Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Mã số: ………………….
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC.
Người thực hiện: NGUYỄN ĐỨC HÀO
Lĩnh vực nghiên cứu:
+ Quản lí giáo dục:
+ Phương pháp dạy học bộ môn:
Vật lý
+ Phương pháp giáo dục:
+ Lĩnh vục khác:
Có đính kèm:
Mô hình
Phần mềm
Phim ảnh
Năm học: 2014-2015
Trang 1
Hiện vật khác
Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên: NGUYỄN ĐỨC HÀO
2. Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962
3. Nam, nữ: Nam
4. Địa chỉ: Ấp Sơn Hà – Xã Vĩnh Thanh – Nhơn Trạch – Đồng Nai
5. Điện thoại: NR : 0613.519314 ; DĐ : 01635183904
6. Fax:
E-mail:
[email protected]
7. Chức vụ: Tổ trưởng Vật Lý
8. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm.
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị cao nhất: Cử nhân Vật Lý
- Năm nhận bằng: 1986
- Chuyên ngành đào tạo: ĐHSP Vật Lý
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC:
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy Vật Lý
- Số năm công tác: 31 năm.
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
1. Phương pháp bồi dưỡng học sinh yếu môn Vật lý.
2. Phương pháp bồi dưỡng học sinh LTĐH môn Vật lý.
3. Định dạng và phương pháp giải bài tập nhiệt học về chất khí.
4. Định dạng và phương pháp giải bài toán cộng hưởng điện trong
mạch điện RLC nối tiếp.
Trang 2
Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC.
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Bài toán về giao thoa sóng cơ học là lĩnh vực khó trong chương trình Vật lý 12.
Đa số học sinh gặp nhiều khó khăn khi giải các bài toán này. Trong sách giáo khoa
chỉ đề cập kiến thức căn bản về lý thuyết giao thoa hai nguồn kết hợp cùng pha.
Bài toán về giao thoa sóng cơ học rất đa dạng phong phú, nhất là giao thoa sóng cơ
của hai nguồn khác pha.
Để giúp các em học sinh có được nhận thức đầy đủ về lĩnh vực giao thoa sóng cơ
và giúp các em giải được các bài toán khó trong lĩnh vực này một cách nhanh
nhất. Việc phân loại và phương pháp giải các bài toán giao thoa sóng cơ là một vấn
đề cần quan tâm. Hiện nay, hình thức trắc nghiệm khách quan lại được áp dụng đối
với bộ môn vật lý. Vì vậy, việc giải nhanh các câu hỏi trắc nghiệm định lượng về
giao thoa sóng cơ là rất cần thiết đối với học sinh hiện nay là hành trang cho các
em bước vào các kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, đại học, cao đẳng sắp tới.
Đề tài: “ PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC ”
sẽ giúp học sinh nhận dạng bài toán giao thoa sóng cơ, từ đó có thể sử dụng công
thức đã sắp xếp theo dạng để giải nhanh và cho kết quả chính xác.
II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI:
1. Cơ sở lý luận:
Trước khi giảng dạy tiết bài tập giao thoa sóng cơ, giáo viên yêu cầu học sinh
phải ôn lại những kiến thức đã học như:
- Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số.
- Các phương trình sóng và các tính chất của sóng.
- Giao thoa sóng cơ của hai nguồn kết hợp cùng pha, khác pha.
Chuyên đề này được biên soạn theo hướng tích cực hóa tư duy của học sinh
trong bộ môn Vật lý, dưới sự hướng dẫn của giáo viên và dựa vào phân loại
các dạng bài giao thoa sóng cơ và độ lệch pha của hai nguồn, học sinh tự
xây dựng bài giải mẫu, thiết lập một số công thức tổng quát và công thức hệ
quả cho từng dạng toán.
2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài:
* Phương pháp chung:
Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, biên độ
sóng tổng hợp được tăng cường (tạo thành cực đại) hoặc ℓàm giảm bớt (tạo thành
cực tiểu) gọi ℓà sự giao thoa sóng.
Nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và độ ℓệch pha không đổi theo thời
gian.
Trang 3
Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
Xây dựng phương trình sóng tổng hợp tổng quát tại một điểm. Tùy theo từng
trường hợp độ lệch pha của hai nguồn, suy ra biên độ sóng tổng hợp tại một điểm.
Từ đó tìm được hiệu đường đi từ hai nguồn đến điểm biên độ cực đại, cực tiểu.
