Phương trình giao thoa sóng tại M: ${{u}_{M}}={{u}_{1M}}+{{u}_{2M}}$
${{u}_{M}}=2Ac\text{os}\left[ \pi \dfrac{{{d}_{1}}-{{d}_{2}}}{\lambda }+\dfrac{\Delta \varphi }{2} \right]c\text{os}\left[ 2\pi ft-\pi \dfrac{{{d}_{1}}+{{d}_{2}}}{\lambda }+\dfrac{{{\varphi }_{1}}+{{\varphi }_{2}}}{2} \right]$
Biên độ dao động tại M: ${{A}_{M}}=2A\left| c\text{os}\left( \pi \dfrac{{{d}_{1}}-{{d}_{2}}}{\lambda }+\dfrac{\Delta \varphi }{2} \right) \right|$ với $\Delta \varphi =\left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|$
Biên độ phụ thuộc vào hiệu đường truyền và độ lệch pha.
2 nguồn cùng pha: ${{u}_{M}}=2Ac\text{os}\left[ \pi \dfrac{{{d}_{1}}-{{d}_{2}}}{\lambda } \right]c\text{os}\left[ 2\pi ft-\pi \dfrac{{{d}_{1}}+{{d}_{2}}}{\lambda }\right]$
Trung trực là cực đại giao thoa
$AB=\ell $
M dao động với biên độ cực đại: ${{A}_{\max }}=2A\Leftrightarrow \cos \left( \frac{\pi }{\lambda }\left( {{d}_{2}}-{{d}_{1}} \right) \right)=\pm 1\Leftrightarrow \frac{\pi }{\lambda }\left( {{d}_{2}}-{{d}_{1}} \right)=k\pi \Rightarrow {{d}_{2}}-{{d}_{1}}=k\lambda $
Mà ${{d}_{1}}+{{d}_{2}}=AB$ $\Rightarrow {{d}_{2}}=\dfrac{AB}{2}+\dfrac{k\lambda }{2}$
Mặt khác: $M\in \ell \Rightarrow 0<{{d}_{2}}<\ell \Rightarrow \dfrac{-\ell }{\lambda }
M dao động với biên độ cực tiểu ( không dao động):${{A}_{\min }}=0\Leftrightarrow \cos \left( \dfrac{\pi }{\lambda }\left( {{d}_{2}}-{{d}_{1}} \right) \right)=0\Leftrightarrow \dfrac{\pi }{\lambda }\left( {{d}_{2}}-{{d}_{1}} \right)=\dfrac{\pi }{2}+k\pi \Rightarrow {{d}_{2}}-{{d}_{1}}=\left( 2k+1 \right)\dfrac{\lambda }{2}$
Mà ${{d}_{1}}+{{d}_{2}}=\ell$$\Rightarrow {{d}_{2}}=\dfrac{\ell }{2}+\left( 2k+1 \right)\dfrac{\lambda }{4}$
Mặt khác: $M\in \ell \Rightarrow 0<{{d}_{2}}<\ell \Rightarrow \dfrac{-\ell }{\lambda }-\dfrac{1}{2}
2 cực đại hoặc 2 cực tiểu liên tiếp cách nhau $\frac{\lambda }{2}$
1 cực đại và 1 cực tiểu liên tiếp cách nhau $\frac{\lambda }{4}$
$\begin{align}& \lambda =\dfrac{v}{f}=6\left( cm \right) \\ & \dfrac{-AB}{\lambda }<k<\dfrac{AB}{\lambda }\Leftrightarrow -3,33<k<3,33 \\ \end{align}$
Có 7 giá trị k thỏa mãn.
Các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng một số nguyên lần bước sóng.
Các phần tử nước dao động với biên độ cực tiểu sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng một số lẻ lần nửa bước sóng.
$f=\dfrac{\omega }{2\pi }=\dfrac{16\pi }{2\pi }=8\left( Hz \right)$
$\begin{align}& \lambda =\dfrac{v}{f}=1,5\left( cm \right) \\ & \dfrac{-AB}{\lambda }<k<\dfrac{AB}{\lambda }\Leftrightarrow -10,67<k<10,67 \\ \end{align}$
Có 21 giá trị k thỏa mãn.
$\dfrac{-AB}{\lambda }<k<\dfrac{AB}{\lambda }\Leftrightarrow -5,14<k<5,14$
Có 11 giá trị k thỏa mãn.
Khi hai nguồn sóng là hai nguồn kết hợp và cùng pha nhau thì các điểm thuộc mặt nước và nằm trên đường trung trực của đoạn S1S2 sẽ dao động với biên độ cực đại.
$\dfrac{-AB}{\lambda }<k<\dfrac{AB}{\lambda }\Leftrightarrow -5,33<k<5,33$
Có 11 giá trị k thỏa mãn.
Vì giữa AB có 10 điểm đứng yên không dao động nên ta có:
$AB=11\dfrac{\lambda }{2}=10\left( cm \right)\Rightarrow \lambda =\dfrac{20}{11}\left( cm \right)\Rightarrow v=\lambda .f\approx 0,47\left( m/s \right)$
Xem lại bài giao thoa, chú ý phần sự tạo thành các vân giao thoa. Nhớ lại định nghĩa hypecbon: quĩ tích của những điểm có hiệu khoảng cách đến 2 điểm cố định là không đổi. Hai điểm cố định được gọi là các tiêu điểm của hypecbon.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới