• Thời gian đăng: 10:26:07 AM 29/12/2023
  • 0 bình luận

Sóng dừng – Khái niệm, tính chất, ứng dụng

Sóng dừng, hay còn được gọi là sóng đứng, sóng tĩnh là một loại sóng dao động theo thời gian nhưng có biên độ đỉnh sóng không di chuyển trong không gian. Sóng dừng được hình thành bởi sự giao thoa của hai sóng ngược chiều, hai loại sóng đó là sóng phản xạ và sóng tới, được xét trên cùng một phương truyền. Cùng VietChem tìm hiểu thêm thông tin về sóng đứng, sóng tĩnh qua nội dung bài viết sau đây. 

1. Sóng dừng là gì?

Trong vật lý, sóng dừng, hay còn được gọi là sóng đứng, sóng tĩnh là một loại sóng dao động theo thời gian nhưng có biên độ đỉnh sóng không di chuyển trong không gian. Biên độ đỉnh của dao động sóng dừng tại bất kỳ điểm nào trong không gian là hằng số không đổi với thời gian.

song-dung-1

Hình 1: Sóng dừng, hay còn được gọi là sóng đứng, sóng tĩnh

Sóng dừng được hình thành thông qua sự giao thoa của hai sóng ngược chiều. Hai loại sóng đó là sóng tới và sóng phản xạ, được xét trên cùng một phương truyền. Kết quả của quá trình giao thoa này nếu truyền theo cùng một phương hướng tạo ra một hệ sóng đứng. Trong sóng dừng luôn có một điểm đứng yên gọi là nút và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.

2. Tính chất của sóng dừng

Các tính chất của sóng dừng, được mô tả dựa trên sự biến đổi của dao động trong không gian.

song-dung-2

Hình 2: Tính chất của sóng dừng dựa trên sự biến đổi của dao động trong không gian

  • Nút sóng là điểm trên dây hoặc trong không gian mà biên độ của sóng là cực tiểu. Ngược lại, bụng sóng là điểm mà biên độ là cực đại. Điểm dao động với biên độ cực tiểu thì được gọi là nút sóng.
  • Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp hoặc hai bụng sóng liên tiếp trên dây được ký hiệu là λ/2 (nửa bước sóng).
  • Khoảng cách giữa hai nút sóng bất kỳ hoặc hai bụng sóng bất kỳ trên dây là kλ/2. Trong đó k là một số nguyên không âm.
  • Khoảng cách giữa một bụng sóng và một nút sóng liên tiếp trên dây là λ/4 (một phần tư bước sóng).
  • Khoảng cách giữa một bụng sóng và một nút sóng bất kỳ trên dây là kλ/2+λ/4. Trong đó k là một số nguyên không âm.

Tốc độ truyền sóng: v=λf=λ/T

Tần số dao động: l=kλ/2<=>f=(kv)/(2l); fmin=v/(2l) (Tần số nhỏ nhất để xuất hiện sóng dừng trên sợi dây có 2 đầu cố định)

3. Điều kiện để xảy ra hiện tượng sóng dừng trên dây

Để xảy ra hiện tượng sóng dừng trên dây, điều kiện quan trọng là phải có sự phản xạ của sóng từ các điểm cố định trên dây. Dưới đây là điều kiện cho trường hợp có hai đầu là nút sóng (cả hai đầu đều cố định) và trường hợp một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng (một đầu cố định, một đầu tự do):

song-dung-3

Hình 3: Điều kiện để xảy ra hiện tượng sóng dừng trên dây

3.1. Hai đầu là nút sóng (hai đầu cố định)

Trong trường hợp này, cả hai đầu của đoạn dây đều là nút sóng, có nghĩa là chúng đều cố định và không dao động. Điều này tương đương với: l=kλ/2. Trong đó k là số tự nhiên lớn hơn 0.

Điều này đảm bảo rằng đoạn dây sẽ dao động theo các mode sóng sao cho khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp là>: λ/2.

3.2. Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng

Trong trường hợp này, một đầu của đoạn dây là nút sóng (điểm không dao động) và một đầu là bụng sóng (điểm có biên độ cực đại). Điều này tương đương với: l=(2k+1)λ/4 (k là số tự nhiên lớn hơn 0).

Điều này đảm bảo rằng đoạn dây sẽ dao động theo các mode sóng sao cho khoảng cách giữa một nút và một bụng hoặc một bụng và một nút liên tiếp là: λ/2.

Cả hai trường hợp trên đều tạo ra các điều kiện cho sự phản xạ sóng trên dây, dẫn đến hiện tượng sóng dừng và giao thoa. Điều này thường xuyên xuất hiện trong nhiều ngữ cảnh, chẳng hạn như khi bạn gọi sóng dây trên một đàn guitar.

4. Ứng dụng của sóng dừng

Sóng dừng có nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của sóng dừng:

4.1. Ghi âm và âm nhạc

Trong lĩnh vực âm nhạc, sóng dừng được sử dụng để tạo ra hiệu ứng âm thanh khác nhau. Phòng thu âm được thiết kế để kiểm soát sóng dừng và giao thoa để tạo ra âm thanh chất lượng cao.

