คลื่นกล
- 3. คลื่นกล คือ การถ่ายโอนพลังงานจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง โดยการเคลื่อนที่ไปของคลื่น
ต้องมีโมเลกุลหรืออนุภาคตัวกลางเป็นตัวถ่ายโอนพลังงานจึงจะทาให้คลื่นแผ่ออกไป
ได้ ดังนั้นคลื่นกลจะเดินทางและส่งผ่านพลังงานโดยไม่ทาให้เกิดการเคลื่อน
ตาแหน่งอย่างถาวรของอนุภาคตัวกลาง เพราะตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่แต่จะสั่นไปมารอบจุด
สมดุล ต่างจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางโดยไม่ต้องอาศัยตัวกลาง
คลื่นกล
- 7. คลื่นตามยาว (longitudinal waves) คือ คลื่นที่อนุภาคของ
ตัวกลางเคลื่อนที่ตามหรือขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ เช่น คลื่น
ตามยาวบนขดลวดสปริง ที่เกิดขึ้นเมื่อขยับปลายของขดลวดสปริง
เข้าและออก ทาให้ขดลวดหรืออนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่กลับไป
กลับมา ในแนวขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นบนขดลวด
สปริง
- 10. แอมพิจูด(amplitude ; A) คือ ขนาดของการกระจัดที่มีค่า
มากที่สุด ที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนขณะคลื่นเคลื่อนที่ผ่าน โดย
ตาแหน่งที่อนุภาคของตัวกลางที่เคลื่อนที่ขึ้นสูงสุดเรียกว่า สันคลื่น
(crest) และตาแหน่งที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่ตาสุดเรียกว่า
ท้องคลื่น(trough) แอมพิจูดมีหน่วยเป็นเมตร
ปริมาณที่เกี่ยวกับคลื่น
- 11. ความยาวคลื่น (wavelength ; λ) คือ ระยะห่างที่มีค่าน้อยที่สุด
ระหว่างตาแหน่ง2ตาแหน่ง ที่มีขนาดของการกระจัดเท่ากัน และมี
ทิศทางการกระจัดตรงกัน ความยาวคลื่นมีหน่วยเป็นเมตร
คาบ (period ; T) คือช่วงเวลาที่อนุภาคของตัวกลางเคลื่อนที่กลับไป
กลับมาครบรอบ 1 รอบ คาบมีหน่วยเป็นวินาที (s)
ความถี่ (frequency ; f) คือจานวนรอบที่อนุภาคของตัวกลาง
เคลื่อนที่กลับไปกลับมาใน 1 วินาที สามารถคานวณได้จากมีหน่วย
เป็นรอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์
ปริมาณที่เกี่ยวกับคลื่น
- 13. เมื่อคลื่นตั้งแต่ 2 ขบวน เคลื่อนที่มาพบกัน การกระจัดของคลื่นแต่
ละลูกจะรวมกัน ณ ตาแหน่งที่คลื่นซ้อนทับกัน เรียกว่า หลักการ
ซ้อนทับ (principle of superposition)
การรวมคลื่น
- 15. - แสดงให้เห็นการรวมกันของคลื่น 2 ลูก คลื่นลูกหนึ่งเคลื่อนที่ไป
ทางขวา อีกลูกหนึ่งเคลื่อนที่ไปทางซ้าย ขณะที่พบกันสามารถใช้
หลักการซ้อนทับกันของคลื่นหาคลื่นรวมได้
คลื่น 2 ลูก เคลื่อนที่สวนกัน
- 16. เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน มีแอมพลิจูด ความถี่ ความยาวคลื่น
เท่ากัน แต่มีความเร็วต่างกัน ทาให้ความต่างเฟสของคลื่นทั้งสอง
กระบวนแตกต่างไปตามเวลา คลื่นรวม (สีน้าเงิน) บางครั้งมีขนาด
สูงขึ้น แสดงว่าเป็นการแทรกสอดแบบเสริมกัน
คลื่น 2 กระบวนเคลื่อนที่ไปในทิศเดียวกัน เกิดการแทรกสอดแบบหักล้าง
และเสริมกัน
- 18. คุณสมบัติที่สาคัญของคลื่นได้ 4 ประการ คือ
1. การสะท้อน (Reflection) เป็นคุณสมบัติร่วมระหว่าง
อนุภาคและคลื่น
2. การหักเห (Refraction) เป็นคุณสมบัติร่วมระหว่างอนุภาค
และคลื่น
3. การแทรกสอด (Interference) เป็นคุณสมบัติเฉพาะของ
คลื่น
4. การเลี้ยวเบน (Diffraction) เป็นคุณสมบัติเฉพาะของคลื่น
คลื่นบางชนิดยังสามารถแสดงคุณสมบัติด้านอื่นๆได้อีกด้วยเช่นการ
โพลาไรเซชันของคลื่นตามขวาง การกระเจิงเป็นต้น
สมบัติของคลื่น
- 19. การสะท้อน คือ การที่คลื่นเคลื่อนที่ไปตกกระทบกับสิ่งกีดขวาง
หรือรอยต่อระหว่างตัวกลางแล้วเปลี่ยนทิศสะท้อนกลับ มาในตัวกลาง
เดิม ปรากฏการณ์ที่เรามักเห็นได้บ่อยในเรื่องการสะท้อนคือ การได้ยิน
เสียงก้อง ซึ่งเกิดจากการที่คลื่นเสียงวิ่งไปกระทบกับสิ่งกีดขวาง เช่น
กาแพง แล้วสะท้อนกลับมา โดยที่ระยะเวลาในการเดินทางไปและกลับ
มีค่ามากพอที่หูเราจะแยกได้
การสะท้อนนั้นมีหลักการที่สาคัญคือ มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
ซึ่งเราเรียกหลักการนี้ว่า กฎการสะท้อน ดังแสดงในรูปด้านล่าง ซึ่ง
แสดงคลื่นน้าที่เคลื่อนที่ไปตกกระทบกับสิ่งกีดขวางแล้วสะท้อนออกมา
การสะท้อนของคลื่น (Reflection)
- 21. การหักเห (Refraction) คือ การที่คลื่นเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
การหักเห เกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านแนวรอยต่อระหว่างสอง
ตัวกลางเช่น คลื่นน้าเคลื่อนที่จากบริเวณน้าตื้นไปสู่น้าลึกโดยตกกระทบทา
มุมเฉียงกับแนวรอยต่อระหว่างตัวกลาง จะทาให้เกิดการเบี่ยงเบนทิศ
ทางการเคลื่อนที่ การหักเหนี้เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงอัตราเร็วคลื่น
เมื่อคลื่นเปลี่ยนตัวกลางเนื่องจากบริเวณน้าตื้นและน้าลึกนั้นทาตัวเสมือน
เป็นคนละตัวกลาง ทาให้คลื่นมีอัตราเร็วต่างกันและยังทาให้ความยาวคลื่น
เปลี่ยนไปด้วย แต่ความถี่ยังคงเท่าเดิม ดังรูป
การหักเหของคลื่น (Refraction)
