Các đặc trưng vật lí của sóng SVIP

1. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG

➤ Chu kì, tần số, biên độ sóng

 Li độ của một phần tử sóng so với vị trí cân bằng là khoảng cách từ phần tử sóng đó đến vị trí cân bằng.

Biên độ sóng là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng. Kí hiệu: \(A\), đơn vị: mét (m).

Sóng có biên độ càng lớn thì phần tử sóng dao động càng mạnh.

Chu kì sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng. Kí hiệu: $T$, đơn vị: giây (s).

Tần số sóng là số dao động mà mỗi phần tử sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian. Kí hiệu: $f$, đơn vị: Hz.

Tần số của một sóng liên hệ với chu kì sóng theo công thức:

\(f=\dfrac{1}{T}\)

Chu kì và tần số của sóng lần lượt là chu kì và tần số của nguồn sóng. Biên độ sóng cơ tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó.

❗Phân loại sóng âm theo tần số 

- Sóng âm nghe được có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz.

- Sóng hạ âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz. Sóng hạ âm có thể được phát ra từ những hiện tượng như động đất, sấm, núi lửa. Một số loài vật có thể sử dụng sóng hạ âm để giao tiếp như voi, hà mã,...

- Sóng siêu âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz. Một số loài vật có thể cảm thụ được sóng siêu âm như chó, dơi,...

➤ Bước sóng và tốc độ truyền sóng

Bước sóng là khoảng cách từ một phần tử môi trường bất kì trên phương truyền sóng đến phần tử gần nhất có trạng thái dao động hoàn toàn tương tự.

Bước sóng chính là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì.

Bước sóng được kí hiệu là \(\lambda\), đơn vị là mét (m).

Tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian gọi là tốc độ của sóng, kí hiệu $v$. Đây cũng là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.

Đơn vị: m/s.

Giữa các đại lượng \(v,\lambda,T\) hay \(f\) có mối liên hệ sau:

\(\lambda=vT=\dfrac{v}{f}\)

 Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì dao động.

\(\lambda=vT\)

Tốc độ truyền sóng được xác định bằng thương số giữa quãng đường sóng truyền đi được và thời gian để sóng truyền đi quãng đường đó.

\(v=\dfrac{s}{\Delta t}\)

 ➤ Cường độ sóng

Cường độ sóng \(I\) là năng lượng sóng được truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

\(I=\dfrac{E}{S\Delta t}=\dfrac{P}{S}\)

Đơn vị cường độ sóng là W/m².

Trong đó, \(P=\dfrac{E}{\Delta t}\) và \(S\) lần lượt là công suất của sóng (tính theo W) và diện tích mà năng lượng sóng $E$ (tính theo J) truyền qua trong khoảng thời gian \(\Delta t\) (tính theo $s$).

2. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

Phương trình sóng truyền theo trục Ox là:

\(u=Acos\left(\dfrac{2\pi}{T}t-\dfrac{2\pi}{\lambda}x\right)\)

Trong đó, $t$ và $T$ lần lượt là thời điểm đang xét và chu kì sóng (tính theo s), $x$ và $\lambda$ lần lượt là khoảng cách từ một điểm trên dây đến nguồn và bước sóng (tính theo m).

Nhận xét:

- Phương trình sóng có tính tuần hoàn theo không gian với chu kì $\lambda$ và theo thời gian với chu kì $T$.

- Tại cùng một thời điểm, dao động tại điểm M trễ pha hơn dao động tại nguồn một góc \(\dfrac{2\pi x}{\lambda}\) (với $x$ là khoảng cách từ điểm M đến nguồn).

1. Chu kì và tần số của sóng lần lượt là chu kì và tần số của nguồn sóng. Biên độ sóng cơ tại một điểm là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó.

2. Phương trình sóng truyền theo trục Ox là:

\(u=Acos\left(\dfrac{2\pi}{T}t-\dfrac{2\pi}{\lambda}x\right)\)