Xác định chiều truyền sóng: phối hợp độ dốc hình dây với chiều phần tử đi

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Một ảnh hình dây chưa tự cho chiều truyền; thêm chiều dao động của một điểm mới phân biệt được. Với dạng sóng đang dịch sang phải, điểm cố định nhận phần hình ở bên trái; nếu hình đang dốc lên theo x, điểm ấy sẽ đi xuống.

Ở một thời điểm, vùng quanh x=1m có y(0,9)=0,005m,y(1,1)=0,015m; độ dốc gần đúng (0,015−0,005)/(1,1−0,9)=0,050. Phần tử tại vùng đó đang có vận tốc thẳng đứng−0,10m/s. Giả sử một dạng sóng truyền không đổi hình, không có sóng ngược chồng thêm.

Dốc không gian dương mà điểm đi xuống nên dạng sóng truyền theo +x. Trong khoảng ngắn, Δy≈−(dy/dx)v_sóngΔt, nên v_sóng≈−v_phần tử/(dy/dx)=−(−0,10)/0,050=2,0m/s. Tốc độ truyền2,0 khác tốc độ phần tử0,10; hai hướng cũng khác.

Kiểm trực giác: trong0,001s,dạng sóng dịch sang phải0,002m. Điểm cố định lấy giá trị ở vị trí cũ bên trái0,002m, giảm0,050·0,002=0,0001m, đúng vận tốc đi xuống−0,10m/s.

Tự luyện: giữ dốc dương0,050 nhưng phần tử đi lên+0,10m/s; dạng sóng phải dịch sang trái với tốc độ2,0m/s trong cùng giả thiết. Nếu dốc bằng0 tại đỉnh hoặc đáy, công thức chia độ dốc không dùng được ở điểm đó, cần quan sát vùng khác hoặc dữ liệu theo thời gian.

Phép tính dùng độ dốc địa phương; hai điểm cách khá xa trên hình sin chỉ cho xấp xỉ, không đảm bảo độ dốc chính xác tại điểm giữa. Sóng dừng hoặc nhiều sóng chồng không luôn có một hướng dịch nguyên hình, nên không áp quy tắc này tùy ý. Mô tả loại sóng, hướng trục và thời điểm của dữ liệu phải rõ trước khi nối hình dạng không gian với chuyển động theo thời gian.

Đọc tiếp: Tốc độ truyền sóng · Tốc độ sóng khác phần tử.