Download as PDF, PPTX
![Blog[1]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/blog1-140803093722-phpapp02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
สื่อการเรียนการสอนเรื่อง คลื่น เสียง แสง
- 1.
- 2. ชื่อโครงงาน (ภาษาไทย) สื่อการเรียนการสอนเรื่อง คลื่นเสียง แสง ชื่อโครงงาน (ภาษาอังกฤษ) Wave Sound Light for learning ประเภทโครงงาน สื่อการเรียนการสอน ชื่อผู้จัดทา 1.นายพงปภัส ภัทรวีร์ธัญวิชย์ 2.นายอิศรพงษ์ แก้ววัน ชื่อที่ปรึกษา คุณครูเขื่อนทอง มูลวรรณ์ ระยะเวลาดาเนินงาน 3 เดือน
- 3. ที่มาและความสาคัญของโครงงาน เนื่องจากเนื้อหาวิชาฟิสิกส์ในเรื่องของคลื่น เสียง แสงเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น จึงทา ให้เข้าใจเนื้อหาได้ยาก มองไม่เห็นภาพ จึงได้คิดทาสื่อการเรียนรู้ในเรื่องของคลื่น เสียง แสง ซึ่งเป็นเนื้อหาที่ค่อนข้าวอธิบายได้ยาก โดยการที่จะนาเสนอในรูปแบบของภาพและมีคา บรรยายประกอบ ซึ่งสื่อการเรียนรู้นี้จะช่วยให้ผู้ที่กาลังศึกษารายวิชาฟิสิกส์ ในเรื่องของ คลื่น เสียง แสง ได้เข้าใจ เนื้อหาและเห็นภาพประกอบชัดเจนมากยิ่งขึ้น วัตถุประสงค์ 1.เพื่อให้ความรู้เกี่ยวกับเรื่อง คลื่น เสียง แสง 2.เพื่อนาความรู้ที่ได้ไปปรับใช้ในชีวิตประจาวัน 3.เพื่อเป็นสื่อการเรียนการสอนในเรื่อง คลื่น เสียง แสง
- 4.
- 5. คลื่น เช่น คลื่นน้า คลื่นในเส้นเชือกและคลื่นเสียง เป็นต้น แต่สาหรับคลื่น แสง วิทยุ รังสีเอกซ์เหล่านี้ ไม่ต้องการอนุภาคตัวกลาง แต่ทว่าจะมีการ เปลี่ยนแปลงของขนาดเวกเตอร์ความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้า Main Manu Manu คลื่น
- 6.
- 7. คลื่น คลื่นดลและคลื่นต่อเนื่อง คลื่นดล(pulse) คือ คลื่นจานวนน้อยที่ได้จากการทาให้เกิดคลื่น เสียงช่วงสั้นๆ จะเกิดเพียง 2-3 คลื่นเท่านั้น เช่น การสัมผัสน้าเพียงครั้ง เดียว ก็จะเกิดคลื่นดลขึ้น แต่ถ้าสัมผัสผิวน้าให้เป็นจังหวะติดต่อกันไป จะ เกิดคลื่นต่อเนื่องกันไปอย่างสม่าเสมอ ตามจังหวะการสัมผัสน้า คลื่นชนิด นี้เรียกว่า คลื่นต่อเนื่อง(continuous wave) Main Manu คลื่น
- 8. คลื่น ประเภทของคลื่น แบ่งตามลักษณะการเคลื่อนที่ของตัวกลาง คือ 1.คลื่นตามขวาง(transversewave) อนุภาคของตัวกลาง เคลื่อนที่กลับไปมา ในทิศทางตั้งฉากกับแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นน้า และคลื่นจากการสะบัดเส้นเชือก หรือถ้าเป็นคลื่นที่ไม่ ต้องการตัวกลาง เช่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่างๆ Main Manu คลื่น
- 9. คลื่น 2.คลื่นตามยาว(longitudinal wave) เกิดขึ้นเฉพาะในตัวกลาง โดยอนุภาคตัวกลางมีการเคลื่อนไหวไปมอยู่บนแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่นการอัดหรือดึงสปริงแล้วปล่อยให้มีการสั่น หรือคลื่นเสียงอันเกิด จากการอัดและขยายตัวต่อเนื่องของอากาศไปตามแนวการเคลื่อนที่ของ คลื่นเสียง Main Manu คลื่น
- 10. คลื่น การเปรียบเทียบกันระหว่างคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาว แม้ว่าจะเป็นคลื่นต่างชนิดกัน แต่สามารถจะเปรียบเทียบเพื่อเป็น หลักในการคานวณขั้นต่อไปอย่างเป็นกลางได้ คือเมื่อคลื่นตามขวาง เกิดขึ้น ส่วนที่ตรงกับการเคลื่อนที่ ห่างจากแนวสมดุลของอนุภาคไปไกล สุดทางหนึ่งนั้น เทียบได้กับการขยายตัวมากที่สุดของอนุภาคในการเกิด คลื่นตามยาว ส่วนที่ตรงกับการเคลื่อนที่ตั้งฉากออกไปไกลสุดทางอีกทาง หนึ่ง ของคลื่นตามขวางนั้น เทียบได้กับการอัดตัวมากที่สุดของอนุภาคใน คลื่นตามยาว Main Manu คลื่น
- 11.
