Giải SGK Vật Lí 11 Kết nối tri thức Bài 14: Bài tập về sóng

Khởi động SGK Vật Lí 11 Kết nối tri thức Bài 14 (trang 55): Có thể sử dụng mối liên hệ nào để xác định các đại lượng λ, v, f, T?

Trả lời:

- Ta có: $\lambda =\frac{v}{f}=vT$

Bài tập luyện tập

Bài tập 1 SGK Vật Lí 11 Kết nối tri thức Bài 14 (trang 57): Một lò xo có chiều dài 1,2 m, đầu trên gắn vào một nhánh âm thoa, đầu dưới treo một quả cân. Dao động của âm thoa được duy trì bằng một nam châm điện để có tần số 50 Hz. Khi đó, trên lò xo có sóng dừng và trên lò xo chỉ có một nhóm vòng dao động với biên độ cực đại. Tính tốc độ truyền sóng trên lò xo.

Lời giải:

- Sóng dừng trên lò xo ở bài này có thể coi là sóng dừng có hai đầu cố định.

- Trên lò xo chỉ có một nhóm vòng dao động với biên độ cực đại chứng tỏ trên lò xo có sóng dừng chỉ có một bụng sóng.

- Khi đó: $l=k\frac{\lambda }{2}=k\frac{v}{2f}\Rightarrow 1,2=1.\frac{v}{2.50}\Rightarrow v=120m/s$

Bài tập 2 SGK Vật Lí 11 Kết nối tri thức Bài 14 (trang 57): Một sóng hình sin được mô tả như Hình 14.2.

a) Xác định bước sóng của sóng.

b) Nếu chu kì của sóng là 1 s thì tần số và tốc độ truyền sóng bằng bao nhiêu?

c) Bước sóng sẽ bằng bao nhiêu nếu tần số tăng lên 5 Hz và tốc độ truyền sóng không đổi? Vẽ đồ thị (u - x) trong trường hợp này và đánh dấu rõ bước sóng trên đồ thị.

Lời giải:

a) Từ đồ thị ta thấy bước sóng λ = 50(cm) = 0,5(m)

b) Chu kì của sóng là 1 s thì f = 1 Hz

Tốc độ truyền sóng là v = λf = 0,5(m/s)

c) Tần số tăng lên 5 Hz và tốc độ truyền sóng không đổi thì bước sóng mới là: $\lambda _{m}=\frac{v}{f_{m}}=0,1(m)$

Bài tập 3 SGK Vật Lí 11 Kết nối tri thức Bài 14 (trang 57): Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm. Khoảng vân trên màn quan sát đo được là 1mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vẫn mới trên màn là 0,8 mm. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

Lời giải:

Khoảng vân tương ứng khi khoảng cách từ hai khe đến màn là D và D - 0,25m là:

$$\left\{\begin{matrix}i_{1}=\frac{\lambda D}{a}=1&\\i_{2}=\frac{\lambda(D-0,25)}{a}=0,8&\\\end{matrix}\right.\Rightarrow\frac{D}{D-0,25}=\frac{1}{0,8}\Rightarrow D=1,25m$$

⇒ $\lambda =\frac{a}{D}=\frac{0,6}{1,25}=0,48\mu m$

Em có thể?

Vận dụng: Giải thích được cách đo bước sóng ánh sáng qua thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y – âng thông qua mối liên hệ giữa các đại lượng I, D, a, λ.

Lời giải:

- Nếu ta đo được a, D và i thì sẽ xác định được bước sóng λ theo công thức: $\lambda =\frac{i.a}{D}$