Hai mũi nhọn S1, S2 cách nhau 8 cm, gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100 Hz

Bài 8: Giao thoa sóng

Bài 8.8 trang 23 Sách bài tập Vật Lí 12: Hai mũi nhọn S₁, S₂ cách nhau 8 cm, gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100 Hz, được đặt cho chạm nhẹ vào mặt một chất lỏng. Tốc độ truyển sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,8 m/s.

a) Gõ nhẹ cần rung thì hai điểm S₁, S₂ dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = Acos2πft. Hãy viết phương trình dao động của điểm M trên mặt chất lỏng cách đều S₁, S₂ một khoảng d = 8 cm.

b) Dao động của cần rung được duy trì bằng một nam châm điện. Để được một hệ vân giao thoa ổn định trên mặt chất lỏng, phải tăng khoảng cách S₁, S₂ một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa hai điểm S₁, S₂ có bao nhiêu gợn sóng hình hypebol ?

Lời giải:

a) Ta có : λ = v/f = 80/100 = 0,8cm và d₁ = d₂ = d = 8cm.

Theo Bài 8 (SGK Vật lí 12), ta có :

d₂ + d₁ = 16cm = 20λ d₂ - d₁ = 0

ta được : u_M1 = 2Acos(200πt - 20π)

b) Khi hệ vân giao thoa đã ổn định thì trung điểm I của S1 S2 lại luôn luôn là cực đại giao thoa. Do đó, ta phải có :

S₁I = S₂I = kλ/2 + λ/4 = (2k + 1)λ/4

S₁S₂ = 2S₁I = (2k + 1)λ/2

Ban đầu ta đã có : S₁S₂ = 8cm = 10λ = 20λ/2

Vậy chỉ cần tăng khoảng cách S₁, S₂ thêm λ/2 tức là 0,4 cm.

Khi đó nếu không kể đường trung trực của S₁S₂ thì có 20 gợn sóng hình hypebol (vì gợn sóng là quỹ tích những điểm dao động mạnh hơn cả).