คลื่นเกิดจากการที่อนุภาคถูกรบกวนแล้วแผ่กระจายออกไปในรูปของพลังงาน เช่น คลื่นเสียง คลื่นแสง คลื่นน้ำ คลื่นในเส้นเชือก คลื่นวิทยุเป็นต้น การเคลื่อนที่แบบคลื่นเป็นการถ่ายทอดพลังงานและโมเมนตัมจากแหล่งกำเนิดไปยังบริเวณโดยรอบโดยมวลของตัวกลาง

ไม่ได้เคลื่อนที่ตามไปด้วย

การจำแนกคลื่น

เราสามารถจำแนกคลื่นออกได้ดีงนี้

1. จำแนกตามลักษณะของตัวกลาง แบ่งออกเป็น2 ชนิด

1.1 คลื่นกล เป็นคลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นเสียง คลื่นน้ำ คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น

1.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคลื่นที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นแสง คลื่นวิทยุ เป็นต้น

2. จำแนกตามลักษณะการสั่นของแหล่งกำเนิด แบ่งออกเป็น 2 ชนิด

2.1 คลื่นตามยาว เป็นคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในทิศเดียวกันกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น

2.2 คลื่นตามขวาง เป็นคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น

3.จำแนกตามลักษณะกำเนิดคลื่น แบ่งออกเป็น 2 ชนิด

1. คลื่นดล เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่นเพียงครั้งเดียว

2. คลื่นต่อเนื่อง เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่นหลายครั้งติดต่อกัน

ส่วนต่างๆของคลื่น

1. สันคลื่น หมายถึง ส่วนที่อยู่บนสุดของคลื่น

2. ท้องคลื่น หมายถึง ส่วนที่อยู่ล่างสุดของคลื่น

3.การกระจัด หมายถึง ระยะที่วัดจากแนวกลางหรือแนวสมดุลไปยังตำแหน่งใดๆบนคลื่น

4.แอมปลิจูด หมายถึง ระยะการกระจัดที่มากที่สุดจากแนวสมดุลไปยังสันคลื่นหรือท้องคลื่น

5.เฟส หมายถึงการบอกตำแหน่งต่างๆบนคลื่นโดยมีความสัมพันธ์กับการกระจัดของคลื่น

6.ความยาวคลื่น หมายถึง ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ครบ 1 รอบ รหือระยะทางที่วัดจากเฟสถึงเฟสเดียวกันของคลื่นที่อยู่ติดกัน

7.คาบ หมายถึง เวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ครบ 1 รอบ

8. ความถี่ หมายถึง จำนวนคลื่นที่ออกมาจากแหล่งกำเนิดใน 1 หน่วยเวลา

9. หน้าคลื่น หมายถึง แนวต่อกันของคลื่นที่มีเฟสอย่างเดียวกัน

10. รังสี หมายถึง เส้นแสดงแนวการเคลื่อนที่ของคลื่นมีทิศตั้งฉากกับหน้าคลื่นเสมอ

11. อัตราเร็วคลื่น หมายถึง ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ใน 1หน่วยเวลา

ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็ว ความถี่ และความยาวคลื่น

อัตราเร็วคลื่น เท่ากับ ผลคูณระหว่างความถี่กับความยาวคลื่น

สมบัติของคลื่น

สิ่่ิงที่จะประพฤติตัวเป็นคลื่นได้นั้นจะต้องแสดงสมบัติของคลื่นได้ครบทั้ง 4 ข้อคือ

1.การสะท้อน

2.การหักเห

3.การแทรกสอด

4.การเลี้ยวเบน

การสะท้อน(Reflecttion)

เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปกระทบกับสิ่งกีดขวางจะเกิดการสะท้อนของคลื่นขึ้นโดยเป็น

ไปตามกฏการสะท้อนของคลื่น คือซึ่งกล่าวว่า

1. มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน

2.รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นปกติ อยู่ในระนาบเดียวกัน

