ใช้ประกอบการเรียนการสอนเรื่องคลื่น ระดับชั้น ม.3

1. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
ใบความรู้ เรื่อง คลื่น
คลื่น (Wave) คือ ปรากฏการณ์การส่งผ่านพลังงาน หรือการรบกวนสภาวะสมดุลทางฟิสิกส์ของ
แหล่งกาเนิด ซึ่งก่อให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องหรือการสั่นของอนุภาค (ในตัวกลาง) จากต้นกาเนิดไปยัง
บริเวณโดยรอบ โดยไม่นาพาสสารหรือทาให้เกิดการเลื่อนตาแหน่งของอนุภาคดังกล่าวไปอย่างถาวร
ชนิดของคลื่น
1. การจาแนกชนิดของคลื่นตามลักษณะการอาศัยตัวกลาง
1.1 คลื่นกล (Mechanical Wave) คือ คลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้า และคลื่น
เสียง เป็นต้น
1.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) คือ คลื่นที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านโดยไม่ต้องอาศัย
ตัวกลาง เป็นคลื่นที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในสภาวะสุญญากาศ มี 7 ชนิด ได้แก่ คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ รังสี
อินฟราเรด แสง รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา
รูป 1 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
2. การจาแนกชนิดของคลื่นตามลักษณะการสั่นของอนุภาคในตัวกลาง
2.1 คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลื่นที่มีทิศทางการสั่นของอนุภาคตัวกลางตั้งฉากกับทิศ
การเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นผิวน้า คลื่นในเส้นเชือก และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น
2.2 คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คลื่นที่มีทิศทางการสั่นของอนุภาคตัวกลางขนานกับทิศ
การเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง และคลื่นในสปริง เป็นต้น

2. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
รูป 2 คลื่นตามขวางและคลื่นตามยาว
องค์ประกอบของคลื่น
รูป 3 องค์ประกอบของคลื่น
1. สันคลื่น (Crest) คือ ตาแหน่งสูงสุดของคลื่น
2. ท้องคลื่น (Trough) คือ ตาแหน่งต่าสุดของคลื่น
3. แอมพลิจูด (Amplitude) คือ ระยะการกระจัดสูงสุดของคลื่น

3. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
4. ความยาวคลื่น (Wavelength) คือ ความยาวคลื่น 1 ลูก หรือระยะห่างจากสันคลื่นถึงสันคลื่นถัดไป
5. การกระจัด (Displacement) คือ ระยะที่วัดจากตาแหน่งสมดุลไปยังจุดต่าง ๆ บนคลื่น
6. ความถี่ (Frequency) คือ จานวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านตาแหน่งใดตาแหน่งหนึ่งในหนึ่งหน่วยเวลา
7. คาบ (Period) คือ ช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ
8. เฟส (Phase) คือ ค่ามุมที่ใช้บอกตาแหน่งบนคลื่น
9. อัตราเร็วคลื่น (Wave speed) คือ ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา

4. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
ตัวอย่างที่ 1 เชือกเส้นหนึ่งปลายข้างหนึ่งถูกยึดติดกับผนัง อีกปลายหนึ่งถูกสะบัดเป็นจังหวะสม่าเสมอทาให้เกิด
คลื่น 10 ลูกคลื่นในเวลา 5 วินาที ถ้าระยะห่างของสันคลื่นที่ติดกันเป็น 30 เซนติเมตร จงหา
ก. ความถี่
ข. ความยาวคลื่น
ค. อัตราเร็วของคลื่น
วิธีทา วิเคราะห์โจทย์ 1. จากโจทย์รู้จานวนลูกคลื่นที่เกิดในเวลา 1 วินาที สามารถหาความถี่ (f) ได้
2. ระยะห่างของสันคลื่นที่ติดกัน ก็คือ ความยาวคลื่น
3. เมื่อรู้ f และ λ ก็จะหา v ได้
ก. ความถี่ (f) = จานวนลูกคลื่นที่เกิดใน 1 วินาที
f =
10
5
f = 2 Hz
ดังนั้น ความถี่มีค่า 2 เฮิรตซ์
ข. ความยาวคลื่น (λ) = ระยะห่างของสันคลื่นที่ติดกัน
λ = 0.3 m
ดังนั้น ความยาวคลื่นมีค่า 0.3 เมตร
ค. อัตราเร็วของคลื่น v = λf
v = 0.3 X 2
v = 0.6 m/s
ดังนั้น อัตราเร็วของคลื่นมีค่า 0.6 เมตรต่อวินาที
ตัวอย่างที่ 2 แม่นากยืนอยู่ที่ท่าน้า สังเกตเห็นคลื่นผิวน้าที่เกิดจากเรือวิ่งกระทบฝั่ง 20 ลูกคลื่นในเวลา 10 วินาที
และทราบว่าอัตราเร็วของคลื่นผิวน้ามีค่า 10 เมตรต่อวินาที อยากทราบว่าสันคลื่นที่อยู่ติดกันห่างกันเท่าไหร่
วิธีทา วิเคราะห์โจทย์ เมื่อรู้ v=10 m/s , f= 2Hz (จานวนลูกคลื่นใน 1 s)
ต้องการหาระยะห่างของสันคลื่นที่ติดกัน (λ)
จาก v = λf
10 = λ(2)
λ = 5 m
ดังนั้น สันคลื่นที่อยู่ติดกันห่างกัน 5 เมตร

5. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
ตัวอย่างที่ 3 แหล่งกาเนิดคลื่นจะต้องสั่นด้วยความถี่เท่าไร จึงจะทาให้เกิดคลื่นน้าเคลื่อนที่ได้ 40 เมตรในเวลา 5
วินาที และมีระยะห่างของสันคลื่นจากสันที่ 1 ถึงสันที่ 5 เท่ากับ 2 เมตร
วิธีทา วิเคราะห์โจทย์ เมื่อรู้ S= 40 m , t=5 s, 10λ = 2 m หรือ λ =0.5 m ต้องการหา f
จาก v =
𝑆
𝑡
=
40
5
= 8 m/s
และ v = λf
8 = 0.5f
f = 16 Hz
เนื่องจากความถี่ของแหล่งกาเนิด = ความถี่ของคลื่น = 16 Hz
ดังนั้น แหล่งกาเนิดสั่นด้วยความถี่ 16 เฮิรตซ์
สมบัติของคลื่น
1. การสะท้อน (Reflection) คือ ปรากฏการณ์การสะท้อนกลับของคลื่น เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีด
ขวาง ส่งผลให้คลื่นเกิดการเปลี่ยนแปลงทิศทาง หรือ สะท้อนกลับ โดยมุมตกกระทบที่เกิดขึ้นจะมีค่าเท่ากับมุม
สะท้อนของคลื่นเสมอ
2. การหักเห (Refraction) คือ ปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีคุณสมบัติต่างกันของคลื่น
ส่งผลให้คลื่นเกิดการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ แม้ความถี่ของคลื่นยังคงเดิม แต่อัตราเร็วและความยาวคลื่นจะ
เกิดการเปลี่ยนแปลงจากปรากฏการณ์ดังกล่าว
3. การแทรกสอด (Interference) คือ ปรากฏการณ์การรวมตัวกันของคลื่นต่อเนื่องจากแหล่งกาเนิด
คลื่นสองแหล่ง ซึ่งมีความถี่หรือมีคุณสมบัติเหมือนกัน เคลื่อนที่มาพบกัน จึงเกิดการซ้อนทับหรือการแทรกสอด
ระหว่างคลื่นต่อเนื่องทั้งสอง
4. การเลี้ยวเบน (Diffraction) คือ คุณสมบัติเฉพาะของคลื่น เป็นปรากฏการณ์การอ้อมผ่าน หรือ
เลี้ยวเบนของคลื่น เมื่อพบสิ่งกีดขวาง โดยเฉพาะการเลี้ยวเบนผ่านขอบของสิ่งกีดขวาง หรือการเลี้ยวเบนผ่านช่อง
ขนาดเล็ก (Slit)

6. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
แบบฝึกหัด เรื่อง คลื่น
จงเลือกคาตอบที่ถูกที่สุดแล้วตอบลงในสมุด
1. เมื่อมีคลื่นผิวน้าแผ่ไปถึงวัตถุที่ลอยอยู่ที่ผิวน้า วัตถุจะมีการเคลื่อนที่อย่างไร
ก. อยู่นิ่ง ๆ เหมือนเดิม
ข. กระเพื่อมขึ้นลงและอยู่กับที่เมื่อคลื่นผ่านไปแล้ว
ค. เคลื่อนที่ตามคลื่น
ง. ขยับไปข้างหน้าแล้วถอยหลัง
2. คลื่นน้าที่เกิดจากแหล่งกาเนิดที่สั่นเร็วขึ้นจะมีอะไรเปลี่ยนแปลงนอกจากความถี่
ก. คาบเพิ่มขึ้น
ข. ความยาวคลื่นลดลง
ค. พลังงานมากขึ้น
ง. อัตราเร็วเพิ่มขึ้น
3. ปริมาณใดของคลื่นที่ใช้บอกค่าพลังงานบนคลื่น
ก. ความถี่
ข. ความยาวคลื่น
ค. แอมพลิจูด
ง. อัตราเร็ว
4. คลื่นในข้อใดที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
ก. คลื่นกล
ข. คลื่นดล
ค. คลื่นตามยาว
ง. คลื่นตามขวาง
5. คลื่นตามยาวและคลื่นตามขวางต่างกันอย่างไร
ก. ต่างกันที่ความยาวคลื่น
ข. ต่างกันที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น
ค. ต่างกันที่ประเภทของแหล่งกาเนิด
ง. ต่างกันที่ทิศทางการสั่นของตัวกลาง

7. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
6. คลื่นในข้อใดจัดเป็นคลื่นประเภทเดียวกัน
ก. คลื่นเสียง คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ
ข. คลื่นน้า คลื่นในเส้นเชือก คลื่นดล
ค. คลื่นในสปริง คลื่นน้า แสง
ง. แสง คลื่นไฟฟ้ากระแสสลับ รังสีแกมมา
7. ในการเคลื่อนที่แบบคลื่นนั้น พลังงานจากการสะบัดปลายเชือกด้านหนึ่งจะถ่ายทอดไปยังปลายเชือกอีก
ด้านหนึ่งได้ แสดงว่า
ก. พลังงานถ่ายทอดไปพร้อมกับการเคลื่อนที่ของคลื่น
ข. พลังงานถ่ายทอดหลังจากการเคลื่อนที่ของคลื่นผ่านไปแล้ว
ค. พลังงานจะถ่ายทอดไปก่อนที่คลื่นจะเคลื่อนที่มาถึง
ง. พลังงานจากคลื่นจะถ่ายโอนให้อนุภาคและอนุภาคจะเคลื่อนที่ไปยังปลายเชือก
8. ในการตีน้าด้วยจังหวะสม่าเสมอ เมื่อเวลาขณะหนึ่ง สันคลื่นลูกแรกและลูกที่ 4 ห่างจากแหล่งกาเนิดคลื่น
5 เมตรและ 2 เมตร ตามลาดับ ความยาวคลื่นเป็นเท่าใด
ก. 0.5 เมตร
ข. 0.75 เมตร
ค. 1.0 เมตร
ง. 1.25 เมตร
9. เรือลาหนึ่งทอดสมออยู่ ถูกกระทบด้วยคลื่นซึ่งมีความเร็ว 30 เมตรต่อวินาที สันคลื่นห่างกัน150 เมตร
จงหาเวลาที่คลื่นแต่ละลูกวิ่งมากระทบเรือ
ก. 0.2 วินาที
ข. 1.0 วินาที
ค. 2.0 วินาที
ง. 5.0 วินาที
10. คลื่นขบวนหนึ่งมีความเร็ว 8 เมตรต่อวินาที ระยะห่างระหว่างยอดคลื่นที่อยู่ถัดไปมีค่าเท่ากับ 16 เมตร
คลื่นนี้จะเคลื่อนที่ผ่านจุด ๆ หนึ่ง นาทีละกี่ลูกคลื่น
ก. 10 ลูก
ข. 20 ลูก
ค. 30 ลูก
ง. 40 ลูก

8. รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน5 ระดับชั้น ม.3
โดย อาจารย์จรัญญา กานุสนธิ์
_____________________________________________________________________________________
11. แหล่งกาเนิดคลื่นปล่อยคลื่นมีความยาวคลื่น 0.05 เมตร วัดอัตราเร็วได้ 40 เมตรต่อวินาที เป็นเวลา 0.8
วินาที ได้คลื่นทั้งหมดกี่ลูกคลื่น
ก. 320 ลูก
ข. 640 ลูก
ค. 800 ลูก
ง. 1,200 ลูก
12. ชายคนหนึ่งนั่งอยู่ริมสระน้า เขาโยนกิ่งไม้ลงไปในน้า หลังจากนั้น 3 วินาที เกิดริ้วของคลื่นน้าแผ่เป็น
วงกลมออกไปเป็นจานวน 30 คลื่น จากจุดที่กิ่งไม้กระทบน้า วัดรัศมีของคลื่นน้าวงนอกสุดได้ 1.5 เมตร
จงหาความยาวคลื่น
ก. 2.5 cm
ข. 5.0 cm
ค. 7.5 cm
ง. 10.0 cm
จงแสดงวิธีหาคาตอบลงในสมุด
13. แหล่งกาเนิดคลื่นผิวน้าสั่นด้วยความถี่ 20 รอบต่อวินาที และพบว่าสันคลื่น 5 สันที่ติดกัน ห่างกัน 20
เซนติเมตร จงหาอัตราเร็วของคลื่นผิวน้า
14. เจ้มิ่งโยนก้อนหินลงน้า ทาให้เกิดคลื่นที่ผิวน้า 3 ลูกคลื่นวิ่งตามกันมา ถ้าตาแหน่งที่ก้อนหินกระทบผิวน้า
ห่างฝั่งออกไป 10 เมตร พบว่าคลื่นลูกแรกวิ่งมาถึงฝั่งใช้เวลา 5 วินาที คลื่นลูกถัดไปมาถึงเมื่อเวลา 5.5
และ 6.0 วินาที ตามลาดับ จงหาความยาวคลื่นผิวน้าที่เกิด
15. บัวลอยยืนอยู่ริมฝั่งโขง สังเกตเหฌนคลื่นผิวน้าเคลื่อนที่กระทบฝั่ง มีระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่อยู่ถัดกัน
10 เมตร และคลื่นมีอัตราเร็ว 5 เมตรต่อวินาที อยากทราบว่าคลื่นขบวนนี้จะเคลื่อนที่กระทบฝั่งนาทีละกี่
ลูก