วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-องค์ประกอบของคลื่น | บทเรียน วิชาการ.คอม
วิทย์ทั่วไป
 

องค์ประกอบของคลื่น

สร้างเมื่อ 11 เม.ย. 2554 14:50:08
  • ระดับม.4
  • 4,986 view

คลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวมีองค์ประกอบอะไรบ้าง

องค์ประกอบของคลื่น
                   
                                    ภาพ 3.3  ส่วนต่างๆของคลื่นตามขวาง

            พิจารณาคลื่นตามขวางดังภาพ 3.3  จุด  A, A'  เป็นตำแหน่งสูงสุดของคลื่น  เรียกว่าสันคลื่น   จุด  B, B'  เป็นตำแหน่ต่ำสุดของคลื่น  เรียกว่า ท้องคลื่น  PA,QB, RA'  และ  SB'    เป็นขนาดของการกระจัดที่มีค่ามากที่สุดเรียกว่า  แอมพลิจูด   (amplitude)  ระยะระหว่างสันคลื่นที่อยู่ถัดกัน  เช่น  AA'    หรือระยะระหว่างท้องคลื่นที่อยู่ถัดกัน  เช่น  BB'    เป็นความยาวของคลื่นหนึ่งลูก  เรียกว่า  ความยาวคลื่น    (wavelength)  แทนด้วยสัญลักษณ์   λ    (อ่านว่า  แลมดา - lambda)  ความยาวคลื่นมีหน่วยเป็นเมตร
                 
                                            ภาพ 3.4  การเคลื่อนที่ของคลื่น
            จากภาพ  3.4  สมมติว่าเริ่มต้น  ปลายคลื่นอยู่ที่  A  เมื่อเวลาผ่านไป  ปลายคลื่นเคลื่อนที่ถึง  B  แสดงว่า  มีคลื่นผ่านจุด  A  จำนวน  4  ลูก  จำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดๆหนึ่งใชหนึ่งหน่วยเวลา  เรียกว่า  ความถี่  (f)  ความถี่มีหน่วยเป็น  รอบต่อวินาที  หรือ  เฮิรตซ์  (Hz)  และช่วงเวลาที่คลื่นหนึ่งลูกเคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใดๆเรียกว่า  คาบ  (T)  คาบมีหน่วยเป็น  วินาที  (s)  ความถี่  f  และคาบ  T  มีความสัมพันธ์เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่แบบวงกลม  และแบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายที่ได้ศึกษามาแล้ว  คือ

                f  =  \frac{1}{T}    หรือ   T  =  \frac{1}{f}      

            เนื่องจากอัตราเร็วของวัตถุคือระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา  ในทำนองเดียวกัน  อัตราเร็วของคลื่น   คือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา
            สมมติคลื่นเคลื่อนที่ได้ระยะทางเท่ากับความยาวคลื่น  λ   ดังนั้นเวลาที่ใช้จะเท่ากับคาบ  T  ด้วยเหตุนี้อัตราเร็วของ  คลื่น  v  จะมีค่าดังนี้

               v = \frac{\lambda }{T}    หรือ  Â  v = f\lambda    

            -  คลื่นตามขวางในภาพ  3.4  มีแอมพลิจูดความยาวคลื่น  ความถี่  คาบ  และอัตราเร็วเท่าใด
   
               สำหรับคลื่นตามยาว  เช่นคลื่นในลวดสปริงจะมีองค์ประกอบ  ดังภาพ 3.5  บริเวณที่ขดลวดสปริงอยู่ใกล้ชิดกันมากเรียกว่า  ส่วนอัด  และบริเวณที่ขดลวดสปริงอยู่ห่างกันมาก  เรียกว่า  ส่วนขยาย  ระยะระหว่างส่วนอัดที่อยู่ถัดกันเช่น  BB'    หรือระยะระหว่างกึ่งกลางส่วนขยายที่อยู่ถัดกันเช่น  AA'  เป็นความยาวคลื่นของคลื่นตามยาว   
             
                                     ภาพ  3.5  ส่วนต่างๆของคลื่นตามยาว

            สำหรับคลื่นเสียงซึ่งเป็นคลื่นตามยาว  ความสัมพันธ์ระหว่าง  ความยาวคลื่น  Â  \lambda     ความถี่  f  และอัตราเร็วของคลื่น  v    ยังคงเป็นไปตามสมการ   v  =  f \lambda     นอกจากคลื่นเสียงสามารถเคลื่อนที่ผ่านอากาศได้แล้ว  คลื่นเสียงยังสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลวและของแข็งได้ด้วย

            เมื่อคลื่นเป็นตัวกลางเคลื่อนที่ปะทะสิ่งกีดขวาง  จะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นกับคลื่นหรือไม่