Ta quan sát thấy hiện tượng gì khi trên dây có sóng dừng?

I. Sự phản xạ của sóng

1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do

Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

II. Sóng dừng

Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng.

Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. Sóng tới

1. Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định

Dây PQ có hai đầu cố định (hai đầu là hai nút)

Điều kiện để hình thành sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài dây bằng số nguyên lần nửa bước sóng: $\mathcal{l}=k\frac{\lambda }{2}$ (k là số bó sóng).

Số nút sóng: N_nút = k + 1.

Số bụng sóng: N_bụng = k.

Suy ra tần số sóng: $f=\frac{kv}{2\mathcal{l}}$

Đặt $f_o=\frac{v}{2\mathcal{l}}$  là tần số (họa âm) cơ bản.

Ta có f = kf_o  (f_o, 2f_o, 3f_o,…) là tần số của họa âm bậc k.

Như vậy muốn tạo sóng dừng phải kích thích với tần số bằng số nguyên lần tần số cơ bản.

2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do

Dây PQ có một đầu cố định và một đầu tự do (một đầu là bụng và một đầu là nút)

Điều kiện để hình thành sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài dây bằng số lẻ lần một phần tư bước sóng: $\mathcal{l}=\left(2k+1\right)\frac{\lambda }{4}$ (k là số bó sóng).

Số nút sóng: N_nút = k + 1.

Số bụng sóng: N_bụng = k + 1.

Suy ra tần số sóng: $f=\left(2k+1\right)\frac{v}{4\mathcal{l}}$

Đặt $f_o=\frac{v}{4\mathcal{l}}$ là tần số (họa âm) cơ bản.

Ta có f = (2k+1)f_o (f_o, 3f_o, 5f_o,…) là tần số của họa âm bậc (2k+1).

Như vậy muốn tạo sóng dừng phải kích thích với tần số bằng số lẻ lần tần số cơ bản.

Chú ý:

- Nút là những điểm luôn luôn đứng yên

- Bụng là những điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại

- Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp thì bằng nửa bước sóng.