Điều kiện có giao thoa sóng là gì?

I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Khi sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì sóng truyền qua khe hẹp giống như một tâm phát sóng mới.

- Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

- Các gợn sóng có hình các đường hypepol gọi là các vân giao thoa.

Giao thoa sóng trên mặt nước

II. Cực đại và cực tiểu

1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa

- Trên mặt chất lỏng, cho hai nguồn sóng đồng bộ S₁, S₂ cách nhau một khoảng $\mathcal{l}$ , dao động với cùng phương trình: $u_1=u_2=Acos\omega t$

- Phương trình sóng do u_1, u₂ truyền tới M:

$u_{1M}=A\cos \left(\omega t-\frac{2\pi d_1}{\lambda }\right)$ và $u_{2M}=A\cos \left(\omega t-\frac{2\pi d_2}{\lambda }\right)$

- Độ lệch pha của hai dao động thành phần tại M: $\Delta \phi =\frac{2\pi }{\lambda }\left|d_1-d_2\right|.$

- Dao động của phần tử môi trường tại M là dao động tổng hợp, ta có:

 $u_M=u_{1M}+u_{2M}=A\cos \left(\omega t-\frac{2\pi d_1}{\lambda }\right)+A\cos \left(\omega t-\frac{2\pi d_2}{\lambda }\right)$

$\Rightarrow u_M=2A\cos \left(\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda }\right).c\text{os}\left(\omega t-\pi \frac{d_1+d_2}{\lambda }\right)$

Biên độ dao động tại M là: $A_M=\left|2\text{A}c\text{os}\left(\pi \frac{d_2-d_1}{\lambda }\right)\right|$

2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa

-Những điểm dao động với biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng $\lambda$:                                                                                                                            $\Delta d=d_2-d_1=k\lambda \left(k\in Z\right).$            

- Những điểm dao động với biên độ cực tiểu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng $\lambda$:                                                                                                             $\Delta d=d_2-d_1=\left(k+\frac{1}{2}\right)\lambda ;\left(k\in Z\right)$

Hình dạng các cực đại, cực tiểu:

III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp

Để có vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn sóng phải:

+ Dao động cùng phương, cùng chu kì (hay tần số)

+ Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp.