Sóng dừng


Khi sóng tới tạo ra sóng phản xạ và hai sóng này truyền cùng phương nhưng ngược chiều, chúng giao thoa với nhau và tạo thành những nút (là những điểm không dao động) và những bụng (là những điểm dao động với biên độ cực đại). Hiện tượng đó gọi là Sóng dừng. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau bằng nửa bước sóng.

Dựa trên đặc điểm của Sóng dừng cho phép ta đo λ một cách chính xác và dễ dàng. Ta có thể xác định vận tốc sóng v khi biết được bước sóng λ và tần số f....

Hiện tượng sóng dừng trên dây

Lấy một sợi dây dẻo, dài chừng 2m, một đầu buộc cố định vào quả nặng và quả nặng vắt qua một thanh sắt nằm ngang. Đầu kia được dao động nhờ một máy rung (hình dưới).

Thay đổi dần độ rung của máy (tức thay đổi tần số dao động của đầu dây nối với máy), đến một lúc nào đó ta thấy sợi dây rung có một hình ảnh ổn định trong đó có những chỗ rung rất mạnh, và những chỗ hầu như không rung (Hình dưới).

Có thể giải thích hiện tượng đó như sau. Dao động từ máy rung truyền theo sợi dây từ một đầu đến đầu cuối sợi dây, dưới dạng một sóng ngang. Tới cuối sợi dây, sóng phản xạ và truyền ngược lại tới đầu dây nối với máy rung. Sóng tới và sóng phản xạ thoả mãn điều kiện sóng kết hợp. Ở đây điểm cuối sợi dây không dao động, có nghĩa là sóng phản xạ và sóng tới ở đó ngược pha nhau. Kết quả là trên sợi dây có sự giao thoa của hai sóng kết hợp cùng tần số và ngược pha nhau tdâydieemr cuối sợi dây (có thể coi nguồn tạo ra sóng tới (đầu dây) và nguồn tạo ra sóng phản xạ (cuối dây) là hai nguồn sóng kết hợp).

Kết luận

Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian gọi là sóng dừng. Chú ý rằng ở đây hai sóng thành phần vẫn truyền đi theo hai chiều khác nhau.Sự tổng hợp của hai sóng này cho ta hình ảnh sóng dừng như trên.

Hiện tượng sóng dừng cho phép ta nhìn thấy cụ thể bằng mắt thường bươc sóng λ và đo được λ một cách chính xác. Đối với sóng âm và nhiều loại sóng khác, việc đo tần số f cũng đơn giản. Giữa vận tốc sóng v, tần số sóng f và bước sóng λ, có hệ thức v = λ f. Vì vậy hiện tượng sóng dừng cũng cho ta một phương pháp đơn giản xác định v bằng cách đo λ và f.


3DEd™ v2.0 - Phần mềm mô phỏng, phần sóng cơ học