Lý thuyết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 8: Mô tả sóng: Các đại lượng đặc trưng của sóng

Vậy chi tiết Các đại lượng đặc trưng của sóng là gì? Biên độ sóng, bước sóng, chu kì sóng, tần số sóng, tốc độ truyền sóng ra sao? được hayhochoi trình bày ngắn gọn, dễ hiểu trong bài viết này.

I. Thí nghiệm tạo sóng mặt nước

Đặt một miếng xốp nhỏ C trên mặt nước, khi quay đĩa D làm cho vật tạo sóng O dao động lên xuống, thì dao động đó được truyền cho các phần tử nước từ gần ra xa.

Kết quả:

- Mặt cắt của nước có dạng hình sin.

- Miếng xốp C dao động lên xuống tại chỗ, còn những biến dạng của mặt nước lan truyền đi từ nguồn O ra xa cho ta hình ảnh về sóng có trên mặt nước. O là nguồn sóng, nước là môi trường truyền sóng, đường thẳng OC là phương truyền sóng.

II. Giải thích sự tạo thành sóng

Nguyên nhân tạo thành sóng trong một môi trường:

- Nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường tại điểm O.

- Nhờ có lực liên kết giữa các phần tử nước với nhau mà các phân tử nước ở điểm M lân cận điểm O dao động theo.

- Các phần tử môi trường chỉ dao động trong một phạm vi không gian rất hẹp, trong khi sóng truyền đi rất xa.

- Sự lệch pha giữa các phần tử dao động trên phương truyền sóng tạo nên hình ảnh của sóng.

III. Các đại lượng đặc trưng của sóng

- Biên độ sóng là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng. Sóng có biên độ càng lớn thì phần tử sóng dao động càng mạnh.

- Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì. Bước sóng được kí hiệu là λ, đơn vị là mét.

- Chu kì sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng. Kí hiệu là T, đơn vị là giây.

- Tần số sóng: đại lượng  được gọi là tần số sóng.

- Tốc độ truyền sóng là tốc độ lan truyền dao động trong không gian.

- Mối liên hệ giữa bước sóng, chu kì (hay tần số): 

- 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.

 (đơn vị W/m²)

Trong đó: E là năng lượng sóng truyền qua một diện tích S vuông góc với phương truyền sóng trong thời gian Δt.