(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Sóng

Chuyên đề Sóng trong tài liệu ôn thi Đánh giá năng lực, Đánh giá tư duy theo cấu trúc mới nhất đầy đủ lý thuyết trọng tâm, các dạng bài & bài tập đa dạng từ cơ bản đến nâng cao giúp Giáo viên & học sinh có thêm tài liệu ôn thi ĐGNL HSA, VACT và ĐGTD TSA đạt kết quả cao.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Sóng

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Chỉ từ 200k mua trọn bộ Đề thi & Tài liệu ôn thi ĐGNL - ĐGTD năm 2025 của các trường theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG

1. Định nghĩa: Sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian.

2. Các đại lượng đặc trưng

• Tần số sóng f (Hz) bằng tần số dao động của phần tử sóng: $f=\frac{1}{T}$.

• Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha gần nhau nhất trên phương truyền sóng.

Bước sóng còn là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì dao động.

• Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong không gian.

$v=\lambda f=\frac{\lambda }{T}$

Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào các đặc tính của môi trường như mật độ môi trường, tính đàn hồi, nhiệt độ, áp suất,..

• Cường độ sóng I (W/m²): là năng lượng sóng truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

$I=\frac{E}{S.\Delta t}=\frac{\mathcal{P}}{S}$

3. Phân loại

Sóng ngang là sóng mà các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Sóng dọc là sóng mà các phần tử của mỗi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

4. Phương trình sóng

Tại nguồn: $u_0=A\cos (\omega t+\phi )$

Tại điểm M sau nguồn, cách nguồn một khoảng x: $u_0=A\cos \left(\omega t+\phi -\frac{2\pi x}{\lambda }\right)$

Phương trình sóng có tính tuần hoàn theo không gian với chu kì λ và theo thời gian với chu kì T.

5. Sóng âm

• Phân loại sóng âm:

- Hạ âm là những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz.

- Âm thanh là những âm có tần số từ 16 Hz đến 20 000 Hz và gây cho tai người cảm giác âm.

- Siêu âm là những âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz.

- Hạ âm và siêu âm là những âm mà tai người không thể nghe được.

Mức cường độ âm: Độ to của âm được đo bởi đại lượng mức cường độ âm.

$L=10\log \frac{I}{I_0}\left(dB\right)$

Trong đó:

+ L là mức cường độ âm. Đơn vị: Đêxiben (dB). 1 Ben (B) = 10 đêxiben (dB)

+ I là cường độ âm, I₀ là cường độ âm chuẩn.

Thường lấy ${\text{I}}_0={10}^{-12} \text{W}/{\text{m}}^2$ khi tần số âm là 1 000 Hz.

II. SÓNG ĐIỆN TỪ

1. Sóng điện từ

Định nghĩa: Sóng điện từ là sự lan truyền của điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong không gian.

Đặc điểm sóng điện từ:

+ Sóng điện từ là sóng ngang, trong quá trình truyền sóng cường độ điện trường và cường độ từ trường biến thiên theo các phương vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Do đó $\overrightarrow{E}\perp \overrightarrow{B}\perp \overrightarrow{c}$.

+ Sóng điện từ truyền được trong chân không với tốc độ bảng tốc độ ánh sáng c = 3.10⁸ m/s.

III. GIAO THOA SÓNG

1. Khái niệm

Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau, tăng cường nhau hoặc làm suy yếu nhau tại một số vị trí trong môi trường.

2. Điều kiện để xảy ra giao thoa

Hai sóng gặp nhau là hai sóng kết hợp có đặc điểm:

- Dao động cùng phương, cùng tần số.

- Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

3. Giao thoa sóng cơ

Hệ vân giao thoa khi hai nguồn cùng pha

Hệ vân giao thoa bao gồm vân trung tâm (là trung trực của đoạn thẳng S₁S₂), hai bên là các vân cực đại giao thoa và vân cực tiểu giao thoa đều có dạng đường hypebol, chúng nằm đan xen, cách đều nhau.

Xét trên cùng phương truyền sóng:

+ Khoảng cách của hai cực đại liên tiếp hoặc hai cực tiểu liên tiếp là $\frac{\lambda }{2}$.

+ Khoảng cách của một cực đại và một cực tiểu liên tiếp là $\frac{\lambda }{4}$.

+ Khi hai nguồn cùng pha, vân trung tâm là cực đại.

+ Khi hai nguồn ngược pha, vân trung tâm là cực tiểu.

Xét hai nguồn cùng pha: $u_1=u_2=a\cos \left(\omega t\right)$

Phương trình giao thoa tại điểm M:

$u_M=2a\cos \left[\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)\right]\cos \left[\omega t-\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2+d_1\right)\right]$

Độ lệch pha của hai dao động thành phần tại M: $\Delta \phi =\frac{2\pi \left(d_2-d_1\right)}{\lambda }$

Biên độ sóng tổng hợp tại M: $A_M=2a\left|\cos \left(\frac{\pi \left(d_2-d_1\right)}{\lambda }\right)\right|$

A_M đạt cực đại khi hai dao động thành phần cùng pha:

$\Delta \phi =k2\pi$ => $\left(\begin{array}{l}{d}_2-d_1=k\lambda (k=0;\pm 1;\pm 2;\dots )\end{array}\right.$

A_M đạt cực tiểu khi hai dao động thành phần ngược pha:

$\Delta \phi =(2k+1)\pi$ => $d_2-d_1=(2k+1)\frac{\lambda }{2}(k=0;\pm 1;\pm 2;\dots )$

4. Giao thoa sóng ánh sáng

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng xuất hiện các vạch sáng xen kẽ với các vạch tối khi hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau.

Xét thí nghiệm Young với bước sóng λ , khoảng cách hai khe là F₁F₂ = a và khoảng cách từ hai khe đến màn là OI = D. Điểm A trên màn có tọa độ x cách hai nguồn F₁ và F₂ lần luợt là d₁ và d₂ thoả mãn: $d_2-d_1=\frac{ax}{D}$.

A là vân sáng khi: d₂ - d₁ = kλ => $x_s=k\frac{\lambda D}{a}=ki(k=0;\pm 1;\pm 2;\dots )$

A là vân tối khi: d₂ - d₁ = $(2k+1)\frac{\lambda }{2}$ => $x=(2k+1)\frac{\lambda D}{2a}=(2k+1)\frac{i}{2}(k=0;\pm 1;\pm 2;\dots )$

Trong đó i là khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng (hay hai vân tối) liên tiếp nằm cạnh nhau: $i=\frac{\lambda D}{a}$.

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

Câu 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng vân là i, vùng giao thoa trên màn rộng một đoạn L (vân trung tâm ở chính giữa). Số vân sáng trên màn là ns tính bằng biểu thức

     A. ${\text{n}}_{\text{s}}=\left[\frac{\text{L}}{\text{i}}\right]+1$.

     B. ${\text{n}}_{\text{s}}=2\left[\frac{ \text{L}}{2\text{i}}\right]+1$.

     C. ${\text{n}}_{\text{s}}=2\left[\frac{ \text{L}}{2\text{i}}+\mathrm{0,5}\right]$.

     D. ${\text{n}}_{\text{s}}=\left[\frac{\text{L}}{\text{i}}+\mathrm{0,5}\right]$.

Câu 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử tại một điểm trên phương truyền sóng là u = 4cos(20πt - π) ( u tính bằng mm, t tính bằng s ). Biết tốc độ truyền sóng bằng 60 cm/s. Bước sóng của sóng này là?

     A. 6 cm.

     B. 5 cm.

     C. 3 cm.

     D. 9 cm.

Câu 3: Một sóng cơ được mô tả bởi phương trình Tốc độ cực đại của các phần tử môi trường gấp 4 lần tốc độ truyền sóng khi

     A. 4λ = πA.

     B. 8λ = πA.

     C. 2λ = πA.

     D. 6λ = πA.

Câu 4: Một sóng cơ truyền dọc theo một sợi dây đàn hồi rất dài với biên độ 6 mm. Tại một thời điểm, hai phần tử trên dây cũng lệch khỏi vị trí cân bằng 3 mm, chuyển động ngược chiều và cách nhau một khoảng ngắn nhất 8 cm (tính theo phương truyền sóng). Tỉ số của tốc độ dao động cực đại của một phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng gần giá trị nào nhất sau đây?

     A. 0,179.

     B. 0,105.

     C. 0,314.

     D. 0,079.

Câu 5: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 13 Hz. Tại một điểm M cách hai nguồn A, B những khoảng d₁ = 19 cm; d₂= 21cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không còn có cực đại nào khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước trong trường hợp này là?

     A. 26 cm/s.

     B. 28 cm/s.

     C. 46 cm/s.

     D. 40 cm/s.

Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn S₁, S₂ dao động cùng pha và cùng tần số bằng 13 Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách các nguồn S₁ và S₂ lần lượt các khoảng bằng 32 cm và 20 cm có một cực đại đi qua. Trong khoảng giữa M và đường trung trực của S₁S₂  còn có hai cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước bằng bao nhiêu?

     A. 63 cm/s.

     B. 60 cm/s.

     C. 50 cm/s.

     D. 52 cm/s.

Câu 7: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng hình sin cùng pha A, B cùng phương cùng tần số f (có giá trị từ 6 Hz đến 13 Hz). Tốc độ truyền sóng là 20 cm/s. Biết rằng các phần tử mặt nước ở cáchA 13 cm và cách B là 17 cm dao động với biên độ cực tiểu. Giá trị của tần số sóng là

     A. 6 Hz.

     B. 7 Hz.

     C. 8 Hz.

     D. 7,5 Hz.

Câu 8: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6µm. Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4mm có vân sáng bậc (thứ)

     A. 3.

     B. 6.

     C. 2.

     D. 4.

Câu 9: Trong thí nghiệm Young về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là3,6mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng bao nhiêu?

     A. 0,48µm.

     B. 0,4µm.

     C. 0,6µm.

     D. 0,76µm.

Câu 10: Hai nguồn sóng kết hợp S₁ và S₂ cách nhau 8 cm dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng λ = 4cm. Một điểm A nằm ở khoảng cách ℓ kể từ S₁ và AS₁ ⊥ S₁S₂. Giá trị cực đại của ℓ để tại A có được cực tiểu của giao thoa là?

     A. ℓ = 10cm.

     B. ℓ = 12cm.

     C. ℓ = 14cm.

     D. ℓ = 15cm.

................................

................................

................................

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Xem thêm tài liệu ôn thi đánh giá năng lực HSA, VACT, đánh giá tư duy TSA hay khác:

• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí nhiệt
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Khí lí tưởng
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Dao động
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Điện trường
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Dòng điện. Mạch điện
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Động lực học
• (Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Bảo toàn động lượng - bảo toàn năng lượng

---