การสะท้อนของคลื่นมี 2 แบบคือ

1. การสะท้อนปลายเปิด 2. การสะท้อนปลายปิด

การหักเห(Refraction)

เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นมีการเปลี่ยนตัวกลาง ทำให้ความเร็วคลื่น

และความยาวคลื่นเปลี่ยนไป แต่ความถี่ของคลื่นไม่เปลี่ยน โดยเป็นไปตามกฏ

การหักเห ซึ่งกล่าวว่า "ในตัวกลางคู่หนึ่งๆอัตราส่วนระหว่างซายน์ของมุมตกกระทบต่อซายน์ของมุม

หักเหจะมีค่าคงที่" เราเรียกค่าคงที่นี้ว่า ดัชนีหักเห

การแทรกสอด(Interference)

เกิดจากการที่คลื่นสองขบวนเคลื่อนที่มาพบกันและเกิดการรวมกันของคลื่นขึ้น

จุดที่คลื่นมารวมกันแบบเสริมเรียกว่าจุดปฏิบัพ(Antinode)จุดที่คลื่นมารวมกันแบบหักล้าง เรียกว่า จุดบัพ ( Node) และเรียกแหล่งกำเนิดทั้งสองแหล่งที่ให้คลื่นที่มีความถี่เดียวกัน

มีเฟสต่างกันคงที่ว่า แหล่งกำเนิดอาพันธ์(Coherent Source)

การเลี้ยวเบน (Diffraction)

เป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นสามารถอ้อมไปทางด้านหลังของสิ่ิงกีดขวางได้ ถ้าเราให้สิ่งกีดขวางเป็นช่องเปิดเล็กๆจะพบว่าคลื่นเกิดการเลี้ยวเบนชัดเจน เรียกช่องเปิดเล็กๆนี้ว่า สลิต ( Slit)

หลักการเลี้ยวเบนของคลื่น

ทุกๆจุดบนหน้าคลื่นถือได้ว่าเป็นต้นกำเนิดใหม่ของคลื่น ซึ่งให้กำเนิดคลื่นวงกลมที่มีเฟสเดียวกัน เคลื่อนที่ไปในทิศเดียวกันกับการเคลื่อนที่ของคลื่นนั้น

 

แบบทดสอบก่อนเรียน

คำสั่ง จงเลือกข้อที่เห็นว่าถูกที่สุดเพียงข้อเดียว

1. ข้อใดเป็นจริงมากที่สุด ?

ก. หน้าคลื่นย่อมตั้งฉากกับรังสีคลื่นเสมอ

ข. อัตราเร็วของคลื่นในน้ำลึกน้อยกว่าอัตราเร็วของคลื่นในน้ำตื้น

ค. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากบริเวณน้ำลึกไปสู่น้ำตื้นสิ่งที่เปลี่ยนไปคือความถี่คลื่น

ง. ถูกทุกข้อ

2. คลื่นหนึ่งคลื่นประกอบด้วยส่วนใดของคลื่น ?

ก. สันคลื่น

ข. ท้องคลื่น

ค. แอมปลิจูด

ง. สันคลื่นและท้องคลื่น

3. ข้อใดเป็นคลื่นตามยาว ?

ก. คลื่นวิทยุ

ข. รังสีเอกซ์

ค. คลื่นโทรทัศน์

ง. คลื่นแผ่นดินไหว

4. ข้อใดจัดเป็นคลื่นกล ?

์

ข. รังสีแกมมา , คลื่นอุลตราโซนิก , แสงเลเซอร์

ค. คลื่นเสียง , คลื่นน้ำ , คลื่นในเส้นเชือก

ข. รังสีแกมมา , คลื่นอุลตราโซนิก , แสงเลเซอร์

ค. คลื่นเสียง , คลื่นน้ำ , คลื่นในเส้นเชือก

5.ระยะใดตามแนวการแผ่รังสีของคลื่นระหว่างตำแหน่งที่เฟสต่างกันติดกันคือข้อใด?