- 12. คลื่น หลักเบื้องต้นของการเปรียบเทียบการเกิดคลื่น ให้เทียบการเกิดคลื่นกับการหมุนเป็นวงกลมของวัตถุดังต่อไปนี้ เริ่มต้นจากวัตถุอยู่ที่ A หมุนเป็นวงกลมรอบจุดO โดยหมุนไปสู่จุด B,C และ D แล้ววนไปครบที่จุด A Main Manu คลื่น
- 13. คลื่น เมื่อเปรียบเทียบคลื่นก็เสมือนว่าคลื่นปรากฏส่วนครึ่งวงกลมตามส่วน โค้ง ABC พอไปถึงจุดC ก็เสมือนว่าจับจุด C ไว้ให้แน่น แล้วตัดเอาส่วน โค้งส่วนล่าง CDA ออกไปทางขวาเป็นการครบคลื่น จึงสรุปได้ว่า การหมุน เป็นวงกลมครบหนึ่งรอบเทียบได้กับหนึ่งคลื่นพอดี การหมุนรอบต่อไปก็เทียบเป็นคลื่นถัดไป ด้วยเหตุนี้การหมุนเป็น วงกลมไปเรื่อยๆก็เทียบได้กับคลื่นต่อเนื่องนั่นเอง Main Manu คลื่น
- 14. คลื่น ความหมายของปริมาณเบื้องต้นของคลื่น จากการพิจารณารูปต่อไปนี้ ถ้าถือว่า OAอยู่ในแนวเทียบเริ่มต้น มุม เป็น 0 องศา เมื่อหมุนไปถึงจุด B จุด B จะอยู่ห่างจากแนวเทียบเป็นระยะ YB และมุมที่หมุนไปคือ ØB เมื่อหมุนไปถึงจุด D จุด D ก็จะห่างจากแนว เทียบเป็นระยะ YD และมีมุมหมุนไป ØD Main Manu คลื่น
- 15. คลื่น เมื่อเทียบกับคลื่นดังปรากฏในรูปก็จะกาหนดปริมาณเบื้องต้นไว้คือ 1.ขนาดของการขจัด(displacement) หมายถึงระยะที่คลื่นห่างออกไป จากแนวสมดุลใดๆ ในที่นี้คือYB และ YD 2.แอมปลิจูด(amplitude) หมายถึงระยะที่คลื่นห่างจากแนวสมดุลไกล สุด ในที่นี้คือ Ymax ซึ่งรวมถึงระยะสูงสุดและต่าสุดของคลื่นวัดจากแนว สมดุลเ Main Manu คลื่น
- 16. คลื่น 3.เฟส(phase) เป็นคาซึ่งใช้ในสาหรับกาหนดถึงลักษณะใดลักษณะหนึ่ง ของการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นรอบ เช่นการบอกคลื่นที่จุด B ก็บอกว่ามีเฟส ØB คลื่นที่จุด D มีเฟส ØD เป็นต้น โดยมากมักจะบอกความต่างของเฟสจาก จุดคู่หนึ่งแทนเพราะการกาหนดว่าที่ใดมีเฟสเป็นศูนย์นั้นไม่สาคัญนัก Main Manu คลื่น
- 17. คลื่น 4.ความยาวคลื่น(wavelenght) คือระยะทางวัดระหว่างจุดบนลูกคลื่น หนึ่ง ไปถึงจุดที่มีเฟสเหมือกันบนคลื่นถัดไปรวมทั้งการวัดระหว่างหัวคลื่น หรือระหว่างท้องคลื่นที่อยู่ถัดกันก็ได้ ซึ่งต่างก็เป็นความยาวคลื่นทั้งนั้น 5.ความถี่(frequency,f) คือจานวนรอบที่มีการหมุนเป็นวงกลมในเวลา จากัด เช่น 1 วินาที อันจะทาให้เกิดคลื่นขึ้นเป็นจานวนนั้นในเวลาอันนั้น ด้วย หน่วยของความถี่เป็น รอบ/วินาที หรือ ครั้ง/วินาที ในหน่วยเอสไอ เรียกว่า เฮิร์ตซ์ (hertz,Hz) Main Manu คลื่น
- 18. คลื่น 6.เวลาครอบรอบ(period,T) เป็นเวลาการหมุนครอบ 1รอบ หรือเวลา ที่ทาให้เกิด 1 คลื่น อาจจะเทียบกับเวลาที่น้าที่ตาแหน่งหนึ่ง เคลื่อนที่มี ลักษณะขึ้นเป็นสัน แล้วเคลื่อนที่ลงจนกลับมาขึ้นมาเป็นลักษณะเดิมอีก ดังนั้น Main Manu คลื่น
- 19. คลื่น 7.ความเร็วคลื่น(velocity) เป็นการเรียกอย่างสั้นๆ ของความเร็วเฟส ของคลื่นหมายถึง ความเร็วที่คลื่นเคลื่อนที่ไปใน 1 หน่วยเวลา เช่น คลื่น น้า จะสามารถสังเกตเห็นสันคลื่นน้า เคลื่อนที่ไปในเวลาจากัดอันหนึ่งได้ สมมตว่าคลื่นมีความถี่ f Hz ระยะทางใน 1 วินาทีก็คือ fλ นั่นคือ ความเร็ว v จะเป็นไปตาม V = f λ Main Manu คลื่น
- 20. คลื่น หลักการรวมได้ของคลื่น(superposition principle) 1.เมื่อคลื่นตั้งแต่ 2คลื่นขึ้นไป มาพบกัน ขนาดของการขจัดของ คลื่นรวม จะเท่ากับผลบวกพีชคณิตของขนาดการขจัดของแต่ละคลื่น 2.เมื่อคลื่นเหล่านั้นผ่านพ้นกันไปแล้ว แต่ละคลื่นจะยังคงมีรูปร่าง อย่างเดิมเหมือนเมื่อตอนยังไม่พบกัน Main Manu คลื่น
- 21. คลื่น สมบัติของคลื่น 1.การสะท้อน(reflection) จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปถึงเขต (boundary) ซึ่งอาจจะเป็นปลายสุดหรือเป็นเขตระหว่างตัวกลาง การ สะท้อนของคลื่นมีข้อสังเกตเกี่ยวกับเฟสของคลื่น คือ 1.ถ้าคลื่นเคลื่อนที่ไปในตัวกลาง ที่มีความหนาแน่นมากกว่า คลื่น สะท้อนจากเขตจะมีเฟสเปลี่ยนไป 180 องศา Main Manu คลื่น
- 22. คลื่น 2.ถ้าคลื่นเคลื่อนที่ไปในตัวกลาง ที่มีความหนาแน่นมากกว่า ไปยัง ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าคลื่นสะท้อนจากเขตจะไม่เปลี่ยนเฟส 3.ในกรณีที่คลื่นเคลื่อนที่ไปยังเขต ในแนวที่ไม่ตั้งฉากคลื่นสะท้อนจะ เกิดขึ้นไปในทิศทามุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบเสมอ Main Manu คลื่น
- 23. คลื่น 2.การหักเห(refraction) จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง หนึ่งไปสู่อีกตัวกลางหนึ่งในแนวไม่ตั้งฉากกับเขตต่อระหว่างผิว ผลจะทาให้ แนวหารเดินของคลื่นเบนไปทั้งนี้เพราะความเร็วคลื่นจะเปลี่ยนไป แต่ ความถี่ของคลื่นจะยังคงเดิม ในกรณีของคลื่นผิวน้า ความเร็วคลื่นบริเวณน้าลึกจะเร็วกว่าบริเวณ น้าตื้น ดังนั้นคลื่นจะเกิดการหักเหได้ แม้จะเป็นตัวกลางชนิดเดียวกันก็ ตาม Main Manu คลื่น
- 24.
- 25.
- 26. คลื่น 3.การแทรกสอด(interference) เป็นการเสริมกันหรือหักลบกัน ของคลื่น 2คลื่นขึ้นไป การแทรกสอดนั้นจะเห็นผลชัดเจนเมื่อ แหล่งกาเนิดนั้นๆส่งคลื่นที่มีความถี่เดียวกันและในเฟสเดียวกัน แหล่งกาเนิดที่ให้คลื่นเช่นนี้เรียกว่าเป็น แหล่งกาเนิดอาพันธ์ การแทรกสอดเกิดจากคลื่นที่ส่งมาจากแหล่งกาเนิดอาพันธ์คู่หนึ่ง จะ เกิดการเสริมและหักลบกันได้มากที่สุดที่จุดใดจุดหนึ่งนั้น เป็นไปตาม เงื่อนไขดังนี้ Main Manu คลื่น
- 27. คลื่น 1.เสริมกันมากที่สุด(maximum) เมื่อระยะทางจากจุดนั้นถึง แหล่งกาเนิดแต่ละแหล่งต่างกันอยู่ =nλ 2.หักลบกันหมดไป(minimum) เมื่อระยะทางจากจุดนั้นถึง แหล่งกาเนิดแต่ละแหล่งต่างกันอยู่ = (n+1/2)λ เมื่อ n = 0,1,2,… เลขจานวนเต็มใดๆ การแทรกสอดอันเกิดจากคลื่นหนึ่งๆกับคลื่นอันเดิมที่มีการสะท้อน กลับทาง จะทาให้มีโอกาสเกิด คลื่นนิ่ง ได้ ถ้าระยะระหว่างแหล่งกาเนิด กับจุดสะท้อนนั้นเป็นจานวนเต็มของ λ/2 Main Manu คลื่น
- 28. คลื่น 4.การเลี้ยวเบน(diffraction) เกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปถึงขอบสิ่ง กีดขวาง เมื่อถึงจุดนั้นแล้วก็เสมือนกับว่าเป็นจุดกาเนิดคลื่นใหม่กระจาย คลื่นออกไปได้รอบๆด้วยเหตุนี้ จึงเกิดการเลี้ยวเบนได้ เมื่อพิจารณา ร่วมกับคลื่นเดิมที่เคลื่อนที่เข้ามา หลักการที่อ้างถึงนี้ คือ หลักของ ฮอยเกนส์(Huygen’s principle) ซึ่งกล่าวว่า “แต่ลุดบนหน้าคลื่น ถือได้ว่าเป็นจุดกาเนิดของคลื่นใหม่ได้” เมื่อเกิดการเลี้ยวเบนแล้ว เมื่อคลื่นคู่หนึ่งไปพบกัน ณ จุดใดๆก็จะ ทาให้เกิดการแทรกสอดตามมาเสมอไป Main Manu คลื่น
- 29.
- 30. เสียง 1.คลื่นเสียง เป็นคลื่นตามยาว จาเป็นต้องอาศัยตัวกลางเมื่อมีคลื่น เสียงถูกส่งออกมาจากแหล่งกาเนิด จะทาให้โมเลกุลของตัวกลางเกิดการ อัดตัว แล้วแผ่ออกไปเป็นการชยายตัว สลับกันต่อเนื่องกันออกไปรอบๆ จนถึงผู้ฟัง 2.ความยาวคลื่นและความถี่ของคลื่นเสียง ระยะทางจากส่วนที่อัด กัน หรือส่วนขยายที่อยู่ถัดกัน คือความยาวคลื่นเสียง เมื่อแหล่งกาเนิดเสียงมีการการสั่นด้วยความถี่เท่าใด เสียงนั้นก็จะมี ความถี่ของคลื่นเสียงเท่านั้นด้วย Main Manu เสียง
- 31. เสียง 3.อัตราเร็วคลื่นเสียง อัตราเร็ว v, ความถี่ f และความยาวคลื่น λ มีความสัมพันธ์กันตามลักษณะของคลื่นโดยทั่วไปคือ V = f λ จากการทดลองยังพบว่าอัตราเร็วของเสียงจะสัมพันธ์กับอุณหภูมิของ ตัวกลางที่เคลื่อนที่ผ่าน Main Manu เสียง
- 32. เสียง 4.สมบัติของคลื่นเสียง จะเป็นไปตามสมบัติของคลื่นโดยทั่วไปคือจะ เกิดปรากฏการณ์ต่างๆเหล่านี้ได้ 1.การสะท้อน เมื่อคลื่นเสียงไปถึงตัวสะท้อน 2.การหักเหเมื่อคลื่นเสียงผ่านไปในตัวกลางแตกต่างกัน 3.การแทรกสอด เมื่อคลื่นเสียงตั้งแต่ 2 คลื่นขึ้นไปมาพบกัน จะ เสริมกันหรือขัดกันได้ 4.การเลี้ยวเบน เมื่อคลื่นไปถึงขอบของสิ่งกีดขวาง การเลี้ยวเบน ของเสียงเป็นปรากฏการณ์ที่ชัดเจนกว่าคลื่นอย่างอื่นๆ Main Manu เสียง
- 33. เสียง 5.ปรากฏการณ์การแทรกสอดของเสียง เสียงจะมีการแทรกสอดกันได้เสมอ แต่จะสังเกตได้ง่ายขึ้นในกรณี ดังต่อไปนี้ 1.คลื่นเสียงความถี่เท่ากัน คลื่นเสียง2 คลื่น เคลื่อนที่จาก แหล่งกาเนิดอาพันธ์มาพบกัน จะเกิดการเสริมกันหรือขัดกัน ทาให้เกิด เสียงดังแรงขั้น หรือเสียงค่อยลงได้ Main Manu เสียง
