**Trong Hiện Tượng Giao Thoa Sóng Trên Mặt Nước Khoảng Cách Giữa Hai Cực Tiểu Liên Tiếp Là Bao Nhiêu?**

Bạn đang gặp khó khăn khi học về giao thoa sóng trên mặt nước và không biết khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp là bao nhiêu? Khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước bằng một nửa bước sóng (λ/2). Bài viết này của CAUHOI2025.EDU.VN sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hiện tượng này, từ định nghĩa, điều kiện, công thức tính toán đến các dạng bài tập thường gặp, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin chinh phục các bài kiểm tra, kỳ thi.

Meta description: Tìm hiểu khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp trong giao thoa sóng trên mặt nước. CAUHOI2025.EDU.VN cung cấp kiến thức chi tiết, bài tập vận dụng và lời giải hay, giúp bạn nắm vững hiện tượng giao thoa sóng, cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa, bước sóng.

1. Giao Thoa Sóng Là Gì?

Giao thoa sóng là hiện tượng xảy ra khi hai hay nhiều sóng kết hợp gặp nhau trong không gian, tạo nên sự tăng cường hoặc triệt tiêu biên độ tại một số điểm. Để có hiện tượng giao thoa sóng cơ xảy ra, cần có hai nguồn kết hợp. Điều kiện để hai nguồn được gọi là kết hợp là chúng phải có cùng tần số, cùng phương dao động và hiệu số pha không đổi theo thời gian.

1.1. Điều Kiện Để Có Giao Thoa Sóng

Theo tài liệu Vật Lý 12 nâng cao của Bộ Giáo dục và Đào tạo, để có giao thoa sóng, cần đáp ứng các điều kiện sau:

• Hai nguồn sóng phải là hai nguồn kết hợp: Tức là, chúng phải dao động cùng tần số, cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.
• Hai sóng phải gặp nhau trong không gian: Vùng giao thoa là vùng mà cả hai sóng từ hai nguồn đều truyền tới.

2. Hiện Tượng Giao Thoa Sóng Trên Mặt Nước

Hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước là một ví dụ điển hình của hiện tượng giao thoa sóng nói chung. Khi hai sóng nước từ hai nguồn kết hợp gặp nhau, chúng sẽ tạo ra một hệ vân giao thoa ổn định, bao gồm các đường cực đại (biên độ dao động lớn nhất) và các đường cực tiểu (biên độ dao động nhỏ nhất, lý tưởng là bằng 0). Các đường này thường có hình dạng hyperbol.

2.1. Thí Nghiệm Giao Thoa Sóng

Một thí nghiệm đơn giản để quan sát hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước là sử dụng một cần rung có gắn hai mũi nhọn, đặt trên mặt nước.

• Bước 1: Gắn hai hòn bi nhỏ vào thành đàn hồi và cho chúng chạm mặt nước.
• Bước 2: Khi thanh bắt đầu dao động thì hai hòn bi A, B tạo ra trên mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo đường tròn đồng tâm mở rộng và trộn dần vào nhau.
• Bước 3: Khi hai sóng đã ổn định trên mặt nước sẽ có 2 nhóm đường cong. Nhóm 1 có biên độ dao động cực đại và xen kẽ với một nhóm khác tại điểm đó mặt nước sẽ không dao động. Khi đó hiện tượng này được gọi là giao thoa của sóng.

Khi cần rung dao động, hai mũi nhọn sẽ tạo ra hai nguồn sóng kết hợp, lan truyền trên mặt nước và giao thoa với nhau. Kết quả là trên mặt nước sẽ xuất hiện các vùng sóng ổn định, xen kẽ nhau, gồm các vân cực đại (sóng tăng cường) và vân cực tiểu (sóng triệt tiêu).

2.2. Nguồn Kết Hợp và Sóng Kết Hợp

• Nguồn kết hợp: Hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
• Sóng kết hợp: Hai sóng được tạo ra từ hai nguồn kết hợp.

Trên mặt nước, sự lan truyền của hai sóng kết hợp tạo ra sự tổng hợp sóng tại các điểm gặp nhau.

