Tìm hiểu về sóng dừng và công thức sóng dừng chi tiết

Sóng dừng được hình thành nên khi ở tại một vị trí bên trong không gian có một sự gặp nhau của sóng tới và các sóng phản xạ. Dựa vào phương trình tổng quát này thì chúng ta có thể suy ra được công thức sóng dừng ứng với các trường hợp hai đầu cố định hoặc là một đầu cố định và đầu còn lại thì tự do. Để có thể hiểu được sâu và nhớ được bản chất của dạng này thì Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa sẽ chia sẻ ngay bài viết dưới đây.

1. Sóng dừng là gì?

Trước khi tìm hiểu công thức sóng dừng thì việc nắm được định nghĩa của nó rất quan trọng. Trong định nghĩa của sóng dừng ở vật lý 12, thì sóng dừng nó còn được gọi đó là sóng đứng, sóng tĩnh là một loại sóng dao động theo một khoảng thời gian nhưng mà có biên độ đỉnh sóng ở trong không gian không di chuyển. Trong đó, thì biên độ đỉnh của dao động sóng ở bất cứ một điểm nào ở trong không gian sẽ là một hằng số không hề đổi với thời gian.

Sóng dừng nó được tạo ra bởi một sự giao thoa của 2 loại sóng ngược chiều, đó là sóng phản xạ và sóng tới, tất cả nó được xét ở trên cùng một phương truyền. Kết quả của quá trình giao thoa này nó đã tạo nên một hệ sóng và truyền đi theo cùng với một phương hướng.

Ngoài ra, thì trong sóng dừng nó luôn có một điểm được đứng yên và nó gọi là nút và một số các điểm lại thì luôn dao động với một biên độ cực đại gọi là bụng.

Vậy ứng dụng của sóng dừng cũng như tính chất và công thức sóng dừng như thế nào? Theo dõi các chia sẻ tiếp theo của Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa ngay dưới đây nhé. 

2. Ứng dụng của sóng dừng trong thực tế. 

Sóng dừng trong thực tế được ứng dụng để:

• Đo các bước sóng
• Đo tốc độ khi truyền sóng
• Xác định được vận tốc khi truyền sóng

3. Một số các tính chất của sóng dừng và công thức sóng dừng 

Trong phần trên thì chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về khái niệm của sóng dừng là gì và ứng dụng của nó, vậy thì tính chất của chúng sẽ được thể hiện như thế nào? Cùng tìm hiểu rõ về các thông tin về tính chất sóng dừng đã được cung cấp ở dưới đây cũng như công thức sóng dừng để nắm được áp dụng ngay nhé:

• Điểm dao động với một biên độ cực tiểu đó là nút sóng.
• Bụng sóng chính là một điểm dao động với một biên độ cực đại.
• Khoảng cách ở giữa 2 nút sóng hoặc là 2 bụng sóng được nằm ở vị trí liên tiếp nhau có độ dài sẽ là λ/2.
• Hai nút sóng hay là hai bụng sóng bất kỳ sẽ có khoảng cách đó là kλ/2
• Giữa bụng sóng và nút sóng liên tiếp thì đều có khoảng cách ở giữa là λ/4
• Một bụng sóng và một nút bất kỳ nào đó sẽ có khoảng cách được tính đó là: kλ/2+λ/4
• Nếu như gọi a là biên độ dao động của nguồn thì biên độ dao động của bụng sẽ là 2a còn với bề rộng của bụng sóng sẽ là 4a.
• Mọi điểm được nằm ở 2 bên của một nút của sóng dừng thì đều có dao động ngược pha với nhau.
• Sóng dừng nó sẽ không có sự lan truyền về năng lượng và trạng thái khi dao động.

Như vậy thì ta sẽ có công thức sóng dừng:

Tốc độ khi truyền sóng: v=λf=λ / T

Tần số khi dao động:

Ta có: l=kλ /2<=>f=(kv)/(2l)

fmin=v /(2l) ( Trong đó thì f min đó là tần số nhỏ nhất để có thể xuất hiện sóng dừng của 2 đầu cố định ở trên một sợi dây)

Trong trường hợp khi mà có 2 tần số liên tiếp tạo ra được sóng dừng mà đề bài yêu cầu tìm fmin. Thì ta có:

f1=fmin=v/(2l)

f2=2f1=(2v)/(2l)

f3=3f1=(3v)/(2l)

→f1=f3–f2

Vậy: fmin = fn+1– fn

4. Điều kiện để có thể xảy ra được hiện tượng sóng dừng trên dây

4.1. Trường hợp mà hai đầu là nút sóng (hai đầu được cố định)

l=kλ /2 (k là một số tự nhiên lớn hơn 0, k>0)

Số bụng sóng sẽ = số bó sóng = k

Số nút sóng sẽ là k+1

4.2. Trường hợp mà một đầu là nút sóng còn một đầu còn lại là bụng sóng (một đầu cố định và một đầu tự do)

l=(2k+1)λ /4 (k một là số tự nhiên lớn hơn 0, k>0)

Số bó sóng sẽ = k

Số bụng sóng sẽ = 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 mà có 2 tần số liên tiếp có thể tạo ra được sóng dừng mà đề bài đã yêu cầu phải tìm fmin

f1=fmin=v/(4l)

f2=3f1=(3v)/(4l)

f3=5f1=(5v)/(4l)

=> f1=fmin=(f3-f2)/2

Chú ý: Nếu như đầu nào được gắn với cần rung hoặc là âm thoa thì đầu đấy sẽ chính là nút

Nếu như nó treo lơ lửng hoặc là được thả tự do thì đầu đấy là bụng sóng

Trên đây là tất cả các lý thuyết và công thức về sóng dừng và công thức sóng dừng chi tiết liên quan đến với chương trình vật lý 12 cơ bản nhất mà Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa chia sẻ đến bạn. Hy vọng với những thông tin trên, bạn có thể biết thêm nhiều kiến thức thật bổ ích. Cảm ơn bạn đã theo dõi!