- 34. เสียง 2.คลื่นเสียงมีความถี่เท่ากัน แต่เคลื่อนที่สวนทางกัน จะมีโอกาส เกิดคลื่นนิ่งได้ในระยะทางระหว่างการเคลื่อนที่จะพบว่าเกิดเสียงดัง และค่อยสลับกันไป แต่ต้องมีเงื่อนไขว่า ก.แหล่งกาเนิดทั้งสองต้องให้คลื่นสวนทางในแนวตรงกันพอดี ข.แหล่งกาเนิดทั้งสองต้องส่งคลื่นโดยมีเฟสเหมือนกัน หรือต่างกัน 180 องศาเท่านั้น ค.ถ้าต้องการให้เกิดจุดบัพ ที่แหล่งกาเนิดคลื่นพอดี จะต้องวาง แหล่งกาเนิดห่างกัน L เป็นไปตามเงื่อนไข Main Manu เสียง
- 35. เสียง L = 2n*λ/2 เมื่อมีเฟสเริ่มตรงกัน L = (2n-1)* λ/2 เมื่อมีเฟสเริ่มต่างกัน 180 องศา n = 1,2,3,4,… Main Manu เสียง
- 36. เสียง ในทางปฏิบัตินั้น จะใช้เครื่องกาเนิดเสียงเครื่องเดียว ส่งไปสู่ตัว สะท้อนโดยมีระยะห่างเป็นจานวนเต็มใดๆ ของ λ/2 ทั้งนี้ก็เพราะคลื่น สะท้อนจะเปลี่ยนเฟสไป 180 องศา ที่จะสะท้อนอยู่แล้ว Main Manu เสียง
- 37. เสียง 3.คลื่นเสียงที่มีความถี่ต่างกัน คลื่นเสียง 2คลื่นจากแหล่งกาเนิด ต่างกัน ส่งคลื่นความถี่ต่างกัน จะเกิดการผสมกัน เรียกว่า โมดูเลชั่น ซึ่งก็ คือการแทรกสอดให้เกิดเสียงดังแรงและค่อยเป็นจังหวะ เมื่อเวลาผ่านไป ทั้งๆที่ผู้ฟังยังอยู่ตาแหน่งเดิม การแทรกสอดชนิดนี้เรียกว่า การเกิดบีตส์ เสียงดังและค่อยเป็นจังหวะเรียกว่า บีตส์ ความถี่ของบีตส์หรือความถี่ที่เสียงดังขึ้นแต่ละครั้งจะมีค้เท่ากับ ผลต่างของความถี่ทั้งสองนั้น Main Manu เสียง
- 38.
- 39. เสียง มีข้อสังเกตที่สาคัญคือ 1.จะเกิดบีตส์ได้ชัด ถ้า f1และ f2 มีค่าใกล้เคียงกัน คือ มีค่าบีตส์ น้อย 2.เสียงมีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที เกิดจากการอัดขยายของโมเลกุล ตัวกลางมีจานวนครั้งต่อวินาที แต่บีตว์แม้ว่าจะมีหน่วยเป็นครั้งต่อวินาที ก็ ไม่ได้มีความหมายอย่างเดียวกัน Main Manu เสียง
- 40. เสียง 6.การได้ยิน การที่ผู้ฟังจะได้ยินเสียงใดๆได้นั้นจะมีเงื่อนไขที่สาคัญคือ ประสาทหู ไม่ผิดปกติ และเสียงต้องมีความเหมาะสมที่จะให้ประสาทหูรับรู้ได้ 1.ความเข้มเสียงหมายถึงอัตราพลังงานของคลื่นเสียงที่เคลื่อนไปตก บน1หน่วยพื้นที่รับเสียงในแนวตั้งฉาก โดยทั่วไปนั้นความเข้มเสียงน้อย ที่สุดที่มนุษย์ได้ยินได้ คือ w/m2 ส่วนความเข้มเสียงที่มาก ที่สุดที่หูมนุษย์จะทนได้ คือ เมิอ I คือความเข้มเสียงใดๆ ความเข้มสัมพัทธ์ Main Manu เสียง
- 41. เสียง เมื่อแหล่งกาเนิดเสียง มีกาลังในการส่งพลังงานออกไป PW ซึ่ง ส่งออกไปรอบตัว ที่ตาแหน่งห่างออกไป r m กาลังของเสียงย่อมถือว่าได้ ส่งผ่านพื้นที่ผิวทรงกลมออกไป ความเข้มเสียงที่จุดนั้น 2.ระดับความเข้มเสียง กาหนดให้มีหน่วยเป็น เดซิเบล ซึ่งมีค่าเป็น 10 เท่าของ log ของความเข้มสัมพัทธ์ Main Manu เสียง
- 42. เสียง 3.ความถี่เสียง โดยเฉลี่ยแล้วหูมนุษย์จะรับรู้เสียงได้ระหว่างความถี่ 20-20,000 Hzแต่เครื่องมือที่สร้างขึ้นหรือสัตว์อื่นๆ อาจรับรู้เสียงที่มี ความถี่ต่าหรือสูงกว่านี้ได้ Main Manu เสียง
- 43. เสียง 7.ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ เป็นปรากฏการณ์ที่ความถี่ หรือระดับเสียงที่ผู้สังเกตได้ยินนั้น เปลี่ยนไป เมื่อแหล่งกาเนิดเสียงหรือผู้สังเกตอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือทั้ง สองอย่าง มีการเคลื่อนที่ ให้พิจารณารูปแล้วใช้หลักการในหัวข้อต่างๆ ต่อไปนี้ Main Manu เสียง
- 44. เสียง 1.เมื่อผู้สังเกตอยู่ดานหน้า ก.ยืนอยู่กับที่ เสียงเคลื่อนที่เข้าสู่ผู้ฟังด้วยความเร็ว V ความถี่ที่ได้ยิน ข.เดินเข้าหาแหล่งกาเนิดด้วยอัตราเร็วVo เสียงจะเคลื่อนที่เข้าสู่ ผู้ฟัง ด้วยความเร็วสัมพัทธ์ V+Vo ความถี่ที่ได้ยิน ค.เดินออกจากแหล่งกาเนิดด้วยอัตราเร็ว Vo เสียงจะเคลื่อนที่เข้า สู่ผู้ฟังด้วยความเร็วสัมพัทธ์ V-Vo ความถี่ที่ได้ยินMain Manu เสียง
- 45. เสียง 2.เมื่อผู้สังเกตอยู่ด้านหลัง ก.ยืนอยู่กับที่ เสียงเคลื่อนที่เข้สู่ผู้ฟังด้วยความเร็ว V ความถี่ที่ได้ยิน ข.เดินเข้าหาแหล่งกาเนิดด้วยอัตราเร็วVo เสียงจะเคลื่อนที่เข้าสู่ ผู้ฟัง ด้วยความเร็วสัมพัทธ์ V+Vo ความถี่ที่ได้ยิน ค.เดินออกจากแหล่งกาเนิดด้วยอัตราเร็ว Vo เสียงจะเคลื่อนที่เข้า สู่ผู้ฟังด้วยความเร็วสัมพัทธ์ V-Vo ความถี่ที่ได้ยินMain Manu เสียง
- 46. เสียง ทั้ง 6 สมการนี้จะเขียนรวมกันและประกอบกับหลักการใช้ เครื่องหมายดังนี้คือ ผู้สังเกตอยู่ด้านหน้า Vs เป็น + ผู้สังเกตอยู่ด้านหลัง Vs เป็น - ผู้สังเกตเดินเข้าไปหา Vo เป็น + ผู้สังเกตเดินออกไป Vo เป็น - Main Manu เสียง
- 47. เสียง 8.คลื่นกระแทก ในกรณีที่แหล่งเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่นที่เกิดขึ้น เช่น เครื่องบินที่บินเร็วเหนือเสียงเทียบกับปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ที่กล่าว มาแล้ว จะเป็นกรณีที่ Vs > V Main Manu เสียง
- 48.
- 49.
- 50.
- 51.
- 52.
- 53.
- 54.
- 55. แสง สมบัติทางกายภาพของแสง 1.ธรรมชาติของแสง มีปรากฏการณ์ที่แสดงว่าแสงเป็นคลื่น เช่น การเลี้ยวเบนการ สะท้อน การหักเห เละการแทรกสอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแทรกสอด เป็นสิ่งแสดงได้ชัดเจนถึงความแตกต่างระหว่างคลื่นกับอนุภาค ดังนั้นแสง จึงมีสมบัติเป็นคลื่นตามขวางและอนุภาคในเวลาเดียวกัน กล่าวโดยทั่วไป แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง มีพลังงาน ควบคู่เป็นควอนตัม เช่นเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ Main Manu แสง
- 56. แสง 2.ความยาวคลื่นและอัตราเร็วของแสง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วๆไปนั้น มีอัตรเร็วเป็นค่าคงที่เดียวกัน เมื่อ ผ่านไปในตัวกลางสภาวะเดียวกันคือ แสงสว่าง หมายถึงแสงที่ให้การรู้ได้ต่อสายตานั้น เป็นแต่เพียงส่วน หนึ่งเท่านั้น คือมีความยาวคลื่นโดยประมาณ อยู่ระหว่าง 380 nm ถึง 780 nm หรือในหน่วยแบบเดิมคือ 3800-7800 อังสตอม สเปคตรัมของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกเรียกชื่อตามช่วงของความยาวคลื่น เช่นเดียวกับคลื่นทั่วๆไป ความยาวคลื่น ความถี่ และอัตราเร็วของ แสงก็ยังคงมีความสัมพันธ์ในลักษณะเดียวกันคือ c = f λ Main Manu แสง
- 57.
