Xem Nhiều 1/2023 #️ Sổ Tay Vật Lý 12 – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sóng Âm # Top 3 Trend | Sansangdethanhcong.com

Xem Nhiều 1/2023 # Sổ Tay Vật Lý 12 – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sóng Âm # Top 3 Trend

Cập nhật thông tin chi tiết về Sổ Tay Vật Lý 12 – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sóng Âm mới nhất trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.

I. Sóng cơ và truyền sóng cơ – Sổ tay vật lý 12

+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất.

+ Sóng ngang là loại sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Sóng ngang chỉ truyền được trên mặt nước và trong chất rắn.

+ Sóng dọc là loại sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

Sóng dọc sẽ truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.

Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chân không.

+ Khi truyền từ  môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đổi.

+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môi trường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng.

+ Bước sóng  λ : là khoảng cách giữa hai phần tử của sóng gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. Bước sóng cũng là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ: λ=vT.

II. Giao thoa sóng – Sổ tay vật lý 12

+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số (cùng chu kì, cùng tần số góc) và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian. Hai nguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ.

+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp cùng phát ra là hai sóng kết hợp.

+ Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những vị trí biên độ sóng tổng hợp được tăng cường hoặc bị giảm bớt.

+ Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần các bước sóng: d1-d2=kλ (kϵZ)

+ Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lẻ nửa các bước sóng: d1-d2=(k+½)λ (kϵZ)

III. Sóng dừng – Sổ tay vật lý 12 

+ Sóng phản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới.

+ Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới và triệt tiêu lẫn nhau (ở đó có nút sóng).

+ Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới và tăng cường lẫn nhau (ở đó có bụng sóng).

+ Sóng tới và sóng phản xạ nếu cùng truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng.

+ Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.

+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là λ/2

+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là λ/4

+ Hai điểm đối xứng qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ và cùng pha. Hai điểm đối xứng qua nút sóng luôn dao động cùng biên độ và ngược pha.

+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha. Các điểm nằm trên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha.

+ Các điểm nằm trên các bó cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha, các điểm nằm trên các bó lẻ thì dao động ngược pha với các điểm nằm trên bó chẵn.

IV. Các đặc trưng của âm – Sổ tay vật lý 12 

+ Sóng âm là những sóng cơ có thể truyền trong cả môi trường rắn, lỏng khí.

+ Vật dao động phát ra âm gọi là nguồn âm.

+ Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.

+ Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí).

+ Âm không truyền được trong chân không.

+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định.

+ Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc.

+ Trong chất rắn thì sóng âm có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang.

+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz.

+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm; trên 20000Hz gọi là siêu âm. 

+ Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm, cường độ âm (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm.

+ Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ to, độ cao và âm sắc.

Sự Khác Biệt Giữa Sóng Cơ Và Sóng Điện Từ

sự khác biệt giữa sóng cơ và sóng điện từ

Không có sự khác biệt. Mọi thứ bạn thấy trong vũ trụ là – sóng (dựa trên QFT). Tất cả các hạt thực sự là sóng, do đó tất cả các vật chất cũng là sóng. Trong một mạch kín với lực điện từ được áp dụng, dòng điện chạy với tốc độ ánh sáng trong khi các electron trong dây dẫn bắt đầu sóng điện từ E x H di chuyển ngẫu nhiên, nhưng trung bình vẫn ở cùng một vị trí ban đầu. Trong một căn phòng trung bình có khoảng 100kg phân tử không khí, và tất cả chúng đều di chuyển ngẫu nhiên với tốc độ cực lớn nhưng ở lại ít nhiều ở cùng một vị trí. Nếu ai đó trong phòng nói to điều gì đó (tạo ra âm thanh cường độ ~ 60dB), âm thanh (sóng) sẽ truyền với tốc độ 330m / s theo mọi hướng, nhưng các phân tử không khí riêng lẻ sẽ bảo toàn các bước di chuyển ngẫu nhiên như không có gì thay đổi. Sự nhiễu loạn, là sóng, chỉ được nhận ra trên tổng số của tất cả các bộ khởi động sóng (cho dù chúng là các phân tử không khí trong phòng hay các electron trong một dây dẫn) chứ không phải từng cá nhân

Tất cả các sóng được mô tả bởi cùng một loại phương trình, được gọi là phương trình đạo hàm riêng (PDEs) của loại hyperbol và thường là bậc 2. Phương trình nguyên mẫu được gọi là phương trình sóng: d2f / dx2-d2f / dt2 = 0.

Điều này có nghĩa là tất cả các sóng đó đều có chung động lực học: bất kỳ tín hiệu nào lan truyền với vận tốc nhất định gọi là độ tự nhiên, giá trị của nó phụ thuộc vào các hệ số chính xác của PDE; để xác định hoàn toàn hành vi của các trường động, bạn cần các điều kiện biên và điều kiện ban đầu theo cách được xác định bởi các phương trình đặc trưng được gọi là tương ứng với PDE. Tóm lại, toán học ít nhiều giống nhau.

Sự khác biệt là trong vật lý (mỗi loại sóng tương ứng với các đại lượng vật lý khác nhau) và trong các chi tiết của PDEs. Một số PDE là phi tuyến, một số có độ độc lập phụ thuộc tần số, một số có thuật ngữ tiêu tan. Có các PDE véc tơ và vô hướng, một ví dụ về cái trước là sóng điện từ trong khi một ví dụ về cái sau là sóng âm. Một số PDE bao gồm các thuật ngữ nguồn trong miền, khi các thuật ngữ khác chỉ bao gồm các nguồn biên.

Một biến ‘f’ đại diện cho một sóng nếu nó tuân theo phương trình sóng. Bất kỳ phương trình sóng nào cũng phải có đạo hàm ‘bậc hai’ của f đối với ‘khoảng trắng’ ở phía bên trái và ‘đạo hàm thứ hai’ đối với ‘thời gian’ ở phía bên phải. Điều này thể hiện thực tế rằng một làn sóng là sự chuyển đổi năng lượng liên tục từ tiềm năng sang động năng và ngược lại – điều này tương ứng với hai dẫn xuất bậc hai được đưa ra ở trên. Một trường hợp điển hình là khối lượng treo trên lò xo .. khối lượng tăng tốc độ hấp thụ năng lượng từ lò xo, sau đó mất năng lượng này trở lại lò xo bằng cách mở rộng nó (hoặc nén nó trong một số trường hợp).

Tốc độ của sóng là căn bậc hai của tỷ lệ của lực truyền động và lực trì hoãn hoặc lưu trữ. Trong vật chất, nó là căn bậc hai của tỷ lệ mô đun đàn hồi và mật độ. Trong không gian trống, nó là căn bậc hai của tỷ lệ năng lượng trên khối lượng (được lấy từ công thức Einstein E = mc ^ 2, và đối với một đơn vị thể tích, nó giống như đối với vật chất). Tần số của sóng được xác định bởi tỷ lệ của tốc độ và bước sóng của sóng, và chính bước sóng được xác định bởi kích thước của nồi trong đó rung động đang diễn ra.

Sóng bắt đầu như một xung truyền theo mọi hướng từ một điểm duy nhất. Nó có thể là hai hướng dọc theo một sợi dây, hoặc bốn hướng trên một tấm hoặc sáu hướng trong không gian. Một xung biến đổi thành sóng chỉ khi bị giam cầm và kết quả hạn chế kết quả của một ranh giới và sự phản xạ và giao thoa tiếp theo. Trong một sợi dây, đầu tự do / đầu cố định thực hiện công việc gấp không gian tuyến tính để lặp lại chính nó. Một chuyển động tròn cũng gấp không gian tuyến tính thành một vòng tròn và đây là nguồn gốc của sự tương tự giữa chuyển động sóng và chuyển động tròn.

Điểm giống nhau là tất cả đều tuân theo phương trình sóng vi phân từng phần, thường là bậc hai. Sự khác biệt chủ yếu phát sinh từ các lý do vật lý cho sóng. Sóng thường truyền năng lượng và chúng thường có thể được biểu diễn dưới dạng dịch pha, có thể được coi là chuyển động tròn. Do đó, nếu bạn đặt một nút chai trên biển, nút chai về cơ bản sẽ đi xung quanh thành một vòng tròn và trở về cùng một vị trí, giả sử không có thủy triều hoặc dòng chảy. Rõ ràng, trong một chuỗi violin, chuyển động tròn là hư cấu hơn.

Sóng cơ phát sinh nhờ năng lượng truyền vào môi trường và khi một phần bị dịch chuyển, nó đẩy hoặc kéo vào phần liền kề và mật độ năng lượng di chuyển với vận tốc pha (vận tốc mà pha không đổi di chuyển qua môi trường.) Hai các sóng bằng nhau và ngược lại tạo ra một sóng cố định, như trong chuỗi violin, trong đó chuỗi chỉ bị dịch chuyển theo định kỳ bởi một biên độ. Một sóng cố định như vậy có một nửa bước sóng của các thành phần sóng đang chạy. Các sóng có thể có sự dịch chuyển bên (dây đàn violin) hoặc theo chiều dọc, ví dụ âm thanh, đây thực sự là một chuỗi các sóng áp lực.

Vật chất sóng là thú vị hơn. Thí nghiệm hai khe cho thấy rõ rằng các hạt đi qua hai khe nhiễu xạ, một tính chất của sóng. Người ta thường chấp nhận rằng chuyển động của hạt tuân theo phương trình Schrödinger, là phương trình sóng và thuật ngữ pha được đưa ra bởi exp (2πiS / h), trong đó S là hành động và h là lượng tử hành động của Planck. Theo như tôi biết, không có quan sát vật lý nào không phù hợp với phương trình đó, khi nó được giải, ít nhất là đối với các hạt độc lập. Có hai cách giải thích cơ bản: có thể có sóng thực hoặc không có sóng. Khi sách vật lý xem xét vấn đề này, điều không thường xuyên, họ thường lập luận rằng hạt tuân theo phương trình đó nhưng không có sóng. Lưu ý rằng tất cả các nỗ lực phát hiện sóng trống đều thất bại, mặc dù mức độ quan trọng của câu hỏi là mở vì bạn sẽ tìm thấy nó như thế nào? Nói chung, hàm sóng này được coi là phức tạp và chỉ có thể tính xác suất của các sự kiện bằng cách nhân hàm sóng với liên hợp phức của nó, có giá trị thực. Thay thế, đó là một làn sóng, đã được de Broglie và Bohm (làn sóng thí điểm) theo đuổi nhưng điều này thường không được chấp nhận. Tôi cũng đã đi theo con đường này với hai biến thể khác: Tôi giả sử tốc độ pha bằng tốc độ hạt để ảnh hưởng đến nó, và nếu vậy, sóng cũng phải chứa năng lượng; sự khác biệt thứ hai là từ Euler, một khi một khoảng thời gian thuật ngữ pha bằng 1 và sóng trở thành hiện thực và trong biến thể của tôi, sau đó và chỉ sau đó sóng mới ảnh hưởng đến hạt. Điều đó có lợi thế là ngay lập tức có được cả Nguyên tắc không chắc chắn và Nguyên tắc loại trừ. Tôi gọi những Sóng Hướng dẫn này (và đã đưa nó vào ebook), NHƯNG, và NHƯNG lớn, và một CAVEAT lớn, điều này thường không được chấp nhận, vì vậy hãy cẩn thận với câu trả lời này. Chỉ vì tôi nghĩ rằng nó có công không làm cho nó đúng.

Tôi giả sử rằng “sóng cơ học” có nghĩa là sóng nước, sóng âm, v.v … Vâng, điểm tương đồng là tất cả chúng đều tuân theo các phương trình dựa trên tính chất của môi trường mà chúng tồn tại. Trong Lý thuyết trường lượng tử, không chỉ có vật chất và sóng EM; Ngoài ra còn có lực hấp dẫn, lực mạnh và sóng lực yếu. Những sóng này là dao động trong sáu trường cơ bản thấm vào không gian – tạo thành không gian. Sự khác biệt là mỗi loại trường có các thuộc tính “bên trong” khác nhau và tuân theo các phương trình khác nhau. Ví dụ, độ bất lực của các trường vật chất là một nửa số nguyên và điều này dẫn đến nguyên tắc loại trừ Pauli, do đó sóng vật chất giống hạt hơn nhiều so với bốn sóng trường lực. Trích dẫn từ Chap. 1 cuốn sách của tôi (có thể đọc miễn phí tại

Phương trình trường

. Một đặc điểm quan trọng của các lĩnh vực là cách chúng phát triển hoặc thay đổi theo thời gian. Sự phát triển này được mô tả một cách toán học bằng một loại phương trình được biết đến với tên cấm

phương trình vi phân từng phần

. Những phương trình này (mà bạn sẽ vui mừng khi biết, không xuất hiện trong cuốn sách này

) mô tả cường độ của một trường tại mỗi điểm trong không gian thay đổi như thế nào tùy thuộc vào cường độ của nó và của các trường khác tại điểm đó. Những thay đổi là

địa phương

theo nghĩa là chỉ cường độ trường tại điểm quan tâm có thể ảnh hưởng đến những gì xảy ra tại thời điểm đó. Tuy nhiên, việc thay đổi cường độ trường tại một điểm từ xa có thể tạo ra các thay đổi trong

nó là

Vùng lân cận ngay lập tức và những thay đổi này có thể lan truyền trong không gian, lan ra từng điểm trên một khoảng cách lớn, vì một hòn đá rơi trong nước tạo ra sóng truyền qua nước và cuối cùng đến một điểm xa. Ánh sáng truyền qua không gian theo cùng một cách, với sự thay đổi của trường EM tại một điểm tạo ra sự thay đổi tại các điểm liền kề, v.v … Cách mà các trường lan truyền và tốc độ chúng lan truyền được xác định bởi các phương trình trường.

Ngoại trừ trong một vài chú thích.

Khi tôi mở hộp thư đến, tôi tìm thấy câu hỏi sau đây

Arathi yêu cầu câu trả lời của bạn

Sóng vật chất không phải là sóng điện từ cũng không phải là sóng cơ học. Làm thế nào là chuyển động sóng được tạo ra, như thể nó tạo ra một đường sóng cho các hạt?

Khi tôi bắt đầu nghĩ đến một câu trả lời, tôi thấy rằng có 13 câu trả lời cho câu hỏi sau đây

Điểm giống và khác nhau giữa sóng cơ, sóng điện từ và sóng vật chất là gì?

!?

cố gắng trả lời câu hỏi của arathi,

có lẽ nó sẽ giúp bạn nếu bạn bắt đầu dần dần,

gợn sóng trên mặt nước phẳng lặng

chúng là chuyển động thực tế của các phân tử nước

sóng dọc theo sợi dây trong thí nghiệm của Melde

chúng là sóng cơ học một lần nữa,

chuyển động của các phân tử của dây

cả hai sự sắp xếp theo chiều ngang và chiều dọc

sóng âm trong không khí – chỉ theo chiều dọc

Vân vân

rất nhiều ví dụ về sóng cơ học

Về mặt toán học, tất cả chúng đều là giải pháp cho bậc hai, phương trình vi phân từng phần tuyến tính

bây giờ đến sóng điện từ,

bất kỳ tần số

chúng tôi nhận được chúng ngay cả từ những ngôi sao cách xa năm ánh sáng

cái gì dao động trong những sóng này

họ đi qua chân không!

chúng ta liên kết với chúng dao động điện trường và từ trường

mỗi trong số đó thỏa mãn một bậc hai, phương trình vi phân một phần tuyến tính

Khi nào, một khi khái niệm về sóng vật chất được chấp nhận, câu hỏi này thực sự được hỏi,

cái gì dao động trong một sóng vật chất?

để giải quyết vấn đề, một hàm toán học đã được liên kết với các sóng vật chất này

vì chức năng này đã được đưa ra ngoài sự cần thiết (mô tả các hạt vật chất)

Nếu một sóng là để mô tả một hạt, làm thế nào bạn có thể chắc chắn để nói vị trí của hạt trong sóng!?

chính hàm sóng này dao động trong sóng vật chất

bạn cũng có thể gọi chúng là sóng xác suất

giống như chúng ta đã có phương trình sóng cho các loại sóng khác, một phương trình đã được tìm kiếm

vì sóng có tính chất chồng chất, nó phải là một phương trình vi phân tuyến tính

nhưng, sự tương tự với sóng cơ học và điện từ đã kết thúc ở đây

phương trình cuối cùng đã được chấp nhận là thứ hai trong không gian và thứ tự đầu tiên trong thời gian

phương trình sóng Schrodinger nổi tiếng

Sóng cơ chủ yếu là sóng dọc. Nó có nghĩa là các thành phần của vật chất mà qua đó sóng đang chuyển động đang dao động cùng hướng với chính sóng.

Trong một sóng điện từ, chuyển động của điện trường và từ trường là ngang với hướng truyền của sóng. Vậy các vectơ E, B và k vuông góc với nhau. Cũng không giống như sóng cơ học, sóng điện từ không cần phương tiện để truyền đi. Nó có thể đi du lịch trong không gian hoàn toàn trống rỗng.

Sóng vật chất hoặc sóng de Broglie xuất phát từ tính đối ngẫu của hạt sóng của một vật thể cơ học lượng tử như electron hoặc nguyên tử, v.v. Sóng này cũng có thể truyền trong không gian trống. Do tính chất kỳ lạ của cơ học lượng tử, một vật thể lượng tử biểu hiện dưới dạng hạt hoặc sóng phụ thuộc hoàn toàn vào loại phép đo hoặc quan sát. Vì vậy, ví dụ, nếu người ta để một luồng các electron rơi xuống 2 khe cách nhau thì mỗi electron sẽ hoạt động như một sóng và dẫn đến các vân giao thoa trên màn hình phía sau các khe.

svcministry.org © 2020

Sóng Cơ Học Là Gì?

Có nhiều loại sóng tồn tại trong tự nhiên như sóng điện từ, tia hồng ngoại, sóng cơ… Vậy sóng cơ là gì? Tìm hiểu về các loại sóng cơ học, cách chúng được tạo ra và điều gì ảnh hưởng đến sự lan truyền của chúng trong nhiều môi trường khác nhau.

Sóng cơ là gì?

Sóng cơ học là một làn sóng có sự dao động cơ học, chuyển giao năng lượng thông qua một loại vật liệu hoặc môi trường. Không phải tất cả các sóng đều được xem là sóng cơ. Ví dụ, sóng điện từ như ánh sáng khả kiến ​​không phải là cơ học vì chúng có thể truyền qua chân không để tiếp cận chúng ta từ mặt trời. Sóng cơ bao gồm sóng nước, sóng âm, sóng động đất và nhiều thứ khác. Giống như tất cả các sóng, những sóng thuộc loại cơ học có đỉnh, hoặc đỉnh và đáy. Chúng cũng có tần số, là số lượng sóng truyền qua mỗi giây và bước sóng, là khoảng cách từ một đỉnh tới đỉnh tiếp theo.

Các loại sóng cơ học

Một cách để phân loại sóng là trên cơ sở hướng chuyển động của các hạt riêng lẻ của môi trường so với hướng mà sóng truyền đi. Phân loại sóng trên cơ sở ta chia thành 3 loại gồm: sóng ngang, sóng dọc và sóng bề mặt.

Sóng ngang là sóng trong đó các hạt di chuyển trung bình theo một hướng vuông góc với hướng di chuyển sóng. Giả sử rằng một slinky (Một loại lò xo) được kéo dài theo hướng nằm ngang trong lớp học và một xung được đưa vào slinky ở đầu bên trái bằng cách rung cuộn dây đầu tiên lên xuống. Năng lượng sẽ bắt đầu được vận chuyển từ trái sang phải. Khi năng lượng được vận chuyển từ trái sang phải, các cuộn dây riêng lẻ của môi trường sẽ được dịch chuyển lên trên và xuống dưới. Trong trường hợp này, các hạt của môi trường di chuyển vuông góc với hướng mà xung di chuyển. Loại sóng này là sóng ngang. Sóng ngang luôn được đặc trưng bởi chuyển động của hạt vuông góc với chuyển động của sóng.

Sóng dọc là sóng trong đó các hạt di chuyển trung bình theo một hướng song song với hướng di chuyển sóng. Giả sử rằng một slinky được kéo dài theo hướng ngang trong lớp học và một xung được đưa vào slinky ở đầu bên trái bằng cách rung phần đầu bên trái và bên phải. Năng lượng sẽ bắt đầu được vận chuyển từ trái sang phải. Khi năng lượng được vận chuyển từ trái sang phải, các cuộn dây riêng lẻ của môi trường sẽ bị dịch chuyển sang trái và phải. Trong trường hợp này, các hạt của môi trường di chuyển song song với hướng mà xung di chuyển. Loại sóng này là sóng dọc. Sóng dọc luôn được đặc trưng bởi chuyển động của hạt song song với chuyển động sóng.

Trong khi sóng truyền trong độ sâu của đại dương là sóng dọc, thì sóng truyền dọc theo bề mặt đại dương được gọi là sóng bề mặt. Sóng bề mặt là sóng trong đó các hạt của môi trường trải qua một chuyển động tròn. Sóng bề mặt không theo chiều dọc và chiều ngang. Trong sóng dọc và sóng ngang, tất cả các hạt trong toàn bộ môi trường di chuyển theo hướng song song và vuông góc (tương ứng) so với hướng truyền năng lượng. Trong một sóng bề mặt, nó chỉ là các hạt ở bề mặt của môi trường chuyển động tròn. Chuyển động của các hạt có xu hướng giảm khi cách xa trung tâm của bờ mặt.

Cách phân biệt sóng ngang và sóng dọc

Các loại âm thanh khi chuyển động trong không khí đa phần là sóng dọc như giọng nói, âm thanh từ một chiếc loa…

Sóng truyền qua một môi trường rắn có thể là sóng ngang hoặc sóng dọc. Tuy nhiên, sóng truyền qua phần lớn chất lỏng luôn là sóng dọc. Sóng ngang đòi hỏi một môi trường tương đối cứng để truyền năng lượng của chúng.

Khi một hạt bắt đầu di chuyển, nó phải có khả năng kéo những hạt gần nhất. Nếu môi trường không cứng như trường hợp chất lỏng, các hạt sẽ trượt qua nhau. Hành động trượt này là đặc trưng của chất lỏng và chất khí ngăn không cho một hạt di chuyển khác theo hướng vuông góc với sự vận chuyển năng lượng.

Đó là lý do mà chúng ta chỉ quan sát được sóng dọc mà không thể thấy sự hoạt động của sóng ngang. Động đất có khả năng tạo ra cả sóng ngang và sóng dọc truyền qua các cấu trúc vững chắc của Trái đất. Khi các nhà địa chấn bắt đầu nghiên cứu sóng động đất, họ nhận thấy rằng chỉ có sóng dọc mới có khả năng đi qua lõi Trái đất.

Sự khác giữa sóng cơ và sóng điện từ

Điểm khác biệt dễ dàng nhận ra nhất giữa 2 loại sóng này là sóng điện từ có thể truyền qua môi trường chân không.

Sóng điện từ là sóng có khả năng truyền năng lượng qua môi trường chân không. Sóng điện từ được tạo ra bởi sự rung động của các hạt tích điện. Sóng điện từ được tạo ra trên mặt trời sau đó truyền tới trái đất thông qua chân không ngoài vũ trụ. Nếu không có khả năng sóng điện từ truyền qua chân không, chắc chắn sẽ không có sự sống trên trái đất.

Sóng cơ học là sóng không có khả năng truyền năng lượng của mình qua môi trường chân không. Sóng cơ đòi hỏi một phương tiện để vận chuyển năng lượng của chúng từ vị trí này sang vị trí khác. Sóng âm là một ví dụ về sóng cơ. Sóng âm không có khả năng truyền qua chân không. Mỗi loại sóng cơ đều cần một môi trường nhất định mới tồn tại và hoạt động được.

Bài tập trắc nghiệm về sóng cơ học

chỉ từ đông sang tây.

cả về phía đông và phía tây.

chỉ từ bắc xuống nam.

cả phía bắc và phía nam.

