Sóng cơ là gì? Đại cương về sóng cơ – môn vật lý 12

Sóng cơ là gì? Sóng cơ và sóng điện từ khác nhau ra sao? Lý thuyết về sóng cơ là nội dung quan trọng trong chương trình vật lý 12. Sau đây là đại cương về sóng cơ, tính chất, phân loại và công thức tính cụ thể. Mời các bạn cùng theo dõi!

Tìm hiểu sóng cơ là gì?

Khái niệm sóng cơ là gì?

– Lý thuyết về sóng cơ: “Sóng cơ học là loại sóng lan truyền dao động cơ học của các phần tử môi trường vật chất. Trong khi sóng cơ cơ có khả năng di chuyển và truyền năng lượng trên quãng đường dài thi các phần tử môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó”.

[test_shortcode]

 

[create_shortcode]

– Về cơ bản, ta có thể định nghĩa sóng cơ là gì như sau: “Sóng cơ là dao động cơ được lan truyền trong một môi trường vật chất (rắn, lỏng hoặc khí) và không truyền được ở trong môi trường chân không”.

– Nguyên nhân hình thành sóng cơ là do lực liên kết đàn hồi giữa các phân tử hay lực căng của bề mặt (trong trường hợp sóng cơ trên mặt nước).

Nhận xét

– Sóng cơ học là sự lan truyền dao động, lan truyền năng lượng, lan truyền pha dao động (hay còn gọi là trạng thái dao động) chứ không phải là một quá trình lan truyền vật chất (các phần tử sóng).

Ví dụ: Trên mặt nước ao hồ, cánh bèo hay chiếc phao chỉ dao động tại chỗ khi sóng truyền qua.

Sóng trên mặt nước là một dạng sóng cơ học
Sóng trên mặt nước là một dạng sóng cơ học

– Sóng cơ chỉ lan truyền trong các môi trường vật chất đàn hồi và không thể lan truyền trong chân không. Đây là điểm khác nhau căn bản giữa sóng cơ với sóng điện từ (sóng điện từ lan truyền rất tốt trong môi trường chân không).

Ví dụ: Môi trường ngoài không gian ngoài vũ trụ, các phi hành gia đều phải liên lạc với nhau qua bộ đàm (sử dụng sóng điện từ).

– Tốc độ và mức độ lan truyền của sóng cơ phụ thuộc rất lớn vào tính đàn hồi của môi trường. Một môi trường vật chất có tính đàn hồi càng cao thì tốc độ sóng cơ càng lớn, khả năng lan truyền càng xa. Chính vì thế, tốc độ và mức độ lan truyền sóng cơ sẽ giảm dần theo thứ tự môi trường rắn – lỏng – khí.

Ví dụ: Các vật liệu như bông, xốp, nhung… có tính đàn hồi rất nhỏ nên chúng có khả năng lan truyền sóng cơ kém. Đây là lý do chúng được dùng làm vật liệu cách âm, chống rung trong phòng.

Ví dụ 2: Áp tai xuống sàn nhà có thể nghe được tiếng xe cộ, xe lửa từ xa mà ngay tại đó, ta không thể nghe thấy trong không khí.

– Sóng cơ là quá trình lan truyền theo thời gian chứ không phải là hiện tượng tức thời. Ở trong môi trường vật chất đồng tính và đẳng hướng, các phần tử ở gần nguồn sóng sẽ nhận được sóng sớm hơn các phần tử ở xa nguồn sóng.

Sóng cơ truyền được qua môi trường rắn, lỏng, khí
Sóng cơ truyền được qua môi trường rắn, lỏng, khí

Các loại sóng cơ học

Bên cạnh khái niệm sóng cơ là gì và các tính chất của nó, tìm hiểu các loại sóng cơ cụ thể sẽ giúp ta có hình dung rõ ràng hơn về loại sóng cơ học.

Sóng dọc là gì?

– Sóng dọc là dạng sóng cơ có phương dao động của các phần tử trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc có khả năng lan truyền trong cả ba trạng thái môi trường là rắn, lỏng và khí.

– Nguyên nhân hình thành: Ở trong môi trường, lực đàn hồi sẽ xuất hiện khi có biến dạng do nén hay kéo giãn. Nói cách khác, sóng dọc hình thành do biến dạng kéo hoặc nén.

– Ví dụ: Sóng âm di truyền trong không khí hoặc chất lỏng chính là dạng sóng dọc.

Sóng ngang là gì?

– Sóng ngang là dạng sóng cơ có phương dao động của các phần tử vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang chỉ có khả năng lan truyền trong chất rắn hoặc bề mặt chất lỏng, chúng không lan truyền được trong chất lỏng và chất khí.

– Nguyên nhân: Trong môi trường, lực đàn hồi sẽ xuất hiện khi có biến dạng lệch. Nói cách khác, sóng ngang hình thành do biến dạng uốn hoặc lực căng bề mặt.

– Ví dụ: Sóng trên mặt nước là dạng sóng ngang.

Một số tính chất đặc biệt khác của sóng cơ là gì?

– Sóng cơ có vận tốc lớn nhất trong chất rắn và vận tốc nhỏ nhất trong chất khí.

– Các tính chất đặc trưng của sóng cơ: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ và giao thoa.

Sóng dọc và sóng ngang
Sóng dọc và sóng ngang

Các đại lượng đặc trưng của sóng cơ là gì?

Tần số sóng

– Tần số sóng ký hiệu là f (Hz), là tần số dao động của các phần tử và bằng tần số của nguồn.

– Lưu ý: tần số sóng chỉ phụ thuộc vào nguồn và không phụ thuộc vào môi trường.

Biên độ

– Là biên độ dao động của những phần tử vật chất trong môi trường tại thời điểm có sóng cơ truyền qua.

a sóng = a dao động

Vận tốc truyền sóng

Công thức:

v = ΔS/Δt

Trong đó: ΔS là quãng đường sóng truyền trong thời gian Δt).

Lưu ý:

– Vận tốc sóng hay tốc độ truyền sóng tức là vận tốc lan truyền của sóng trong môi trường chứ không phải vận tốc dao động của các phần tử.

– Thông thường trong môi trường vật chất càng đặc thì vận tốc sóng cơ cành nhanh (V rắn > V lỏng > V khí).

Bước sóng

– Là quãng đường sóng truyền được trong 1 chu kỳ hoặc là khoảng cách ngắn nhất ở giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng.

Công thức:

 λ = v.T = v/f (m)

Trên đây là tổng quan kiến thức cơ bản về nội dung sóng cơ là gì? Tính chất và phân loại sóng cơ. Mong rằng bài viết thực sự mang lại những kiến thức cần thiết và giúp ích cho bạn đọc. Đừng quên ghé thăm Thợ sửa xe để tham khảo nhiều nhiều nội dung học tập bổ ích đang được cập nhật mỗi ngày!

Xem thêm:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *