Bài 2.10 - 2.20 SBT Vật lý 11 - Cánh diều: II. SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG : Các điểm sóng dọc có phương dao động A. nằm ngang. B. trùng với phương truyền sóng. C...

II. SÓNG DỌC VÀ SÓNG NGANG

Bài 2.10. trang 25 SBT

Đề bài:

Các điểm sóng dọc có phương dao động

A. nằm ngang.

B. trùng với phương truyền sóng.

C. vuông góc với phương truyền sóng.

D. thẳng đứng.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức đã học về sóng dọc: là sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng. Sóng âm trong không khí là một sóng dọc.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: B. trùng với phương truyền sóng.

Bài 2.11. trang 25 SBT

Đề bài:

Sóng trên mặt nước là sóng ngang. Một người quan sát thấy một chiếc phao trên mặt biển nhô lên cao 10,0 lần trong 36,0 giây và đo được khoảng cách hai đỉnh lân cận là 10,0 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là:

A. 2,5 m/s.

B. 5,00 m/s.

C. 10,0 m/s.

D. 1,25 m/s.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức về các đại lượng của sóng:

- Sóng ngang có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng trên mặt nước là một sóng ngang.

- Chu kì sóng T là thời gian thực hiện một dao động của một điểm sóng. Tần số sóng f là số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian:\(f = \frac{1}{T}\) - Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng. - Tốc độ sóng là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian và được xác định theo công thức: v = fλ Lời giải chi tiết:

Chu kì của sóng: T = 36/9 = 4 s.

Bước sóng λ = 10 m.

Tốc độ truyền sóng trên mặt biển: \(v = \frac{\lambda }{T} = \frac{{10}}{4}{\rm{ = 2,5 m/s}}\)

Bài 2.12. trang 25 SBT

Đề bài:

Để phân loại sóng dọc và sóng ngang, người ta dựa vào

A. tốc độ truyền sóng và bước sóng.

B. phương truyền sóng và tần số sóng.

C. phương dao động và phương truyền sóng.

D. phương dao động và tốc độ truyền sóng.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức đã học về hai loại sóng:

- Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng. Sóng âm trong không khí là một sóng dọc. - Sóng ngang có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng trên mặt nước là một sóng ngang.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: C. phương dao động và phương truyền sóng.

Bài 2.13. trang 25 SBT

Đề bài:

Âm thanh là sóng dọc có thể lan truyền qua các môi trường rắn. Tính tần số của một sóng âm có bước sóng 0,250 m truyền qua một tấm thép với tốc độ 5 060 m/s.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức về các đại lượng của sóng:

- Tần số sóng f là số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện trong một đơn vị thời gian:\(f = \frac{1}{T}\) - Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền đi trong một chu kì sóng. - Tốc độ sóng là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian và được xác định theo công thức: v = fλ

Lời giải chi tiết:

Tần số của sóng âm này là: \(f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{5060}}{{0,25}}{\rm{ = 20,2}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^3}{\rm{ Hz}}\)

Bài 2.14. trang 26 SBT

Đề bài:

Một sóng âm được hiển thị trên màn của một dao động kí điện tử như Hình 2.3. Bộ điều chỉnh thời gian được đặt sao cho giá trị của mỗi độ chia trên màn hình là 0,005 s. Xác định tần số của sóng âm.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức đã học về đồ thị li độ – khoảng cách và các đại lượng của sóng.

- Biên độ sóng A là độ lớn cực đại của li độ của một điểm sóng.

- Chu kì sóng T: Thời gian vật thực hiện môt dao động của một điểm sóng.

- Tần số sóng: Số dao động mà mỗi điểm sóng thực hiện được trong một đơn vị thời gian: \(f = \frac{1}{T}\)

Lời giải chi tiết:

Từ hình 2.3, chu kì của sóng âm là T = 0,005.3 = 0,015 s

Tần số của sóng âm là \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,015}}{\rm{ = 67 Hz}}\)

Bài 2.15. trang 26 SBT

Đề bài:

Hãy nghiên cứu bảng bên về tần số các miền bức xạ điện từ và trả lời các câu hỏi sau: a) Miền bức xạ nào có khoảng giá trị bước sóng hẹp nhất? b) Bước sóng của ánh sáng nằm trong khoảng giá trị nào theo đơn vị mm?

Phương pháp giải :

Vận dụng các kiến thức về sóng:

- Thang sóng điện từ được chia thành các vùng gồm: sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X, tia gamma. Ánh sáng là sóng điện từ.

- Trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với tốc độ c = 3.10⁸ m/s

Lời giải chi tiết:

a) Miền bức xạ có khoảng giá trị bước sóng hẹp nhất là tia gamma. b) Bước sóng ánh sáng đỏ: λ_d = 8.10^-7 m = 8.10^-4 mm. Bước sóng ánh sáng tím: λ_t = 4.10^-7 m = 4.10^-4 mm.

