Copy-of-1.คลื่น (1).pdf

ลื่น
W
A
V
E
สื่อประกอบการสอนรายวิชา ฟิสิกส์ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขึ้นพื้นฐาน
พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง 2560)

1.
2.
3.
4.
-------------
ธรรมชาติของคลื่น
อัตราเร็วของคลื่น
-------------
-------------
หลักการที่เกี่ยวกับคลื่น
พฤติกรรมของคลื่น
-----------------

คลื่น (Wave) เป็นปรากฏการณ์ที่มี
การรบกวนเนื้อสาร ณ จุดใดจุดหนึ่ง
การรบกวนนี้จะถูกส่งต่อไปยังจุดอื่นรอบ ๆ
ทุกทิศทางพร้อมกับการพาพลังงานไปด้วย
โดยที่อนุภาคของเนื้อสารที่ถูกรบกวนไม่เคลื่อนที่
ตามไปกับการถ่ายโอนพลังงาน
1.

ชนิดของคลื่น
อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ ลักษณะการเคลื่อนที่
แหล่งกาเนิด
➢ คลื่นกล
➢ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
➢ คลื่นดล
➢ คลื่นต่อเนื่อง
➢ คลื่นตามขวาง
➢ คลื่นตามยาว
1.

ชนิดของคลื่น อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
➢ คลื่นกล
คลื่นกล คือ คลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นในสปริง
คลื่นน้า คลื่นเสียง
➢ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ คลื่นที่ไม่จาเป็นต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น
คลื่นวิทยุ คลื่นโทรทัศน์
:
1.

ชนิดของคลื่น แหล่งกาเนิด
➢ คลื่นดล
คลื่นดล คือ คลื่นที่เกิดจากแหล่งกาเนิดที่สั่นเพียงครั้งเดียว ทาให้คลื่นเกิดได้เพียง
หนึ่งลูกคลื่น เป็นคลื่นไม่ต่อเนื่อง เช่น การโยนหินลงน้า
➢ คลื่นต่อเนื่อง
คลื่นต่อเนื่อง คือ คลื่นที่เกิดจากแหล่งกาเนิดที่สั่นหลายครั้งติดต่อกัน ทาให้เกิด
ลูกคลื่นหลายลูกคลื่นต่อเนื่องกัน เช่น คลื่นน้าที่เกิดจากการใช้มอเตอร์
:
1.

ชนิดของคลื่น ลักษณะการเคลื่อนที่
➢ คลื่นตามขวาง
คลื่นตามขวาง คือ คลื่นที่ตัวกลางเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่
ของคลื่น เช่น คลื่นแสง คลื่นตามขวางในเส้นเชือก
➢ คลื่นตามยาว
คลื่นตามยาว คือ คลื่นที่ตัวกลางเคลื่อนที่ขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่
ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง คลื่นในสปริง
:
1.
-

สันคลื่น
ท้องคลื่น
ความยาวคลื่น 𝜆
แอมพลิจูด
x
y
0
- y
ส่วนประกอบของคลื่น
1.

x
y
0
- y
การกระจัด (Displacement ; y) คือ ระยะที่คลื่นเคลื่อนที่ออกจากตาแหน่งสมดุล
แอมพลิจูด (Amplitude ; A) คือ การกระจัดสูงสุด
1.

x
y
0
- y
T 2T 3T
0.25T 0.5T
0.75T
ความถี่ (frequency ; f) คือ จานวนลูกคลื่นในเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์
คาบ (period ; T) คือ เวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ มีหน่วยเป็น วินาที
1.

y
0
- y
b
a c
d
g
f
h
e i
j
k
l
m
n
o a
b
c
d
e
0°
360°
90°
180°
1.
เฟส (phase ; ∅) คือ การบอกตาแหน่งของคลื่นโดยเปรียบเทียบการเคลื่อนที่
ของคลื่น 1 รอบกับการเคลื่อนที่แบบวงกลม

อัตราเร็วคลื่น
2.
คลื่นกลต่อเนื่องแผ่ผ่านตัวกลางด้วยความถี่ 262 เฮิรตซ์ และความยาวคลื่น 1.29 เมตร
ค. คาบของคลื่นนี้มีค่าเท่าใด
หาคาบจากสมการ T =
1
f
ตัวอย่าง
วิธีทา จาก T =
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
ตอบ คาบการเคลื่อนที่ของคลื่นกลนี้มีค่า 0.00382 วินาที
ปริมาณที่เกี่ยวข้อง
💁

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex1.คลื่นกลหนึ่งมีความถี่ 100 เฮิรตซ์ แผ่ออกไปด้วยอัตราเร็ว 343 เมตรต่อวินาที คลื่นนี้มีความยาวคลื่นเท่าใด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex2. คลื่นกลต่อเนื่องแผ่ผ่านตัวกลางด้วยความถี่ 262 เฮิร์ตซ์ และความยาวคลื่น 1.29 เมตร
ก. คลื่นนี้มีอัตราเร็วเท่าใด ข. คลื่นนี้ใช้เวลานานเท่าใดจึงจะเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 91.4 เมตร
ค. คาบของการเคลื่อนที่นี้มีค่าเท่าใด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex3.คลื่นผิวน้ำผ่านเสาที่ปักอยู่ในน้ำด้วยความเร็ว 2.5 เมตรต่อวินาที และมีสันคลื่นอยู่ห่างกัน 5 เมตร
ระดับน้ำที่เสาจะกระเพื่อมขึ้นลงด้วยความถี่เท่าใด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex4.ใบไม้ลอยน้ำเมื่อมีคลื่นผ่านจะกระเพื่อมขึ้นลง 15 รอบในเวลา 0.5 วินาที และสันคลื่นห่างกัน 2 เมตร
อัตราเร็วคลื่นในน้ำขณะนั้นเป็นเท่าใด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex5. คลื่นกลหนึ่งมีความถี่ 100 เฮิร์ตซ์แพออกไปด้วยอัตราเร็ว 343 เมตรต่อวินาที
ก. จุดสองจุดบนคลื่นที่อยู่ห่างกันเป็นระยะ 60.0 เซนติเมตร จะมีเฟสต่างกันกี่องศา
ข. จุดสองจุด บนคลื่นที่มีเฟสต่างกัน 90 องศาจะอยู่ห่างกันเท่าใด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex6. เรือลำหนึ่งจอดอยู่นิ่งที่จุดหนึ่งบนผิวน้ำ ซึ่งมีคลื่นต่อเนื่องเคลื่อนที่ผ่านทำให้เรือเคลื่อนที่ขึ้นลง
ถ้าระยะห่างระหว่างจุด สูงสุดของคลื่นที่อยู่ถัดกันมีค่าเป็น 12.0 เมตร และคลื่นมีอัตราเร็ว 4.3 เมตรต่อวินาที
จะใช้เวลานานเท่าใดที่เรือจะเคลื่อนที่จากจุดสูงสุดไปถึงจุดต่ำสุด

2.
1
f
1
f
จะได้ T =
1
262
T = 0.00382 s#
Ex7. คลื่นขบวนหนึ่ง มีความถี่ 10 เฮิรตซ์ และระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่ 1 ถึงสันคลื่นที่ 6 เท่ากับ 5.0 เมตร
ดังรูป ในการเคลื่อนที่เป็นระยะทาง 100.0 เมตร คลื่นจะใช้เวลาเคลื่อนที่เป็นเท่าใด

3.
หลักของฮอยเกนส์ กล่าวว่า “
ทุก ๆ จุดบนหน้าคลื่นเดียวกัน
อาจถือว่าเป็นแหล่งกาเนิดคลื่น
ชุดใหม่ ที่แผ่ออกไปทุกทิศทาง
ด้วยอัตราเร็วเท่าเดิม ”
หลักการของฮอยเกนส์
แหล่งกาเนิดคลื่น
หน้าคลื่น
ความยาวคลื่น