2.3. Phương Trình Giao Thoa Sóng

Xét hai nguồn A, B cách nhau một khoảng L, dao động với phương trình:

u1 = a*cos(ωt + φ1)
u2 = a*cos(ωt + φ2)

Xét điểm M nằm trong vùng giao thoa, cách hai nguồn A, B lần lượt là d1 và d2. Phương trình sóng tại điểm M do hai nguồn truyền đến là:

u1M = a*cos(ωt + φ1 - 2πd1/λ)
u2M = a*cos(ωt + φ2 - 2πd2/λ)

Phương trình tổng quát tại điểm M là:

uM = u1M + u2M = 2a*cos[π(d1 - d2)/λ + (φ1 - φ2)/2]*cos[ωt - π(d1 + d2)/λ + (φ1 + φ2)/2]

3. Điều Kiện Giao Thoa Sóng

Để có cực đại giao thoa, hai sóng phải tăng cường lẫn nhau, tức là hiệu đường đi của hai sóng phải bằng một số nguyên lần bước sóng:

d2 - d1 = kλ (với k là số nguyên)

Để có cực tiểu giao thoa, hai sóng phải triệt tiêu lẫn nhau, tức là hiệu đường đi của hai sóng phải bằng một số bán nguyên lần bước sóng:

d2 - d1 = (k + 1/2)λ (với k là số nguyên)

4. Khoảng Cách Giữa Hai Cực Tiểu Liên Tiếp Trong Hiện Tượng Giao Thoa Sóng

Như đã đề cập ở trên, điều kiện để có cực tiểu giao thoa là:

d2 - d1 = (k + 1/2)λ

Xét hai cực tiểu liên tiếp, ứng với hai giá trị k và k+1. Gọi khoảng cách từ điểm đang xét đến hai nguồn lần lượt là d1, d2 (ứng với cực tiểu thứ nhất) và d1′, d2′ (ứng với cực tiểu thứ hai). Ta có:

d2 - d1 = (k + 1/2)λ
d2' - d1' = (k + 1 + 1/2)λ = (k + 3/2)λ

Khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp là khoảng cách mà tại đó hiệu đường đi của hai sóng thay đổi một lượng bằng bước sóng λ. Do đó, khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp trên đường nối hai nguồn (hoặc trên một đường giao thoa bất kỳ) là:

λ/2

5. Phương Trình Giao Thoa Sóng

Để giải các bài tập về giao thoa sóng, ta cần nắm vững phương trình giao thoa sóng và các đại lượng liên quan.

6. Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Sóng Thường Gặp

Dưới đây là một số dạng bài tập giao thoa sóng thường gặp và cách giải:

6.1. Dạng 1: Viết Phương Trình Giao Thoa Sóng, Tìm Biên Độ Sóng Tại Một Điểm

Ví dụ 1: Hai nguồn kết hợp A và B dao động phương thẳng đứng có PT uA = uB = 2cos20πt (mm), tốc độ truyền sóng 30cm/s. Biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. Điểm M ở mặt nước cách hai nguồn lần lượt 10,5 cm và 13,5 cm. Hỏi nó có biên độ dao động là bao nhiêu?

Giải:

Ví dụ 2: Cho 2 điểm A, B trong môi trường truyền sóng với 2 nguồn phát sóng kết hợp PT uB = 8cos(20πt + π) (mm), uA = 8cos20πt (mm). Giữa khoảng A, B có giao thoa sóng. Hỏi phần tử vật chất tại trung điểm AB dao động với biên độ bao nhiêu?

Giải:

6.2. Dạng 2: Xác Định Số Điểm Dao Động Với Biên Độ Cực Đại, Cực Tiểu

Ví dụ 1: Hai nguồn sóng A,B giống nhau trên mặt chất lỏng cách nhau 16 cm dao động theo phương trình uA = uB = 5cos(80πt + π/2) (cm/s), lan truyền trong môi trường với tốc độ v = 1,2m/s. Tìm số cực tiểu, cực đại trên đoạn thẳng nối hai nguồn.

Giải:

Ta có 2 nguồn A, B giống hệt nhau nên chúng cùng pha với nhau.

=> kA = 5,3; kB = -5,3

=> k = {-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}

=> Có 11 cực đại trên đoạn A,B

=> kA = 4,8; kB = -5,3

=> k = {-5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4}

=> Có 10 cực tiểu trên A,B

Ví dụ 2: Ở mặt chất lỏng hai nguồn A, B cách nhau 20 cm, dao động với PT uA = uB = 2cos50πt (cm). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng 1,5 m/s. Hỏi dao động cực đại, cực tiểu trên AB có bao nhiêu điểm.

Giải:

6.3. Dạng 3: Những Điểm Đặc Biệt Nằm Trên Đường Trung Trực Hai Nguồn Cùng Pha

Ví dụ 1: Cho 2 nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 cách nhau 20cm. Cả 2 nguồn dao động với PT u2 = 5cos(40πt + π), u1 = 5cos40πt (mm) và có tốc độ truyền sóng 80cm/s. Tính số điểm dao động trên S1S2?