- 58. แสง 3.การแทรกสอดและการเลี้ยวเบนของแสง แสงจะเกิดการแทรกสอดกันได้นั้น จะต้องเป็นแสงที่ถูกส่งมาจาก แหล่งกาเนิดอาพันธ์ นั่นคือแสงที่ส่งออกมานั้นจะต้องมีเฟสตรงกัน และ รักษาสมบัติเช่นนั้นไว้ตลอดเวลาจนกว่าจะถึงจุดที่มีการแทรกสอด แสงที่มี สมบัติเช่นนี้เรียกว่า แสงอาพันธ์ คลื่นแสงอาพันธ์คู่หนึ่ง จะแทรกสอดกัน ด้วยเงื่อนไขดังนี้ ผลต่างของระยะทาง = nλ จะเกิดการเสริมกัน ผลต่างของระยะทาง = (n+1/2) λ จะเกิดการขัดกัน Main Manu แสง
- 59. แสง 1.การแทรกสอดเกิดจากช่องเจาะคู่ พิจารณาเฉพาะเมื่อมีลาแสงขนาน ส่องมาให้แนวตั้งฉากกับแผ่นกั้นที่ มีช่องเล็กๆ 2ช่อง ห่างกัน d นาฉากรับภาพในแนวนขนานกับแผ่นกั้นเป็น ระยะทาง D ซึ่งไกลออกไปพอควร พิจารณาเฉพาะกรณีที่ D >> d Main Manu แสง
- 60. แสง ด้วยเงื่อนไข D >>d และ P ไม่ไกลจาก O มากนัก ทาให้ϴเป็นมุม ค่อนข้างเล็ก ถ้าลากเส้นจาก A มาตั้งฉากกับ BP ที่จุด A’ Main Manu แสง
- 61. แสง จะพบว่า A’P =AP ดังนั้นระยะทางที่แสงเดินทางจะต่างกันอยู่ = BP – AP = BP – A’P = A’B = dsinϴ เงื่อนไขของการแทรกสอที่จุด P หรือตาแหน่งใดๆบนฉากคือ Main Manu แสง
- 62. แสง 2.การแทรกสอดเกิดจากเกรตติง สืบเนื่องมาจากการแทรกสอดเกิดจากช่องเจาะคู่ โดยพิจารณาจาก สมการ sinϴ =nλ/d จะเห็นได้ว่า d เป็นตัวหาร ถ้าทาให้มีค่าน้อยลงได้ มุมϴจะโตขึ้น นั่น คือจุดที่มีการแทรกสอดบนฉากจะอยู่ห่างกันมากขึ้นทาให้ผู้ทดลองสังเกต และได้ข้อมูลของการวัดดีขึ้น โดยไม่ต้องเลื่อนออกไปไกล Main Manu แสง
- 63. แสง หลักการของเกรตติงนี้ ยังนาไปใช้เป็นประโยชน์ในการศึกษา โครงสร้างของสสารโดยรังสีเอกซ์ คือระนาบที่มีอะตอมอยู่นั้น อยู่อย่างมี ระเบียบติดชิดกันมาก เปรียบเหมือนเป็นเกรดตติงรังสีเอกซ์ก็เปรียบได้กับ แสงที่ผ่านเข้ามา จะเกิดการเลี้ยวเบนและแทรกสอดได้ในที่สุด แล้ว ตรวจวัดได้ด้วยเครื่องมือที่เหมาะสมกับงานนั้นๆ Main Manu แสง
- 64. แสง 4.สีของแสง แสงสีต่างๆเมื่อตรวจสอบโดยการแทรกสอด ไม่ว่าจะใช้ช่องเจาะคู่ หรือเกรตติงก็ตาม จะสามารถหาความยาวคลื่นได้แน่ชัดจากการการ ทดลองว่าแสงสีหนึ่งๆจะมีความยาวคลื่นเป็นค่าเฉพาะ แตกต่างไปจาก ความยาวคลื่นของแสงสีอื่นๆ Main Manu แสง
- 65. แสง แสงไม่มีสี หรือที่เรียกกันว่า แสงสีขาวเช่น แสงจากดวงอาทิตย์ พบว่าประกอบขึ้นจากแสง 7 สี คือ ม่วง คราม น้าเงิน เขียว เหลือง แสด แดง มีความยาวคลื่นและความถี่ดังที่รวบรวมไว้นี้ Main Manu แสง
- 66. แสง ขอให้สังเกตว่า แสงเหนือม่วง ความถี่จะอยู่เหนือความถี่ ของแสง ม่วงขึ้นไป และแสงให้แดง ความถี่อยู่ ให้ความถี่ ของแสงแดงลงมา 5.การกระเจิงของแสง สมบัติบางประการหนึ่งที่เกี่ยวกับคลื่น คือ การกระเจิง ยกตัวอย่าง ในชีวิตประจาวันที่เห็นได้ง่าย เช่น คลื่นน้า ถ้าเป็นคลื่นเล็กๆ ความยาว คลื่นน้อยๆเคลื่อนไปถึงเรือลาหนึ่ง จะไม่ค่อยมีผลต่อเรือเลย แต่ทว่าคลื่น นั้นจะมีการสะท้อนหรือกระจายเลี้ยวออกไปจากเรือ ในทางกลับกัน ถ้าเป้ นคลื่นใหญ่ๆความยาวคลื่นมาก Main Manu แสง
- 67. แสง สมบัติทางเรขาคณิตของแสง 1.ความหมายของสมบัติทางเรขาคณิตของแสง หมายถึงสมบัติของแสงอันศึกษาโดยวิธีการใช้แนวทางเดินของแสง หรือรังสีเพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของแสงในตัวกลสง แทนที่จะพิจารณาใน ลักษณะคลื่นแผ่ออกไปจากต้นกาเนิด การศึกษาเช่นนี้เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ อยู่กับตาแหน่งและแนวทางเดินของลาแสงหนึ่งสามารถจะหา ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณต่างๆที่เกี่ยวข้องโดยวิธีพิสูจน์ในทาง เรขาคณิต ตรีโกณมิติ และการสร้างรูปโดยตรง Main Manu แสง
