Sóng và quang học: bài tập và câu hỏi ôn thi

Dao động và sóng: tốc độ sóng, âm thanh và decibel, hiệu ứng Doppler, sóng dừng trên dây và trong ống, khúc xạ và phản xạ toàn phần, thấu kính và gương, giao thoa và nhiễu xạ. Hầu hết câu hỏi thi cần một hệ thức then chốt được dùng cẩn thận với đúng đơn vị và dấu.

Gói ôn nước rút (PDF)Bảng công thức, các bước phương pháp và bài tập có lời giải đầy đủ, sẵn sàng để in.

Các chủ đề trong môn học này

  1. Lò xo và con lắcvật trên lò xo · con lắc · tốc độ, gia tốc và năng lượngbài tính toán
  2. Sóng, âm thanh & quang họctốc độ sóng, mức âm và khúc xạ · sóng dừng, thấu kính và Doppler · giao thoa, cách tử, gương và sợi quangbài tính toán

Mẹo làm bài thi Sóng và quang học

  • Hãy đo mọi góc từ pháp tuyến, không bao giờ từ bề mặt.
  • Hãy ghi quy ước dấu bên cạnh mỗi bài thấu kính hay gương: f < 0 với thấu kính phân kỳ và gương lồi, dᵢ < 0 với ảnh ảo.
  • Hãy đổi nm, mm và cm sang mét trước khi dùng công thức giao thoa.

Ví dụ có lời giải

Lò xo và con lắcDễ
3,2 kgk = 210 N/m

Một vật 3,2 kg trên lò xo có độ cứng 210 N/m dao động trên mặt phẳng không ma sát. Tìm chu kỳ T.

m = 3,2 kgk = 210 N/m

Tìm T (s)

Hiện các gợi ý
  1. Chu kỳ của hệ vật–lò xo không phụ thuộc vào biên độ.
  2. T = 2π·√(m/k).
  3. √(m/k) = 0,1234 s.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Dao động điều hòa: một vật khối lượng m trên lò xo độ cứng k dao động với tần số góc ω = √(k/m) và chu kỳ T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Một con lắc đơn chiều dài L có T = 2π·√(L/g). Với biên độ A, tốc độ lớn nhất là A·ω, gia tốc lớn nhất là A·ω² và năng lượng là ½·k·A².

Chu kỳ

T = 2π·√(3,2/210) = 0,7756 s

Đáp số

T = 0,7756 s
Sóng, âm thanh & quang họcTrung bình
L = ?n = 3

Một ống hở hai đầu phải có họa âm bậc 3 ở 686 Hz. Tốc độ âm thanh là 343 m/s. Hãy tìm chiều dài L của ống.

v = 343 m/sn = 3f3 = 686 Hz

Tìm L (m)

Hiện các gợi ý
  1. f = n·v/(2L).
  2. Hãy giải để tìm L.
  3. λ = v/f = 0,5 m.
Hiện đáp án và lời giải từng bước

Sóng dừng và hiệu ứng Doppler: một sợi dây cố định ở hai đầu, hoặc một ống hở hai đầu, chứa số nguyên lần nửa bước sóng: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … Một ống kín một đầu có nút ở đầu kín và bụng ở đầu hở: L = nλ/4 chỉ với n lẻ, fn = n·v/(4L). Khi nguồn hoặc người quan sát chuyển động dọc theo đường nối giữa chúng, f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): dùng dấu trên khi chuyển động hướng về nhau. Hai sóng có tần số gần bằng nhau tạo phách với tần số |f₁ − f₂|.

Bước sóng

λ = v/f = 343/686 = 0,5 m

Chiều dài

L = nλ/2 = 3·0,5/2 = 0,75 m

Đáp số

L = 0,75 m

Cách luyện tập hoạt động

  • “Luyện tập môn học này” trộn các bài từ mọi chủ đề của nó, giống một kỳ thi thật.
  • Mỗi bài tập có số liệu mới, nên bạn học phương pháp chứ không học thuộc đáp án.
  • Bí rồi? Hãy mở một gợi ý nhỏ trước, và chỉ xem giải thích đầy đủ khi cần.
  • Đề thi thử có tính giờ và không có gợi ý, và bạn nhận được điểm số cùng phần xem lại đầy đủ ở cuối.

Máy tính cho môn học này

Các môn học liên quan