Giải:

Ví dụ 2: Cho 2 nguồn sóng cùng biên độ, tần số nhưng ngược pha. Khi khoảng cách giữa 2 điểm AB = 16,2λ hãy tính số điểm đứng yên, số điểm dao động trên đoạn AB.

Giải:

Số điểm đứng trên đoạn AB là:

7. Bài Tập Trắc Nghiệm Giao Thoa Sóng

Câu 1: Để có giao thoa sóng thì điều kiện cần có là gì?

A. Có 2 sóng chuyển động ngược chiều và giao nhau

B. Có 2 sóng có độ lệch pha không đổi và cùng tần số

C. Có 2 sóng có cùng một bước sóng giao nhau

D. Có 2 sóng cùng tốc độ và biên độ giao nhau

Đáp án: B

Câu 2: Hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa 2 cực đại liên tiếp nằm trên đường nối với 2 tâm sóng bằng bao nhiêu?

A. 2 lần bước sóng

B. 1 bước sóng

C. 1 nửa bước sóng

D. ¼ bước sóng

Đáp án: C

Câu 3: Phát biểu nào không đúng khi nói về hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi 2 sóng tạo ra từ 2 tâm sóng?

A. Cùng pha và tần số

B. Ngược pha, cùng tần số

C. Lệch pha nhau một góc không đổi và cùng tần số

D. Cùng cùng pha và biên độ

Đáp án: D

Câu 4: Giao thoa xảy ra khi nào?

A. 2 sóng chuyển động ngược chiều

B. 2 dao động cùng pha, cùng chiều gặp nhau

C. 2 sóng xuất phát từ 2 nguồn dao động cùng biên độ, cùng pha gặp nhau

D. 2 sóng xuất phát từ 2 tâm dao động cùng pha gặp nhau

Đáp án: D

Câu 5: Vân giao thoa sóng trên mặt nước sử dụng nguồn dao động với tần số 50Hz khi đó ta đo được khoảng cách giữa 2 vân tối liên tiếp là 2mm. Hỏi độ dài bước sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

A. λ = 1mm

B. λ = 2mm

C. λ = 4mm

D. λ = 8mm

Đáp án: C

Câu 6: Tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, nguồn dao động tần số 100Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên là 4mm. Tính tốc độ sóng trên mặt nước?

A. v = 0,2m/s

B. v = 0,4m/s

C. v = 0,6m/s

D. v = 0,8m/s

Đáp án: D

Câu 7: Tính tốc độ của sóng khi cho 2 nguồn kết hợp A, B giao thoa trên mặt nước dao động với tần số 20Hz, có điểm M cách A và B lần lượt 16cm, 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và AB có 3 dãy cực đại khác.

A. v = 20 cm/s

B. v = 26,7cm/s

C. v = 40cm/s

D. v = 53,4cm/s

Đáp án: A

Câu 8: Hai nguồn kết hợp A, B giao thoa trên mặt nước dao động với tần số f = 16 Hz. Tại M cách các nguồn A, B khoảng d1 = 30 cm, d2 = 25,5 cm. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước với những điều kiện trên.

A. v = 24 m/s

B. v = 24 cm/s

C. v = 36 m/s

D. v = 36 cm/s

Đáp án: B

Câu 9: Hai sóng nước nguồn A, B bước sóng như nhau là 0,8 m. Mỗi sóng riêng biệt gây ra tại M cách A đoạn d1 = 3 m và B đoạn d2 = 5 m, dao động với biên độ bằng A. Tính biên độ dao động tại M do cả hai nguồn gây ra.

A. 0

B. A

C. 2A

D. 3A

Đáp án: C

Câu 10: Bề mặt của chất lỏng cho 2 nguồn kết hợp A và B cách nhau một khoảng bằng 40cm có dao động cùng pha với nhau. Nguồn sóng có tần số f = 10 (Hz) và vận tốc truyền sóng là 2 (m/s). M ⊥ AB lúc này A dao động theo biên độ cực đại. Hỏi AM đạt giá trị lớn nhất là:

A. 20cm

B. 30cm

C. 40cm

D. 50cm

Đáp án: B

8. Ứng Dụng Của Hiện Tượng Giao Thoa Sóng

Hiện tượng giao thoa sóng không chỉ là một hiện tượng vật lý thú vị mà còn có nhiều ứng dụng quan trọng trong khoa học và kỹ thuật:

• Đo lường chính xác: Giao thoa kế được sử dụng để đo khoảng cách, độ dịch chuyển và các đại lượng vật lý khác với độ chính xác rất cao.
• Công nghệ laser: Giao thoa sóng là một nguyên tắc cơ bản trong hoạt động của laser, cho phép tạo ra các chùm sáng có cường độ cao và độ tập trung cao.
• Holography: Kỹ thuật tạo ảnh ba chiều dựa trên hiện tượng giao thoa sóng ánh sáng.
• Thông tin liên lạc: Giao thoa sóng được sử dụng trong các hệ thống thông tin liên lạc để truyền tải tín hiệu một cách hiệu quả.

