Trong vật lý, sóng dừng, hay còn được gọi là sóng đứng, sóng tĩnh là một loại sóng dao động theo thời gian nhưng có biên độ đỉnh sóng không di chuyển trong không gian. Biên độ đỉnh của dao động sóng tại bất kỳ điểm nào trong không gian là một hằng số không đổi với thời gian.
Sóng dừng được hình thành bởi sự giao thoa của hai sóng ngược chiều, hai loại sóng đó là sóng phản xạ và sóng tới, được xét trên cùng một phương truyền. Kết quả của quá trình giao thoa này sẽ tạo ra một hệ sóng đứng nếu truyền theo cùng một phương hướng.
Trong sóng dừng luôn có một điểm đứng yên gọi là nút và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.
Vừa rồi chúng ta đã đi tìm hiểu về khái niệm, vậy thì tính chất của chúng sẽ được thể hiện như thế nào? Cùng tìm hiểu rõ hơn thông qua các thông tin được cung cấp dưới đây:
Tốc độ truyền sóng: v=λf=λ/T
Tần số dao động:
Ta có: l=kλ/2<=>f=(kv)/(2l)
fmin=v/(2l) (Tần số nhỏ nhất để xuất hiện sóng dừng trên sợi dây có 2 đầu cố định)
Khi có 2 tần số liên tiếp tạo ra được sóng dừng mà bài yêu cầu tìm fmin
Ta có:
f1=fmin=v/(2l)
f2=2f1=(2v)/(2l)
f3=3f1=(3v)/(2l)
=>f1=f3-f2
Vậy: fmin=fn+1- fn
Gọi a là biên độ dao động của nguồn thì biên độ dao động của bụng là 2a, bề rộng của bụng sóng là 4a
Sau khi đã tìm hiểu về tính chất của chúng rồi thì điều kiện để xảy ra hiện tượng sóng dừng sẽ là gì? Theo nghiên cứu thì sẽ có 2 trường hợp để có thể xảy ra được hiện tượng này. Cùng tìm hiểu rõ hơn trong phần thông tin bên dưới do AME Group cung cấp.
l=kλ/2 (k là số tự nhiên lớn hơn 0)
Trong đó:
Số bụng sóng = số bó sóng = k
Số nút sóng = k+1
l=(2k+1)λ/4 (k là số tự nhiên lớn hơn 0)
Trong đó:
Số bó sóng = k
Số bụng sóng = số nút sóng = k+1
Tần số:
Ta có l=kλ/2 + λ/4
<=> l=λ(k/2+1/4)<=>l=(v/f)*(k/2+1/4)
=> f = (v/l)*(k/2+1/4) => f = ((2k+1)*v)/(4l)
fmin = v/(4l)
Khi có 2 tần số liên tiếp tạo ra được sóng dừng mà bài yêu cầu tìm fmin
f1 = fmin = v/(4l)
f2 = 3f1 = (3v)/(4l)
f3 = 5f1 = (5v)/(4l)
=> f1 = fmin = (f3-f2)/2
Chú ý: Nếu đầu nào gắn với cần rung hoặc âm thoa thì đầu đấy là nút. Nếu treo lơ lửng hoặc thả tự do thì đầu đấy là bụng sóng
Gọi hai đầu sóng lần lượt theo thứ tự sẽ là A và B. Từ đó chúng ta sẽ có những phương trình sóng dừng dưới đây.
Ta có phương trình sóng dừng sau:
Thường thì sóng dừng được ứng dụng trong các trường hợp sau đây:
Như vậy là vừa rồi chúng ta đã tìm hiểu về sóng dừng và những thông tin hữu ích liên quan. Hy vọng bài viết trên của AME Group có thể giúp bạn trong quá trình tìm hiểu. Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết của chúng tôi.
Link nội dung: https://caohockinhte.edu.vn/ung-dung-cua-song-dung-a54327.html