ก. การกระจัด

ข. อัตราเร็วของคลื่น

ค. ความยาวคลื่น

ง. ความถี่คลื่น

6. ข้อใดเป็นคลื่นตามยาว ?

ก. คลื่นน้ำ , คลื่นแสง

ข. คลื่นเสียงในอากาศ , คลื่นในสปริง

ค. คลื่นในสปริง , คลื่นแสง

ง. คลื่นในเส้นเชือก , คลื่นในสปริง

7. ถ้าใช้นิ้วมือรบกวนผิวน้ำต่อเนื่องเป็นจังหวะๆ คลื่นที่เกิดขึ้นเรียกว่าอะไร ?

ก. คลื่นต่อเนื่อง

ข. คลื่นต่อเนื่องแบบวงกลม

ค. คลื่นดล

ง. คลื่นดลแบบวงกลม

8. คลื่นหน้าตรงเคลื่อนที่จากบริเวณน้ำลึกไปยังน้ำตื้นโดยมีหน้าคลื่นขนานกับแนวแบ่งเขต

ข้อใดถูกต้อง ?

ก. ความถี่จะมากขึ้น

ข. ความถี่จะน้อยลง

ค. ความยาวคลื่นจะน้อยลง

ง. ความเร็วคลื่นจะมากขึ้น

9. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากบริเวณน้ำตื้นไปน้ำลึก ข้อใดถูกต้อง ?

ก. ความเร็วคลื่นจะลดลง

ข. ความยาวคลื่นจะลดลง

ค. มุมตกกระทบมากกว่ามุมหักเห

ง. หน้าคลื่นทำมุมกับเส้นปกติน้อยลง

10. คลื่นจะเกิดการแทรกสอดได้ในกรณีดังข้อใด ?

ก. คลื่นสองขบวนมีเฟสตรงกันและความถี่เท่ากันเสมอ

ข. คลื่นสองขบวนมีความถี่เท่ากัน มีอัตราเร็วเท่ากัน เฟสตรงกันเท่านั้น

ค. คลื่นสองขบวนมีความถี่เท่ากัน อัตราเร็วเท่ากัน ความต่างเฟสคงที่

ง. คลื่นตั้งแต่สองขบวนขึ้นไปเคลื่อนที่มารวมกัน

แบบทดสอบหลังเรียน

คำสั่ง จงเลือกข้อที่เห็นว่าถูกที่สุดเพียงข้อเดียว

1. เรือลำหนึ่งจอดทอดสมออยู่ถูกกระทบด้วยคลื่นที่มีความเร็ว 25 เมตร/วินาที

และมีสันคลื่นอยู่ห่างกัน 100 เมตร จงหาเวลาที่คลื่นแต่ละลูกวิ่งมากระทบเรือ ?

ก. 2,500 วินาที

ข. 75 วินาที

ค. 4 วินาที

ง. 0.25 วินาที

2. ถ้้าจุด A และจุด B บนคลื่นต่อเนื่องมีเฟสต่างกัน 90 ํ ข้อใดถูกต้อง ?

ก. A เคลื่อนที่ไปทัน B ในเวลา 1/4 ของเวลาครบรอบ

ข. A เคลื่อนที่ไปทัน B ที่มุม 90 ํ กับแนวระดับ

ค. A จำเป็นต้องมีมุมเฟส 0 ํ และ B อยู่ที่มุมเฟส 90 ํ

ง. A อยู่ห่างจาก B เป็นระยะทาง 1/4 ของความยาวคลื่น

3.คลื่นขบวนหนึ่งมีความถี่ 10 เฮิร์ทซ ระยะระหว่างจุดสองจุดที่มีเฟสต่างกัน720 ํ

เป็น 50 เมตร จงหาอัตราเร็วของคลื่น ?