- 68. แสง 2.การสะท้อนจากผิวเรียบตรง พิจารณาถึงการสะท้อนจากผิวใดๆจุดซึ่งมีการสะท้อนประกอบกับ เส้นสัมผัสผิว ณ จุดๆนั้นจะเป็นไปตามกฎการสะท้อน มุมตก = มุมสะท้อน ถ้าเป็นผิวเรียบ จะมีแนวแสงสะท้อนมีลุกษณะเป็นระเบียบอัน ตรงกันข้ามกับการสะท้อนบนผิวขรุขระ แสงสะท้อนจากผิวจะไร้ระเบียบ การสะท้อนที่มีระเบียบ เกิดจากผิวเรียบ แบ่งได้เป็น 2 อย่างคือ จาก ผิวราบ และจากผิวโค้ง Main Manu แสง
- 69. แสง การสะท้อนจากผิวราบ เช่น การสะท้อนจากกระจกเงาราบจะพบว่า (ก) มุมตก = มุมสะท้อน (ข) ระยะจากวัตถุถึงผิวสะท้อน = ระยะภาพจากภาพถึงผิว สะท้อน (ค) ขนาดของภาพ = ขนาดของวัตถุ Main Manu แสง
- 70. แสง 3.การสะท้อนจากผิวเรียบโค้งทรงกลม ถ้าผิวสะท้อนเป็นผิวนูน ก็มักจะเรียกว่าเป็น กระจกนูนถ้าผิว สะท้อนเป็นผิวเว้า เรียกว่าเป็น กระจกเว้า การสะท้อนเช่นนี้ก็ยังคงอาศัยหลักการ (ก) มุมตก = มุมสะท้อน มุมเหล่านี้วัดเทียบกับเส้นปกติ (ข) แสงขนานกับแกนกระจกโค้ง จะเกิดการสะท้อนในแนวผ่านจุด คงที่จุดหนึ่งเสมอ จุดนั้น เรียกว่า จุดโฟกัส ถ้าลาแสงผ่านจริง เรียกว่า โฟกัสจริง ถ้าลาแสงไม่ได้ผ่าน แต่หากมีแนวกระจายออกไปจากจุดนั้น เรียกว่า โฟกัสเสมือน Main Manu แสง
- 71. แสง 1.สมการแสดงความสัมพันธ์ของปริมาณต่างๆ คือ เมื่อ s= ระยะวัตถุ s’ = ระยะภาพ f = ระยะความยาวโฟกัส R = รัศมีความโค้ง โดยมีหลักการคือ 1. ระยะต่างๆวัดไปถึงกระจกแสมอ 2.ปริมาณจริงเป็น + เสมือนเป็น - การพิสูจน์หาสมการนี้เป็นสิ่งที่จาเป็นต้องทาความเข้าใจ Main Manu แสง
- 72. แสง 2.หลักการเขียนภาพทางเดินของแสง เพื่อการหาตาแหน่งภาพ 1.เขียนแนวทางเดินรังสีของแสงจากวัตถุขนานกับแกนไปยังกระจก ให้สะท้อนในแนวผ่านจุดโฟกัส 2.เขียนแนวทางเดินรังสีของแสงจากวัตถุ ผ่านจุดศูนย์กลางความโค้ง ไปยังกระจกสะท้อนกลับทางเดิม 3.จุดตัดกันของแนวรังสีในข้อ 1 และข้อ 2 จะเป็นตาแหน่งภาพจริง และถ้าเป็นจุดตัดของแนวต่อของรังสีในข้อ 1 และข้อ 2 จะเป็นตาแน่ง ภาพเสมือน Main Manu แสง
- 73. แสง 4.การหักเหที่ผิวเรียบตรง จะเกิดขึ้นเมื่อรังสีของแสง ผ่านรอยต่อของตัวกลางต่างกัน จึงกล่าว ให้ขัดเจนอีกได้ว่าตราบเท่าที่แสงเดินทางอยู่ในตัวกลางเดิมที่เป็นเนื้อ เดียวกันจะไม่เกิดการหักเหขึ้นเลย เมื่อแสงส่องจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีก ตัวกลางหนึ่ง โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นทั้งการหักเหและการสะท้อนพร้อมๆกัน ซึ่งอาจจะพบว่าอย่างใดหอย่างหนึ่งเกิดขึ้นมากหรือน้อยกว่าอีกอย่างหนึ่ง ได้ Main Manu แสง
- 74. แสง 1.มุมตกและมุมหักเห วัดเทียบกับแนวเส้นปกติ อันเป็นเส้นลากตั้งฉากกับผิว ให้ϴ1 เป็นมุมตกจากตัวกลาง 1 ซึ่งเท่ากับ มุมสะท้อนในตัวกลาง 1 ϴ2 เป็นมุมหักเหในตัวกลาง 2 n1,n2 เป็นดัชนีหักเหของตัวกลาง 1 และ 2 พิสูจน์ได้เป็นกฎของสเนล คือ n1sinϴ1 = n2sinϴ2 Main Manu แสง
- 75. แสง โดยทั่วไป ถ้าตัวกลาง 1เป็นอากาศ n1 = 1 และตัวกลาง 2 เป็น ตัวกลางใดๆ n2 เป็นดัชนีหักเหของตัวกลางนั้นเขียนเป็น n จึงมักจะเขียน กันโดยง่ายๆว่า ในที่นี้ ϴi คือ ϴ1 เป็นมุมตก และ ϴr คือ ϴ2 เป็นมุมหักเห Main Manu แสง
- 76. แสง 2.การสะท้อนกลับหมด จะเกิดขึ้นได้เฉพาะในกรณรที่แสงตกใน ตัวกลางที่มี nสูงกว่าไปยังผิวตัวกลางที่มี n น้อยกว่า ถ้าทามุมตกโตกว่า มุมจากัดอันหนึ่งซึ่งเรียกว่า มุมวิกฤต จะไม่มีแสงหักเหออกไป หากแต่จะ สะท้อนกลับมาหมด ภายในตัวกลางเดิม สังเกตได้ว่า ถ้าแสงตกทามุม เท่ากับมุมวิกฤตพอดี แสงจะหักเหไป ตามผิวรอยต่อ คือทามุมหักเหเป็น 90 องศา นั่นเอง Main Manu แสง
- 77. แสง 4.การกระจายของแสง เมื่อแสงมีการหักเหหรือเลี้ยวเบนไปจากแนวเดิม มุมที่มีรังสีหักเหทา กับแนวรังสีเดิมก่อนหักเห เรียกว่ามุมเบี่ยงเบน แสงที่มีความยาวคลื่น ต่างกัน จะกระจายได้ต่างกัน Main Manu แสง
