Bài 13. Sóng dừng

Định nghĩa: Sóng dừng là sóng được tạo thành do giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ trên cùng một môi trường.

Đặc điểm:

• Có các điểm đứng yên (nút) và dao động mạnh (bụng)
• Vị trí nút và bụng cố định theo thời gian
• Không truyền năng lượng
• Hình dạng sóng không di chuyển

Điều kiện tạo sóng dừng: Chiều dài dây bằng số nguyên lần nửa bước sóng.

$$L = k\frac{\lambda}{2} \quad (k = 1, 2, 3, ...)$$

Nút sóng:

• Là các điểm luôn đứng yên
• Biên độ dao động bằng 0
• Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp: λ/2

Bụng sóng:

• Là các điểm dao động mạnh nhất
• Biên độ cực đại
• Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp: λ/2
• Khoảng cách nút - bụng: λ/4

Số bụng trên dây:

$$n = k = \frac{2L}{\lambda}$$

Tần số cơ bản (hài 1):

$$f_1 = \frac{v}{2L}$$

Tần số hài bậc n:

$$f_n = n f_1 = \frac{nv}{2L} = \frac{n}{2L}\sqrt{\frac{T}{\mu}}$$

Trong đó:

• v: tốc độ sóng trên dây
• L: chiều dài dây
• T: lực căng dây
• μ: khối lượng riêng tuyến

Phản xạ ở đầu cố định:

• Sóng phản xạ ngược pha với sóng tới
• Đầu cố định là nút

Phản xạ ở đầu tự do:

• Sóng phản xạ cùng pha với sóng tới
• Đầu tự do là bụng

Điều kiện резонанс: Khi tần số nguồn bằng tần số riêng của dây, biên độ dao động lớn nhất.