Bài 2.16. trang 26 SBT

Đề bài:

Mỗi bức xạ điện từ tương ứng với các tần số: 200 kHz, 100 MHz, 5.10¹⁴ Hz, 10¹⁸ Hz thuộc loại bức xạ điện từ nào? Xác định bước sóng của mỗi bức xạ điện từ đó khi đo trong chân không.

Phương pháp giải :

Vận dụng các kiến thức về sóng:

- Thang sóng điện từ được chia thành các vùng gồm: sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X, tia gamma. Ánh sáng là sóng điện từ.

- Trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với tốc độ c = 3.10⁸ m/s

Lời giải chi tiết:

Bức xạ điện từ tần số 200 kHz là sóng vô tuyến có bước sóng λ= 1500 m. Bức xạ điện từ tần số 100 MHz là sóng vô tuyến có bước sóng λ= 3 m. Bức xạ điện từ tần số 5.10¹⁴ Hz là ánh sáng có bước sóng λ= 6.10^–7 m. Bức xạ điện từ tần số 10¹⁸ Hz là tia X có bước sóng λ= 3.10^–10 m.

Bài 2.17. trang 26 SBT

Đề bài:

Hoàn thiện các số liệu còn thiếu trong bảng sau về một số sóng vô tuyến.

Phương pháp giải :

Vận dụng các kiến thức về sóng:

- Thang sóng điện từ được chia thành các vùng gồm: sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X, tia gamma. Ánh sáng là sóng điện từ.

- Trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với tốc độ c = 3.10⁸ m/s

Lời giải chi tiết:

Bài 2.18. trang 26 SBT

Đề bài:

Khi ánh sáng đỏ (có bước sóng 7,0.10^–7 m trong chân không) truyền vào trong thuỷ tinh, tốc độ của nó giảm xuống còn 2,0.10⁸ m/s. Hãy xác định:

a) Tần số của ánh sáng đỏ trong chân không. b) Tần số và bước sóng của ánh sáng này trong thuỷ tinh.

Phương pháp giải :

Vận dụng các kiến thức về sóng:

- Thang sóng điện từ được chia thành các vùng gồm: sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X, tia gamma. Ánh sáng là sóng điện từ.

- Trong chân không, tất cả sóng điện từ đều truyền với tốc độ c = 3.10⁸ m/s

- Tốc độ sóng là tốc độ lan truyền năng lượng của sóng trong không gian và được xác định theo công thức: v = fλ

Lời giải chi tiết:

a) Tần số của ánh sáng đỏ trong chân không là: \(f = \frac{c}{\lambda } = \frac{{{{3.10}^8}}}{{{{7.10}^{ - 7}}}}{\rm{ = 4,3}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{14}}{\rm{ Hz}}\) b) Trong thủy tinh, tần số của ánh sáng không đổi: f = 4,3.10¹⁴ Hz.

Bước sóng của ánh sáng này trong thuỷ tinh là:\(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{{{2.10}^8}}}{{4,{{3.10}^{14}}}} = 4,{7.10^{ - 7}}{\rm{ m}}\)

Bài 2.19. trang 26 SBT

Đề bài:

Một sóng dọc khi lan truyền trong không khí gây ra sự giãn/nén của các phân tử khí theo phương truyền sóng. Sóng này có thể được biểu diễn bằng mô hình sóng trên đồ thị li độ – khoảng cách như Hình 2.4. Các vùng giãn và nén trên hình sẽ thay đổi như thế nào sau 1/2 chu kì? Hãy biểu diễn các vùng đó.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức đã học về đồ thị li độ – khoảng cách và các đại lượng của sóng.

- Biên độ sóng A là độ lớn cực đại của li độ của một điểm sóng.

- Chu kì sóng T: Thời gian vật thực hiện môt dao động của một điểm sóng.

Lời giải chi tiết:

Sau 1/2 chu kì, đồ thị li độ – thời gian theo mô hình sóng của sóng dọc sẽ dịch đi một đoạn bằng 1/2 bước sóng. Đối chiếu vùng nén tương ứng với biểu diễn li độ cực đại và vùng giãn với li độ cực tiểu, ta biểu diễn được các vùng nén, giãn của các phân tử khí sau 1/2 chu kì như hình vẽ sau.

Bài 2.20. trang 27 SBT

Đề bài:

Hãy xác định mỗi sóng sau đây là sóng ngang hay sóng dọc: a) Sóng trên dây đàn ghita được gảy. b) Sóng âm được tạo ra bởi một dây đàn ghita đang rung. c) Sóng trên một lò xo với đầu lò xo có thể di chuyển tới lui dọc theo chiều dài của lò xo.

Phương pháp giải :

Vận dụng kiến thức đã học về các loại sóng:

- Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương truyền sóng. Sóng âm trong không khí là một sóng dọc. - Sóng ngang có các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng trên mặt nước là một sóng ngang.

Lời giải chi tiết:

a) Sóng trên dây đàn ghita được gảy là sóng ngang. b) Sóng âm được tạo ra bởi một dây đàn ghita đang rung là sóng dọc. c) Sóng trên một lò xo với đầu lò xo có thể di chuyển tới lui dọc theo chiều dài của lò xo là sóng dọc.