- 78. แสง 5.ความลึกของวัตถุ ที่ปรากฏต่อผู้สังเกต เมื่อผู้สังเกตอยู่ในตัวกลางหนึ่ง มองไปยังวัตถุซึ่งอยู่ในอีกตัวกลาง หนึ่งจะพบว่าวัตถุนั้นอยู่ห่างจากผิวรอยต่อของตัวกลาง แตกต่างไปจาก ระยะห่างจริง จะสัมพันธ์กันในรูปสมการคือ Main Manu แสง
- 79. แสง ความสัมพันธ์ในรูปสมการนี้มีประโยชน์มาก เพราะจะกลับวัตถุและผู้ สังเกตให้อยู่ในตัวกลางที่กลับกันได้ โดยทั่วไป ถ้าตัวกลาง1 เป็นอากาศ มักจะเขียนง่ายๆในรูป Main Manu แสง
- 80. แสง 5.การหักเหที่ผิวเรียบโค้งทรงกลม กฎการหักเหที่เกี่ยวข้องกับดัชนีหักเหของสเนลยังคงเป็นจริง วัตถุอยู่ ในตัวกลาง 1จะทาให้เกิดภาพจริง อยู่ในตัวกลาง 2 ได้ ตาแหน่งวัตถุ ตาแหน่งภาพ รัศมี ความโค้งของผิว จะมีความสัมพันธ์กับค่าดัชนีหักเห ใน ลักษณะสมการ ประกอบกับหลักการใช้เครื่องหมายว่า 1.จริงเป็น + เหมือนเป็น – 2.ผิวนูน R เป็น + ผิวเว้าเป็น - Main Manu แสง
- 81. แสง 6.เลนซ์ เป็นวัตถุโปร่งใส เช่น แก้วพลาสติก หรือแม้แต่ก้อนน้าแข็ง รวมทั้ง วัสดุอื่นๆมีผิวโค้ง 2 ข้างไม่เท่ากัน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ 1.เลนซ์นูน มีส่วนกลางหนากว่าส่วนริม 2.เลนซ์เว้า มีส่วนกลางบางกว่าส่วนริม เมื่อกล่าวถึงเลนซ์โดยทั่วไปจะเข้าใจกันว่ามีผิวโค้งทรงกลม แต่จะมี เลนซ์ที่มีผิวโค้งอย่างอื่นได้ เช่นโค้งแบบกาบกล้วยใช้ในอุปกรณ์ทางแสง เป็นกรณีเฉพาะ Main Manu แสง
- 82. แสง 1.เลนซ์หนา จะเป็นชนิดนูนหรือเว้าก็ตามที่มีความหนา จาเป็นต้อง คิดการหักเหที่ผิวเรียบโค้งทรงกลมเพื่อหาตาแหน่งภาพเกิดขึ้นจากผิวแรก แล้วนาไปคิดเป็นวัตถุผิวโค้งที่สอง แม้ว่าจะมีความยุ่งยากพอควร แต่ก็อยู่ ในวิสัยที่ผู้ศึกษาจะทาได้ 2.เลนซ์บาง จะเป็นชนิดนูนหรือเว้าก็ตาม ความหนาไม่มากนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับขนาดของเลนซ์และระยะที่วางวัตถุไว้หน้า เลนซ์นั้น ความหนาของเลนซ์จะมีค่าน้อย จนละเว้นระยะห่างระหว่างผิว ของเลนซ์ไปได้ Main Manu แสง
- 83. แสง ถ้าวัสดุทาเป็นเลนซ์มีค่าดัชนีหักเห n2 แล้วทาการทดลองอยู่ใน ตัวกลางที่มีค่าดัชนีหักเหn1 จะได้ความสัมพันธ์ของปริมาณต่างๆคือ ทั้งนี้ s และ s’ คือระยะภาพและระยะวัตถุจากเลนซ์ f คือ ความยาวโฟกัส R1 และ R2 คือ รัศมีความโค้งของเลนซ์ ประกอบกับหลักการใช้เครื่องหมายว่า 1.จริงเป็น + เหมือนเป็น - 2.ผิวนูน R เป็น + ผิวเว้าเป็น - Main Manu แสง
- 84. แสง ข้อสังเกตที่สาคัญ 1.ความยาวโฟกัสของเลนซ์ เกี่ยวข้องกับรัศมีความโค้งในลักษณะ ดังนั้นโดยทั่วไปแล้ว f≠ R/2 ซึ่งต่างกับเรื่องของกระจะโค้ง 2.ความยาวโฟกัสของเลนซ์หาได้จากสมการใน 1. จึงอาจจะมีค่าเป็น + หรือ – ก็ได้ เลนซ์นูนจะมีค่า f เป็น + และเลนซ์เว้าจะมีค่า f เป็น – Main Manu แสง
- 85. แสง 3.เลนซ์บางในอากาศ ในที่นี้ n1 =1 และ n2 เขียนเป็น n สมการจึงเป็นในลักษณะ ประกอบเข้ากับหลักการใช้เครื่องหมายเช่นเดิม สมการที่ใช้กันมาก ในการเรียนระดับนี้คือ ซึ่งมีรูปสมการเหมือนกับสมการของกระจกโค้ง Main Manu แสง
- 86. แสง 4.หลักการเขียนทางเดินของแสงเพื่อหาตาแหน่งภาพ 1.เขียนแนวทางเดินรังสีของแสงจากวัตถุขนานกับแกนไปยังเลนซื บาง เสมือนว่ามีการหักเหทันทีในแนวผ่านจุดโฟกัสด้านหลัง ถ้าเป็นเลนซ์ นูนและจุดโฟกัสด้านหน้าถ้าเป็นเลนซ์เว้า 2.เขียนแนวทางเดินของแสงผ่านจุดกลางเลนซ์ตรงไปในแนวเดิม 3.จุดตัดกันของ 1. และ 2. เป็นตาแหน่งของภาพ Main Manu แสง
- 87.
- 88. ผู้จัดทา นายพงปภัส ภัทรวีร์ธัญวิชย์ ชื่อเล่นซี ชั้น ม.6/8 เลขที่ 31 นายอิศรพงษ์ แก้ววัน ชื่อเล่น มาร์ค ชั้น ม.6/8 เลขที่ 33 Main Manu