คุณสมบัติของคลื่น
วิธีการอธิบายการเคลื่อนที่ของคลื่น
หน้าคลื่น (wavefront) คือ เส้นที่ลากเชื่อมตำแหน่งที่มีเฟสเดียวกัน
 | |
| คลื่นต่อเนื่องวงกลม |
 | |||||||||
| คลื่นต่อเนื่องเส้นตรง |
รังสีคลื่น (ray) คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับหน้าคลื่น จะแสดงทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น
คุณสมบัติ พื้นฐานของ คลื่น ต่างๆ สามารถ พิจารณาได้ 4 ประการ ซึ่งมี
1. การสะท้อนกลับ ( Reflection )
2. การหักเห (Refraction)
3. การแพร่กระจายคลื่น (Diffraction )
4. การแทรกสอดของคลื่น ( Interference )
2. การหักเห (Refraction)
3. การแพร่กระจายคลื่น (Diffraction )
4. การแทรกสอดของคลื่น ( Interference )
การสะท้อน ( Reflection )
การสะท้อน คือ การที่คลื่นเคลื่อนที่ไปตกกระทบกับสิ่งกีดขวางหรือรอยต่อระหว่างตัวกลางแล้วเปลี่ยนทิศสะท้อนกลับ มาในตัวกลางเดิม
การสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือก
เมื่อทำให้เกิดคลื่นดลในเส้นเชือกเคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือก กระทบผิวรอยต่อซึ่งเป็นปลายอิสระ (free end)
หรือปลายตรึง (fixed end) คลื่นในเส้นเชือกจะสะท้อนกลับดังรูป
เมื่อทำให้เกิดคลื่นดลในเส้นเชือกเคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือก กระทบผิวรอยต่อซึ่งเป็นปลายอิสระ (free end)
หรือปลายตรึง (fixed end) คลื่นในเส้นเชือกจะสะท้อนกลับดังรูป
 |
| แสดงการสะท้อนของคลื่นแบบปลายอิสระ |
 |
| แสดงการสะท้อนของคลื่นแบบปลายตรึง |
- การสะท้อนคลื่นในเชือกปลายอิสระ คลื่นตกกระทบและคลื่นสะท้อนจะมีเฟสตรงกัน
- การสะท้อนคลื่นในเชือกปลายตรึง คลื่นตกกระทบและคลื่นสะท้อนจะมีเฟสตรงข้ามกัน
- การสะท้อนคลื่นในเชือกปลายตรึง คลื่นตกกระทบและคลื่นสะท้อนจะมีเฟสตรงข้ามกัน
การหักเห (Refraction)
การหักเห คือ การที่คลื่นเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่
การสะท้อนของคลื่นผิวน้ำ
เมื่อคลื่นผิวน้ำเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง และเนื่องจากระดับน้ำสามารถเลื่อนขึ้นลงได้อิสระ ดังนั้นการ
เมื่อคลื่นผิวน้ำเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง และเนื่องจากระดับน้ำสามารถเลื่อนขึ้นลงได้อิสระ ดังนั้นการ
สะท้อน จึงเหมือนการสะท้อนในเชือกปลายอิสระ กล่าวคือ เฟสของคลื่นสะท้อนจะคงเดิม
 |
| แสดงการสะท้อนของคลื่นผิวน้ำ |
 |
แสดงการสะท้อนของคลื่นผิวน้ำ |
 |
| แสดงการสะท้อนของคลื่นผิวน้ำ |
การเลี้ยวเบน หรือการแพร่กระจายคลื่น (diffraction) เกิดจากคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีดขวาง ทำให้คลื่นส่วนหนึ่งอ้อมบริเวณของสิ่งกีดขวางแผ่ไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น
