Sóng và sự truyền sóng SVIP

1. QUÁ TRÌNH TRUYỀN SÓNG

➤ Khái niệm sóng

Một biến động đột ngột (hay còn gọi là chấn động) được lan truyền trong một môi trường gây ra hiện tượng sóng. Sóng từ một vị trí xác định trong không gian (nguồn sóng) được phát ra và truyền đi thông qua môi trường vật chất (môi trường rắn, lỏng và khí) được gọi là sóng cơ. Nếu nguồn sóng thực hiện dao động tuần hoàn, sóng phát ra cũng có tính chất tuần hoàn. Vậy, sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian.

Khi nghệ sĩ kéo đàn vĩ cầm, sóng âm thanh từ đàn truyền tới tai khán thính giả

Khi sóng cơ truyền trong không gian, các phần tử môi trường không truyền theo phương truyền sóng mà chỉ dao động tại chỗ.

Ngoài sóng cơ, là sóng truyền trong môi trường do các phần tử của môi trường thực hiện dao động thì còn có một loại sóng khác là sóng điện từ. Sóng điện từ có thể lan truyền qua cả chân không. Đây là một trong nhiều sự khác biệt giữa sóng điện từ và sóng cơ. Ánh sáng hoặc sóng vô tuyến điện là sóng điện từ.

Sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian. Khi sóng cơ truyền đi, phần tử môi trường không truyền theo phương truyền sóng mà chỉ dao động tại chỗ.

 ➤ Quá trình truyền năng lượng của sóng

Quá trình truyền sóng, dù là sóng cơ hay sóng điện từ, đều là quá trình truyền năng lượng. Khi sóng cơ truyền trong một môi trường, năng lượng của sóng là tổng hợp của động năng và thế năng của phần tử vật chất dao động.

Năng lượng sóng được truyền đi theo phương truyền sóng. Do đó, quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.

2. SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG ​​

Sự lan truyền dao động của sóng ngang​ ​

 Sự lan truyền dao động của sóng dọc

Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng.

Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

​Sóng âm trong không khí là một ví dụ của sóng dọc. Xét màng loa khi hoạt động, dao động của màng loa được lan truyền làm các phần tử của không khí cũng dao động. Do đó, những vùng áp suất cao và thấp liên tiếp nhau được tạo thành và truyền đến tai người nghe làm màng nhĩ dao động và tạo ra cảm giác về âm thanh. Dao động của các phần tử không khí có phương trùng với phương truyền của sóng âm.

Sự lan truyền của sóng âm

Sóng truyền ở mặt bàn trong thí nghiệm ở hình dưới đây và sóng lan truyền trên mặt nước là sóng ngang: các phần tử trên mặt bàn và trên mặt nước dao động theo phương thẳng đứng, vuông góc với phương truyền sóng là phương ngang.

Thí nghiệm sóng truyền ở mặt bàn

Sóng ngang có thể truyền trong chất rắn và bề mặt chất lỏng. Sóng dọc có thể truyền trong các chất rắn, lỏng và khí.

3. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG

➤ Hiện tượng phản xạ

Khi sóng truyền từ một môi trường đến mặt phân cách với một môi trường khác, một phần của sóng tới được truyền ngược lại vào môi trường ban đầu. Đây là hiện tượng phản xạ sóng.

Một số ví dụ về hiện tượng phản xạ của sóng: âm thanh khi gặp vật cản sẽ bị phản xạ và tạo ra tiếng vang; ta có thể nhìn thấy các vật xung quanh (quyển sách, bàn) là do ánh sáng được truyền từ nguồn sáng đến vật và phản xạ để truyền từ vật đến mắt ta.

Sóng âm phản xạ khi gặp vách hang động nên tai người nghe được âm thanh vọng lại

➤ Hiện tượng khúc xạ

Hiện tượng sóng đổi phương truyền khi đi từ một môi trường này sang một môi trường khác được gọi là hiện tượng khúc xạ.

Ống hút khi đặt vào cốc nước

Hiện tượng này có thể dễ dàng quan sát dối với sóng ánh sáng như trên. Các tia sáng khi truyền từ nước ra không khí bị đối phương truyền, do đó ta thấy ống hút bị gãy khúc tại mặt tiếp xúc nước – không khí. Ngoài ra, hiện tượng khúc xạ sóng cũng xảy ra đối với sóng biển và sóng âm.

➤ Hiện tượng nhiễu xạ

Ở hình trên, ta thấy phương truyền của sóng biển khi đi qua khe đã thay đổi và làm cho sóng lan rộng ở phía bên kia khe. Đây là hiện tượng nhiễu xạ, là một trong những đặc trưng của sóng (chỉ có sóng mới có thể gây ra hiện tượng này). Sóng âm cũng có thể gây ra hiện tượng nhiễu xạ.

Hiện tượng nhiễu xạ của sóng biển

Một số hiện tượng đặc trưng cho sóng là phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ....​

1. Sóng là dao động lan truyền trong không gian theo thời gian. Khi sóng cơ truyền đi, phần tử môi trường không truyền theo phương truyền sóng mà chỉ dao động tại chỗ.

2. Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng.

Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

3. Một số hiện tượng đặc trưng cho sóng là phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ....