Mục lục
- Bốn đại lượng cơ bản của sóng
- Bước sóng (λ)
- Tần số (f)
- Chu kỳ (T)
- Biên độ
- Mối liên hệ giữa bước sóng và tần số
- Sóng cơ và sóng điện từ
- Sóng cơ
- Sóng điện từ
- Sóng ngang và sóng dọc
- Sóng ngang
- Sóng dọc
- Sóng địa chấn tiết lộ cấu trúc Trái Đất
- Sóng P
- Sóng S
- Điều gì xảy ra khi sóng gặp vật cản?
- Phản xạ
- Khúc xạ
- Nhiễu xạ
- Đọc thêm
Bốn đại lượng cơ bản của sóng
Bước sóng (λ)
Là khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp.
Tần số (f)
Là số dao động diễn ra trong một giây.
Đơn vị đo là hertz (Hz).
Chu kỳ (T)
Là thời gian để hoàn thành một dao động.
Công thức:
T = 1/f
Biên độ
Là độ lệch lớn nhất của sóng khỏi vị trí cân bằng.
Biên độ càng lớn, sóng mang càng nhiều năng lượng.
Mối liên hệ giữa bước sóng và tần số
Tốc độ truyền sóng được xác định bởi:
v = λf
Trong đó:
- v: tốc độ truyền sóng
- λ: bước sóng
- f: tần số
Với ánh sáng trong chân không:
c = λf
Đây là mối liên hệ cơ bản của mọi sóng tuần hoàn.
Sóng cơ và sóng điện từ
Sóng cơ
Sóng cơ cần môi trường để truyền.
Ví dụ:
- Âm thanh
- Sóng nước
- Sóng địa chấn
Âm thanh không thể truyền trong chân không vì không có môi trường để dao động.
Sóng điện từ
Sóng điện từ không cần môi trường truyền.
Ví dụ:
- Ánh sáng
- Sóng vô tuyến
- Tia X
- Tia gamma
Nhờ đó ánh sáng từ Mặt Trời có thể vượt qua khoảng không vũ trụ để tới Trái Đất.
Sóng ngang và sóng dọc
Sóng ngang
Phương dao động vuông góc với hướng truyền sóng.
Ví dụ:
- Ánh sáng
- Sóng trên dây
Sóng dọc
Phương dao động song song với hướng truyền sóng.
Ví dụ:
- Sóng âm trong không khí
- Sóng P trong động đất
Sóng địa chấn tiết lộ cấu trúc Trái Đất
Động đất tạo ra hai loại sóng chính:
Sóng P
- Truyền được qua chất rắn và chất lỏng.
- Là loại sóng đến trước.
Sóng S
- Chỉ truyền được qua chất rắn.
- Không truyền được qua chất lỏng.
Việc sóng S không thể xuyên qua lõi ngoài đã giúp các nhà khoa học xác định rằng phần lõi ngoài của Trái Đất ở trạng thái lỏng.
Điều gì xảy ra khi sóng gặp vật cản?
Phản xạ
Sóng bị dội ngược trở lại môi trường cũ.
Khúc xạ
Sóng đổi hướng khi đi từ môi trường này sang môi trường khác.
Đây là nguyên nhân tạo nên cầu vồng và hiện tượng lăng kính tách ánh sáng trắng thành nhiều màu sắc.
Nhiễu xạ
Sóng uốn cong và lan rộng khi đi qua khe hẹp hoặc vòng qua vật cản.
Từ âm thanh, ánh sáng đến động đất, mọi loại sóng đều được mô tả bằng bốn đại lượng đơn giản: bước sóng, tần số, chu kỳ và biên độ. Chính những đại lượng này giúp chúng ta hiểu cách năng lượng lan truyền khắp tự nhiên và vũ trụ.
Đọc thêm
Nguồn tham khảo
- [1]Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger — B. P. Abbott và cs. (LIGO/Virgo), Physical Review Letters 116, 061102 (2016)
- [2]Waves — Ocean Facts: sóng truyền năng lượng, không truyền nước — NOAA National Ocean Service
- [3]Speed of Sound (Beginner's Guide to Aeronautics) — NASA Glenn Research Center
- [4]The Science of Earthquakes — sóng P và sóng S — U.S. Geological Survey, Earthquake Hazards Program
- [5]Seismic Shadow Zone — vùng không nhận được sóng P trực tiếp — U.S. Geological Survey, Earthquake Hazards Program
- [6]P-wave and S-wave paths through the earth — U.S. Geological Survey
- [7]Wave Behaviors — reflection, refraction, diffraction, absorption — NASA Science Mission Directorate
- [8]Visible Light — dải bước sóng mắt người phát hiện được — NASA Science Mission Directorate
- [9]Basics of Space Flight — Chapter 6: Electromagnetics — NASA Jet Propulsion Laboratory / NASA Science
- [10]Anatomy of an Electromagnetic Wave — NASA Science Mission Directorate (2023)
- [11]SI Redefinition — The Meter — National Institute of Standards and Technology (2019)
- [12]SI base unit: metre (m) — định nghĩa qua tốc độ ánh sáng c — Bureau International des Poids et Mesures (SI Brochure, 9th ed.) (2019)
- [13]SI base unit: second (s) — định nghĩa qua tần số caesium ΔνCs — Bureau International des Poids et Mesures (SI Brochure, 9th ed.) (2019)
- [14]Cosmicopia — Ask Us: General Physics, Waves, Light and Sound — NASA Goddard Space Flight Center (2004)
- [15]The Audible Spectrum — trong Neuroscience, 2nd edition — Purves D. và cs. (biên tập), Sinauer Associates — qua NCBI Bookshelf (2001)
Ảnh: Pawel Czerwinski - Unsplash