ก. 100 เมตร/วินาที

ข. 150 เมตร/วินาที

ค. 200 เมตร/วินาที

ง. 250 เมตร/วินาที

4. คลื่นต่อเนื่องชุดหนึ่งสันคลื่นลูกที่สองอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดคลื่น 0.3 เมตร

และสันคลื่นลูกที่เจ็ดอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิด 2.1 เมตร ถ้าคลื่นมีความถี่ 200 เฮิร์ทซ จงหาความเร็วคลื่น ?

ก. 36 เมตร/วินาที

ข. 48 เมตร/วินาที

ค. 72 เมตร/วินาที

ง. 96 เมตร/วินาที

5. คลื่นมีความถี่ 500 เฮิร์ทซ มีความเร็ว 300 เมตร/วินาที จุดที่มีเฟสต่างกัน

30 ํ อยู่ห่างกันกี่เมตร ?

ก. 0.06 เมตร

ข. 0.6 เมตร

ค. 0.01 เมตร

ง. 0.1 เมตร

6. คลื่นน้ำขบวนหนึ่งเคลื่อนที่จากน้ำต้ืนไปยังน้ำลึกโดยมีคลื่นตกกระทบมีความถี่

10 เฮิร์ทซและมีความเร็ว 1 เมตร/วินาที ถ้าหน้าคลื่นตกกระทบทำมุม 30 ํ กับผิวรอยต่อและคลื่นหักเหมีความยาวคลื่น 0.2 เมตร จงหาว่าหน้าคลื่นหักเหทำมุมเท่าใดกับผิวรอยต่อ ?

ก. 30 ํ

ข. 60 ํ

ค. 45 ํ

ง. 90 ํ

7. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากน้ำลึกไปยังน้ำตื้น อัตราเร็วลดลงเป็น 4/5 ของอัตราเร็วเดิม จงหาความยาวคลื่น จะเป็นกี่เท่าของความยาวเดิม ?

ก. 4/5

ข. 5/4

ค. 1/4

ง. 1/5

8.แหล่งกำเนิดวงกลม 2 แหล่งห่างกัน 6 ซมถ้าแหล่งกำเนิดทั้งสองให้คลื่นที่มีความยาวคลื่น 2ซม.จงหาว่าบนเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างแหล่งกำเนิดทั้งสองมีกี่บัพ ?

ก. 5

ข. 6

ค. 7

ง. 8

9. ถ้าระยะระหว่างจุดบัพกับจุดบัพที่อยู่ติดกันของคลื่นนิ่งเป็น 12ซม.จงหาความถี่ของคลื่นนิ่ง ถ้าคลื่นมีความเร็ว 30 เมตร/วินาที ?

ก. 80 เฮิร์ทซ

ข. 100 เฮิร์ทซ

ค. 120 เฮิร์ทซ

ง. 125 เฮิร์ทซ

10. S1 และ S2 เป็นแหล่งกำเนิดอาพันธ์อยู่ห่างกัน 10 ซม. ให้ความยาวคลื่น

3 ซม. จงหาจำนวนบัพและปฏิบัพ ระหว่าง S1 กับ S2 ?

ก. 6 บัพ , 7 ปฏิบัพ

ข. 6 บัพ , 5 ปฏิบัพ

ค. 8 บัพ , 7 ปฏิบัพ

ง. 4 บัพ , 5 ปฏิบัพ

จุดประสงค์

1. เพื่อให้นักเรียนรู้จักค้นคว้าหาความรู้ด้วยตนเอง

2. เพื่อเป็นการเพิ่มพูนประสบการณ์ของตนเอง

3. เพื่อให้นักเรียนรู้จักใช้เวลาว่างให้เกิดประโยชน์

4. เพื่อเป็นการทบทวนความรู้ของนักเรียน

การแทรกสอด

กลับไปเมนู