4.2. Hình ảnh y tế

Trong y học, sóng siêu âm được sử dụng để tạo hình ảnh cơ thể, nội tạng và mô mềm. Sóng siêu âm dựa trên nguyên tắc sóng dừng để tạo ra hình ảnh chất lượng cao.

song-dung-4

Hình 4: Sóng dừng có nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau

4.3. Radar và Sonar

Trong các ứng dụng radar và sonar, sóng dừng được sử dụng để xác định vị trí và khoảng cách của các đối tượng. Sự phản xạ của sóng giúp đo khoảng cách và hình dạng của các vật thể.

4.4. Âm thanh công nghiệp

Trong công nghiệp, sóng dừng được sử dụng để kiểm soát và giảm tiếng ồn. Thiết kế đúng của các khu vực làm việc có thể giảm sóng dừng và cải thiện môi trường làm việc.

4.5. Chẩn đoán vật lý

Trong nghiên cứu vật lý, sóng dừng được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Sự phản xạ sóng từ mẫu vật liệu giúp nghiên cứu chất lượng và cấu trúc của nó.

4.6. Hình ảnh dưới nước

Công nghệ sóng dừng được sử dụng trong việc tạo hình ảnh dưới nước. Sóng sonar dùng sóng dừng để quét đáy biển và phát hiện đối tượng dưới nước.

Vietchem vừa chia sẻ thông tin về khái niệm, tính chất, điều kiện hình thành sóng dừng cũng như ứng dụng đến các bạn thông qua bài viết. Hy vọng bài viết đã mang đến thông tin hữu ích đến các bạn. 

Bài viết liên quan

Khử muối - Giải pháp cho nguồn nước sạch an toàn

Tình trạng ô nhiễm nguồn nước đang ngày càng gia tăng, đặc biệt là ở các khu vực ven biển và đồng bằng. Nước nhiễm mặn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, sản xuất nông nghiệp và môi trường sống. Việc khử muối là giải pháp thiết yếu để đảm bảo nguồn nước sạch và an toàn cho cuộc sống. Vậy hãy cùng VietChem tìm hiểu về vấn đề này tại bài viết dưới đây. Khám phá ngay để biết thêm nhiều thông tin bổ ích.

0

Xem thêm

Hô hấp tế bào là gì? Nguồn năng lượng bí ẩn cho mọi hoạt động sống

Bạn có bao giờ thắc mắc điều gì giúp cơ thể vận động, suy nghĩ và duy trì sự sống? Câu trả lời chính là hô hấp tế bào. Vậy hô hấp tế bào là gì và vai trò quan trọng của nó như thế nào? Hãy cùng VietChem khám phá bí ẩn này trong bài viết dưới đây. Chúng tôi sẽ mang đến cho bạn những kiến thức bổ ích và cần thiết.

0

Xem thêm

Hiện tượng El Nino - Cách đối phó với những hậu quả khó lường

Hiện tượng El Nino đang trở thành tâm điểm chú ý trên toàn cầu trong những năm qua. Chúng gây ra báo động đỏ về sự biến đổi khí hậu cho toàn bộ nhân loại. Vậy đâu là nguyên do gây nên hiện tượng cực đoan này? Có những hiểm họa nào mà chúng ta phải gánh chịu vì sự bất thường này? Giải pháp nào giúp trái đất hạn chế những ảnh hưởng của El Nino? Cùng VietChem điểm qua những thông tin mới nhất ngay tại bài viết này. Đọc ngay để chung tay “cứu rỗi” hành tinh xanh của chúng ta!

0

Xem thêm

Tìm hiểu: Chất quang dẫn là gì? Tính chất, ứng dụng

Chất quang dẫn là thuật ngữ chuyên dụng trong lĩnh vực khoa học, công nghệ. Với những vai trò quan trọng trong viễn thông, vi tính, chúng đã dần nhận được sự quan tâm của đông đảo người dùng. Vậy bạn có biết những giả thuyết xoay quanh loại vật liệu đặc biệt này là gì? Những ứng dụng trong đời sống của chúng bao gồm những gì? Ngay bây giờ, VietChem sẽ giúp bạn lý giải hết mọi thắc mắc này, đọc ngay!

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất và Thiết bị thí nghiệm

0985 357 897

HCCN TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Tống Đức Nhuận

Tống Đức Nhuận

Hóa Chất Công Nghiệp

0867 192 688

HCCN TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Phạm Quang Phúc

Phạm Quang Phúc

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0965 862 897

Đặng Duy Vũ

Đặng Duy Vũ

Hóa Chất Công Nghiệp

0988 527 897

HCCN TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Nguyễn Đức Toàn

Nguyễn Đức Toàn

Hóa Chất Công Nghiệp

0946 667 708

Nguyễn Tấn Tài

Nguyễn Tấn Tài

Xử lý nước ngành Thủy sản

0901 071 154

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963 029 988 Hà Nội - Mr. Tống Nhuận : 0867 192 688 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929