Sóng dừng SVIP

1. SỰ PHẢN XẠ SÓNG

Quá trình phản xạ sóng trong trường hợp đầu dây cố định và đầu dây tự do

Khi sóng gặp vật cản, nó sẽ phản xạ trở lại. Sóng phát ra từ nguồn đến vật cản gọi là sóng tới, còn sóng quay ngược lại gọi là sóng phản xạ. Sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng với sóng tới.

- Nếu đầu dây cố định, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.

- Nếu đầu dây tự do, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới.

2. HIỆN TƯỢNG SÓNG DỪNG

Sóng dừng là sóng có các nút sóng và bụng sóng cố định trong không gian. Hai nút sóng liên tiếp hoặc hai bụng sóng liên tiếp cách nhau một khoảng bằng nửa bước sóng.

Bụng sóng và nút sóng của sóng dừng

Vị trí các bụng sóng được xác định bằng biểu thức:

\(d=\left(k+\dfrac{1}{2}\right)\dfrac{\lambda}{2}\) với $k$ = 0, 1, 2,...

Vị trí các nút sóng được xác định bằng biểu thức:

\(d=k\dfrac{\lambda}{2}\) với $k$ = 0, 1, 2,...

Trong đó $d$ là khoảng cách từ một điểm trên dây đến một dầu dây.

3. ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ SÓNG DỪNG

➤ Trường hợp sợi dây có hai đầu cố định

Để có sóng dừng trên dây thì độ dài dây $L$ phải thỏa mãn:

\(L=n\dfrac{\lambda}{2}=n\dfrac{v}{2f}\) với \(n=1,2,3,...\)

với $v$ là tốc độ truyền sóng trên dây.

Xét sóng âm, ta có:

- Khi $n=1$: \(f_1=\dfrac{v}{2L}\) được gọi là họa âm bậc 1 (âm cơ bản).

- Tổng quát: \(f_n=nf_1\) được gọi là họa âm bậc n.

Trường hợp hai đầu cố định thường gặp ở một số nhạc cụ như đàn guitar, đàn tranh, đàn bầu,... Âm phát ra gồm âm cơ bản và các họa âm.

Đàn guitar

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

Để quan sát được sóng dừng trên dây thì độ dài dây sẽ phải đáp ứng điều kiện:

\(L=\left(2n+1\right)\dfrac{\lambda}{4}=m\dfrac{v}{4f}\) với \(m=1,3,5,...\)

Xét sóng âm, ta có:

- Khi $m=1$: \(f_1=\dfrac{v}{4L}\) được gọi là họa âm bậc 1 (âm cơ bản).

- Tổng quát: \(f_m=mf_1\) được gọi là họa âm bậc m.