện giao thoa của hai sóng
GV:Chúng ta vừa xét sự giao thoa của hai sóng mặt nước. tuy nhiên không phải khi nào hai sóng gặp nhau cũng tạo ra được những đường cong ổn định
HS:Nhận thức vấn đề
GV ?/ Vậy khi nào hai sóng gặp nhau thì có thể xảy ra hiện tượng giao thoa?
HS:Cá nhân trả lời
GV ?/ Trong thí nghiệm giao thoa hai nguồn sóng này có đặc điểm gì?
HS: Hoàn thành yêu cầu C2
III/ ĐIỀU KIỆN GIAO THOA. SÓNG KẾT HỢP
* Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải thỏa mãn điều kiện:
+ Dao động cùng phương, cùng chu kì ( hay tần số )
+ Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
Hai nguồn thỏa mãn đk đó được gọi là hai nguồn kết hợp
4. Củng cố, vận dụng
- Yêu cầu HS nhắc lại những kiến thức trong bài bằng cách trả lời nhanh các câu hỏi cuối bài
- Làm bài tập 5, 6 SGK
5. Hướng dẫn tự học
- Hoàn thành bài tập 7, 8 SGK
- Đọc trước nội dung bài 9