9. Tìm Hiểu Thêm Về Giao Thoa Sóng Tại CAUHOI2025.EDU.VN

Hy vọng với những kiến thức và bài tập trên, bạn đã hiểu rõ hơn về hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước và khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp. Để nắm vững kiến thức về giao thoa sóng và các hiện tượng vật lý khác, hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN ngay hôm nay! Chúng tôi cung cấp:

• Giải đáp chi tiết: Các bài viết, video và tài liệu giải thích cặn kẽ các khái niệm, định luật và hiện tượng vật lý.
• Bài tập đa dạng: Các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao, giúp bạn rèn luyện kỹ năng giải bài và làm quen với các dạng đề thi.
• Tư vấn chuyên nghiệp: Đội ngũ giáo viên và chuyên gia sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc của bạn.

Bạn đang gặp khó khăn trong việc học Vật Lý? Đừng lo lắng! CAUHOI2025.EDU.VN luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn. Hãy truy cập website của chúng tôi để khám phá kho tài liệu phong phú và nhận được sự tư vấn tận tình từ đội ngũ chuyên gia.

Liên hệ với chúng tôi:

• Địa chỉ: 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam
• Số điện thoại: +84 2435162967
• Trang web: CAUHOI2025.EDU.VN

Đừng bỏ lỡ cơ hội nâng cao kiến thức và đạt điểm cao trong các kỳ thi! Hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN ngay hôm nay!

10. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

1. Điều kiện để có giao thoa sóng là gì?

Để có giao thoa sóng, cần có hai nguồn sóng kết hợp, tức là cùng tần số, cùng phương dao động và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

2. Khoảng cách giữa hai cực đại giao thoa liên tiếp là bao nhiêu?

Khoảng cách giữa hai cực đại giao thoa liên tiếp bằng một nửa bước sóng (λ/2).

3. Khoảng cách giữa một cực đại và một cực tiểu giao thoa liên tiếp là bao nhiêu?

Khoảng cách giữa một cực đại và một cực tiểu giao thoa liên tiếp bằng một phần tư bước sóng (λ/4).

4. Biên độ dao động tại các điểm cực đại giao thoa bằng bao nhiêu?

Biên độ dao động tại các điểm cực đại giao thoa bằng tổng biên độ của hai sóng thành phần.

5. Biên độ dao động tại các điểm cực tiểu giao thoa bằng bao nhiêu?

Biên độ dao động tại các điểm cực tiểu giao thoa bằng hiệu biên độ của hai sóng thành phần (trong trường hợp hai sóng có biên độ bằng nhau thì biên độ tại cực tiểu bằng 0).

6. Phương trình giao thoa sóng có dạng như thế nào?

Phương trình giao thoa sóng có dạng: uM = 2acos[π(d1 – d2)/λ + (φ1 – φ2)/2]cos[ωt – π(d1 + d2)/λ + (φ1 + φ2)/2]

7. Làm thế nào để xác định số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn nối hai nguồn?

Sử dụng điều kiện cực đại, cực tiểu giao thoa và xét các giá trị k nguyên nằm trong khoảng giữa hai nguồn.

8. Ứng dụng của hiện tượng giao thoa sóng là gì?

Giao thoa sóng có nhiều ứng dụng trong đo lường chính xác, công nghệ laser, holography và thông tin liên lạc.

9. Tôi có thể tìm thêm thông tin về giao thoa sóng ở đâu?

Bạn có thể tìm thêm thông tin về giao thoa sóng tại CAUHOI2025.EDU.VN, sách giáo khoa Vật Lý và các tài liệu khoa học khác.

10. CAUHOI2025.EDU.VN có cung cấp dịch vụ tư vấn về Vật Lý không?

Có, CauHoi2025.EDU.VN cung cấp dịch vụ tư vấn chuyên nghiệp về Vật Lý, giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc và nâng cao kiến thức.