Đáp án là: D vì các hạt sẽ chuyển động qua lại theo hướng vuông góc với sự vận chuyển năng lượng. Các sóng đang di chuyển về phía tây, vì vậy các hạt di chuyển về phía bắc và phía nam.

A: Sóng ngang.

B: Sóng dọc.

C: Sóng điện từ.

D: Một loại sóng khác.

Đáp án là: A Vì các hạt đang chuyển động song song với hướng mà sóng đang di chuyển.

Câu 3: Sóng âm là sóng cơ chứ không phải sóng điện từ. Điều này có nghĩa là?

các hạt của môi trường di chuyển vuông góc với hướng vận chuyển năng lượng.

một sóng âm truyền năng lượng của nó qua chân không.

các hạt của môi trường thường xuyên và liên tục dao động về vị trí dừng của chúng.

Môi trường cần thiết để sóng âm truyền năng lượng.

Đáp án là: D Vì sóng cơ cần một môi trường nhất định để vận chuyển năng lượng. Âm thanh, giống như bất kỳ sóng cơ học nào, không thể truyền qua chân không.

Câu 4: Điều nào sau đây không phải là đặc tính của sóng cơ?

Chúng bao gồm các nhiễu loạn hoặc dao động của một phương tiện.

Chúng vận chuyển năng lượng.

Chúng di chuyển theo hướng vuông góc với hướng của các hạt của môi trường.

Chúng được tạo ra bởi một nguồn rung.

Đáp án là: C Vì đặc tính được mô tả trong câu c là một tính chất của tất cả các sóng ngang, nhưng không nhất thiết là của tất cả các sóng cơ học. Một sóng cơ học cũng có thể là dọc.

Câu 5: Thiết bị sonar trên thuyền đánh cá sử dụng âm thanh dưới nước để xác định vị trí cá. Bạn có thể mong đợi sonar là sóng dọc hoặc sóng ngang?

Đáp án là: Sóng dọc vì chỉ có sóng dọc mới có khả năng truyền qua chất lỏng như nước. Khi một sóng ngang cố gắng truyền qua nước, các hạt của môi trường trượt qua nhau và do đó ngăn cản sự chuyển động của sóng.

Cơ Sở Lý Thuyết Xử Lý Nước Thải

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý bằng những phương pháp thích hợp khác nhau gồm:

Phương pháp xử lý lý học;

Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý;

Phương pháp xử lý sinh học.

Phương pháp xử lý lý học

− Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.

– Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này ra khỏi nước thải. Thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực li tâm và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp

Song chắn rác

– Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây, bao nilon… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn.

– Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 600 nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 – 850 nếu làm sạch bằng máy. Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp.

– Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng.

– Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi. Vận tốc dòng chảy trong bể lắng ngang không được vượt qua 0,3 m/s. Vận tốc này cho phép các hạt cát, các hạt sỏ và các hạt vô cơ khác lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ khác không lắng và được xử lý ở các công trình tiếp theo

– Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng.

– Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước thừ 1,5 – 2,5 h. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000 m3/ngày.

– Đối với bể lắng đứng, nóc thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc từ 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động khoảng 45 – 120 phút. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20

Bể Tuyển nổi

– Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.

– Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt. – Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn. Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 – 30 µm (bình thường từ 50 – 120 µm). Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng.

Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

− Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm;

− Bổ sung các tác nhân hóa học;

− Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

− Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid.

Keo tụ – tạo bông

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 – 10 µm. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông.

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, Sunfit, ammonia, Nito… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại:

− Phương pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy.

− Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, cả chất keo và chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:

– Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật.

− Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào.

− Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới. Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng.

Phương pháp sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Vi sinh vật

Vi sinh vật → CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

− Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

− Giai đoạn 2: acid hóa;

− Giai đoạn 3: acetate hóa;

− Giai doạn 4: methan hóa.

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thủy phân, sẽ được cắt mạch tạo những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate. Vi sinh vật chuyển hóa methan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines, và CO.

Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

− Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB);

− Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process).

Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn:

− Oxy hóa các chất hữu cơ;

− Tổng hợp tế bào mới;

− Phân hủy nội bào.

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều.Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

− Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất.

− Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định.

Bạn đang xem bài viết Sổ Tay Vật Lý 12 – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sóng Âm trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!