แสดงการเลี้ยวเบนของคลื่นเมื่อเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง
การอธิบายปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนของคลื่น อธิบายโดยใช้หลักของฮอยเกนส์
หลักของฮอยเกนส์ (Huygen’s principle)“ทุกๆ จุดบนหน้าคลื่นเดียวกัน อาจถือว่าเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นชุดใหม่ ที่แผ่ออกไปทุกทิศทาง ด้วยอัตราเร็ว เท่าเดิม”
 |
แสดงการกำเนิดคลื่นใหม่ตามหลักของฮอยเกนส์ |
เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง ซึ่งเป็นช่องแคบคลื่นจะเลี้ยวเบนผ่านช่องแคบไป ปรากฏเป็นคลื่นหลังสิ่งกีดขวางได้ ซึ่งการเลี้ยวเบนนี้จะเกิดได้ดี ถ้าหากช่องแคบนั้นมีความกว้างประมาณเท่า หรือน้อยกว่าความยาวคลื่น โดยเสมือนหนึ่งว่าช่องแคบนั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นใหม่ให้หน้าคลื่นวงกลมออกมารอบช่องแคบนั้น แต่ถ้าช่องแคบนั้นกว้างกว่าความยาวคลื่นจะเกิดการเลี้ยวเบนและเกิดการแทรกสอด ขึ้นด้วย ดังรูป
แสดงการเลี้ยวเบนของคลื่นเมื่อเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบเดี่ยว
 |
| แสดงการเลี้ยวเบนของคลื่นเมื่อเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบเดี่ยว |
การแทรกสอดของคลื่น ( Interference )
การแทรกสอด (interference) เกิดจากคลื่นสองขบวนที่เหมือนกันทุกประการเคลื่อนที่มาพบกันแล้วเกิดการซ้อนทับกัน ถ้าเป็นคลื่นแสงจะเห็นแถบมืดและแถบสว่างสลับกัน ส่วนคลื่นเสียงจะได้ยินเสียงดังเสียงค่อยสลับกัน
แสดงลักษณะ และส่วนประกอบของคลื่น
• เส้นสีขาว คือแนวสมดุล (ระดับเดิมของตัวกลางเมื่อยังไม่มีคลื่น)
• สันคลื่น(crest) คือ ส่วนที่สูงที่สุดของคลื่นจากแนวสมดุล(มีการกระจัดเป็นบวกมากที่สุด)
• ท้องคลื่น(trough) คือส่วนที่ต่ำลงไปจากแนวสมดุลมากที่สุด(การกระจัดเป็นลบมากที่สุด)
• สันคลื่น(crest) คือ ส่วนที่สูงที่สุดของคลื่นจากแนวสมดุล(มีการกระจัดเป็นบวกมากที่สุด)
• ท้องคลื่น(trough) คือส่วนที่ต่ำลงไปจากแนวสมดุลมากที่สุด(การกระจัดเป็นลบมากที่สุด)
 |
| แสดงการแทรกสอดของคลื่นจากแหล่งกำเนิดอาพันธ์ |
 |
การรวมกันของคลื่นต่อเนื่องสองขบวน อันเนื่องมาจากคลื่นทั้งสองขบวนเคลื่อนที่ไปพบกัน
-ตำแหน่งที่เกิดการรวมแบบเสริมกัน จะมีค่าแอมพลิจูดมาก เรียกตำแหน่งนี้ว่า
-ตำแหน่งที่เกิดการรวมแบบเสริมกัน จะมีค่าแอมพลิจูดมาก เรียกตำแหน่งนี้ว่า
ปฏิบัพ(Antinode : A)
-ตำแหน่งที่เกิดการรวมแบบหักล้างกันจะมีค่าแอมพลิจูดน้อยเกือบเป็นศูนย์ เรียกตำแหน่งนี้ว่า บัพ(node : N)
-ตำแหน่งที่เกิดการรวมแบบหักล้างกันจะมีค่าแอมพลิจูดน้อยเกือบเป็นศูนย์ เรียกตำแหน่งนี้ว่า บัพ(node : N)
แหล่งอ้างอิง