หลักการซ้อนทับ เมื่อคลื่น 2 คลื่น
เคลื่อนที่มาซ้อนทับกันในตัวกลางหนึ่ง ๆ
คลื่นรวมจะมีการกระจัดของตัวกลาง
ที่แต่ละตาแหน่ง ณ เวลาหนึ่ง ๆ
เท่ากับผลบวกของการกระจัดของตัวกลาง
ที่เกิดจากตาแหน่งและเวลานั้น ๆ
หลักการการซ้อนทับ
แอมพลิจูดเท่ากัน แอมพลิจูดไม่เท่ากัน
แอมพลิจูดเท่ากัน แอมพลิจูดไม่เท่ากัน
การซ้อนทับแบบเสริม
การซ้อนทับแบบหักล้าง
3.

การสะท้อนของคลื่น
𝜃𝑖
𝜃𝑟
เส้นปกติ
รังสีสะท้อน
รังสีตกกระทบ
คลื่นเคลื่อนที่มาถึงขอบเขตของตัวกลาง
เมื่อกระทบรอยต่อของตัวกลาง พบว่า เกิดคลื่น
สะท้อนออกจากรอยต่อกลับมาตัวกลางเดิม คลื่นที่
เข้าหารอยต่อ เรียกว่า คลื่นตกกระทบ คลื่นที่ออก
จาก รอยต่อ เรียกว่า คลื่นสะท้อน
กฎการสะท้อน
1. รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน รอยต่อขอบเขตตัวกลาง
และเส้นปกติอยู่ในระนาบเดียวกัน
2. มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน
รอยต่อขอบเขตตัวกลาง

การหักเหของคลื่น
𝜃𝑖
𝜃𝑟
รังสีคลื่นหักเห
แนวรอยต่อระหว่างตัวกลาง
เส้นแนวฉาก
รังสีคลื่นตกกระทบ
เมื่อคลื่นกระทบรอยต่อของตัวกลาง
คลื่นส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับไปในตัวกลางเดิม
อีกส่วนหนึ่งเคลื่อนที่ผ่านไปในอีกตัวกลางหนึ่ง
เรียกว่า คลื่นหักเห หรือ คลื่นที่ผ่านไป สามารถ
คานวณได้ตามกฎของสเนลล์
กฎการหักเห
sin 𝜃1
sin 𝜃2
=
𝑣1
𝑣2

การแทรกสอดของคลื่น
เมื่อคลื่นสองขบวนเคลื่อนที่มาพบ
กันเกิดการแทรกสอดกัน ถ้าคลื่นจาก
แหล่งกาเนิด 𝑠1และ 𝑠2 มีความถี่เท่ากัน
เฟสตรงกัน แอมพลิจูดเท่ากัน เมื่อแทรก
สอดกันเกิดตาแหน่งที่รวมกันแบบเสริม
เรียกว่า ปฏิบัพ และ แบบหักล้าง เรียกว่า
บัพ

การแทรกสอดของคลื่น
โดยตาแหน่งที่ปฏิบัพเป็นไปตามสมการ
|𝑆_1 𝑃−𝑆_2 𝑃|=nλ
ตาแหน่งที่บัพเป็นไปตามสมการ
|𝑆_1 𝑃−𝑆_2 𝑃|=(n−1/2)λ

การเลี้ยวเบนของคลื่น
การเลี้ยวเบนของคลื่น เกิดขึ้นเมื่อคลื่น
เคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางหรือผ่านช่องแคบ
ของสิ่งกีดขวาง คลื่นจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
อ้อมขอบของสิ่งกีดขวางไปด้านหลัง โดยทิศทาง
แอมพลิจูดเปลี่ยน แต่ λ และ f เท่าเดิม

Copy-of-1.คลื่น (1).pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Copy-of-1.คลื่น (1).pdf

Similar to Copy-of-1.คลื่น (1).pdf (20)

More from matdavitmatseng1

More from matdavitmatseng1 (10)

Copy-of-1.คลื่น (1).pdf