The Collectors

Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1 và S2 cách...

Câu hỏi: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn S1​ và S2​ cách nhau 16 cm, dao động theo phương vuông góc với mặt nước, cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 80 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Ở mặt nước, gọi d là đường trung trực của đoạn S1​S2​. Trên d, điểm M ở cách S1​ 10 cm; điểm N dao động cùng pha với M và gần M nhất sẽ cách M một đoạn có giá trị gần giá trị nào nhấtsau đây?
A. 6,8 mm.
B. 7,8 mm.
C. 9,8 mm.
D. 8,8 mm.
Phương pháp:
Phương trình giao thoa sóng: $u=2A\cos \dfrac{\pi \left({{d}_{2}}-{{d}_{1}} \right)}{\lambda }\cos \left(\omega t-\dfrac{{{d}_{2}}+{{d}_{1}}}{\lambda } \right)$
Điều kiện cực đại giao thoa: ${{\text{d}}_{2}}-{{\text{d}}_{1}}=\text{k}\lambda $
Cách giải:
Bước sóng: $\lambda =\dfrac{v}{f}=\dfrac{40}{80}=0,5(cm)$
image11.png

Điểm M, Nnằm trên đường trung trực của S1​S2​, ta có: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{d}}_{2\text{M}}}={{\text{d}}_{1\text{M}}}={{\text{d}}_{\text{M}}} \\
{{\text{d}}_{2\text{N}}}={{\text{d}}_{1\text{N}}}={{\text{d}}_{\text{N}}} \\
\end{array} \right.$
Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:
$\Delta \varphi ={{\varphi }_{M}}-{{\varphi }_{N}}=\dfrac{2{{d}_{M}}}{\lambda }-\dfrac{2{{d}_{N}}}{\lambda }=\dfrac{2\left({{d}_{M}}-{{d}_{N}} \right)}{\lambda }$
Điểm N cùng pha với điểm M, ta có:
$\Delta \varphi =k2\pi \Rightarrow \dfrac{2\left({{d}_{M}}-{{d}_{N}} \right)}{\lambda }=k2\pi \Rightarrow {{d}_{M}}-{{d}_{N}}=k\lambda $
Điểm N gần M nhất $\Rightarrow {{\text{k}}_{\min }}=\pm 1\Rightarrow {{\text{d}}_{\text{M}}}-{{\text{d}}_{\text{N}}}=\pm \lambda $
$\Rightarrow \left[ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{d}}_{\text{M}}}-{{\text{d}}_{\text{N}}}=\lambda \Rightarrow {{\text{d}}_{\text{N}}}={{\text{d}}_{\text{M}}}-\lambda =9,5(\text{cm}) \\
{{\text{d}}_{\text{M}}}-{{\text{d}}_{\text{N}}}=-\lambda \Rightarrow {{\text{d}}_{\text{N}}}={{\text{d}}_{\text{M}}}+\lambda =10,5(\text{cm}) \\
\end{array} \right.$
Với ${{\text{d}}_{\text{N}}}=9,5\text{cm},$ ta có:
$\text{MN}=\text{IM}-\text{IN}=\sqrt{\text{d}_{\text{M}}^{2}-{{\text{S}}_{1}}{{\text{I}}^{2}}}-\sqrt{\text{d}_{\text{N}}^{2}-{{\text{S}}_{1}}{{\text{I}}^{2}}}\approx 0,88(\text{cm})=8,8(\text{mm})$
Với ${{\text{d}}_{\text{N}}}=10,5\text{cm},$ ta có:
$\text{MN}=\text{IN}-\text{IM}=\sqrt{\text{d}_{\text{N}}^{2}-{{\text{S}}_{1}}{{\text{I}}^{2}}}-\sqrt{\text{d}_{\text{M}}^{2}-\text{S}_{1}^{2}}=0,8(\text{cm})=8(\text{mm})$
Đáp án B.
 

Câu hỏi này có trong đề thi

Quảng cáo

Back
Top