Hiệu đường đi từ hai nguồn đến một điểm là yếu tố quan trọng kết hợp với giả thiết
bài toán để giải. Rút ra công thức cho từng dạng bài tập hoặc có hướng giải thích
hợp cho từng dạng.
NỘI DUNG ĐỀ TÀI:
I - PHƯƠNG PHÁP:
1. Định nghĩa giao thoa:
Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, biên độ
sóng tổng hợp được tăng cường (tạo thành cực đại) hoặc ℓàm giảm bớt (tạo thành
cực tiểu) gọi ℓà sự giao thoa sóng.
Nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số và độ ℓệch pha không đổi theo thời
gian.
2. Giao thoa sóng:
M
a) Hai nguồn sóng cùng pha: (1 = 2 = 0)
d1
d2
- Phương trình sóng tại hai nguồn:
u1 = u2 = acosωt
S2
- Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai S1
u1 = u2 = acos(ωt)
nguồn truyền tới:
2d1
u1M = acos(ωt )
2d 2
u2M = acos(ωt )
- Phương trình sóng tổng hợp tại M:
2d1
2d 2
uM = u1M + u2M = acos(ωt ) + acos(ωt )
d 2 d 1
d 2 d 1
t
cos
uM = 2acos
d 2 d1
2a cos
Biên độ dao động tại M: AM =
d 2 d1
d 2 d 1
cos
=1
* Amax=2a khi
= kπ
d2 d1 = kλ với k = 0, 1, 2…
Kết luận: Biên độ của sóng giao thoa đạt cực đại tại vị trí có hiệu đường đi bằng
Trang 4
Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
số nguyên lần bước sóng.
d 2 d1
d 2 d 1
cos
=0
* Amin = 0 khi
= +kπ
d2 d1 = (2k+1) = (k +) với k = 0, 1, 2…
Kết luận: Biên độ của sóng giao thoa đạt cực tiểu tại vị trí có hiệu đường đi bằng
số nguyên ℓẻ ℓần nửa bước sóng.
b) Hai nguồn lệch pha bất kỳ:
- Phương trình sóng tại hai nguồn cùng biên độ, cùng tần số, khác pha ban đầu.
u1 = acos( ωt + 1)
M
u2 = acos( ωt + 1)
- Phương trình sóng tại M do hai
d2
d1
sóng từ hai nguồn truyền tới:
u1M = acos(t + 1 )
S1
S2
u2M = acos(t + 2 )
u1= acos(ωt + φ1)
u2= acos(ωt + φ2)
- Phương trình sóng tổng hợp tại
M:
d 2 d 1 1 2
2
uM = u1M + u2M =2acos
Biên độ dao động tại M: AM = 2a
cos
d 2 d 1 1 2
t
2
cos
(d 2 d1 )
2
với Δφ = φ2 – φ1
d 2 d1
d 2 d 1
cos
2
2
= kπ
- Amax khi
=1
d 2 d1 k
2
d 2 d1
d 2 d 1
cos
2 =0
2 = (k + )π
- Amin khi
1
d 2 d1 k
2
2
(kZ)
(1)
(kZ)
(2)
II - CÁC BÀI TOÁN QUAN TRỌNG
1. Vấn đề 1: Xác định số cực đại, số cực tiểu trên đường nối hai nguồn S 1S2:
(không tính hai nguồn)
Dạng 1.1: Nếu hai nguồn cùng pha: Δφ = 0 hoặc Δφ = k2
Trang 5
Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Gv. Nguyễn Đức Hào
Từ (1): Điểm M cực đại ứng với hiệu đường đi: d2 d1 = k
* Số cực đại chính là số giá trị k nguyên xuất phát từ hệ phương trình:
d 2 d1 k
l k
d1 d 2 S1 S 2 d2 = 2
k= 1
k=0
k=-1
k= 2
k=-2
Nếu không tính cực đại ở hai nguồn thì 0< d2 < l
l k
nên 0 < 2 < l < k <
S1
S2
(k Z)
Từ (2): Điểm M cực tiểu ứng với hiệu đường đi:
k= 1
1
( k )
2
d2 d1 =
k= 0
* Số cực tiểu chính là số giá trị k nguyên xuất phát từ hệ phương trình
1
1
d 2 d 1 ( k )
l ( k )
2
2
d1 d 2 S1 S 2
2
d2 =
Nếu không tính cực tiểu ở hai nguồn thì 0< d2 < l
1
l ( k )
2
2
nên 0 <
- Xem thêm -