คลื่นเป็นการเคลื่อนที่แบบหนึ่งที่เกิดจากการรบกวน แล้วมีการถ่ายโอนพลังงานจากการรบกวนออกไปโดยรอบ ซึ่งเรียกว่า การแผ่คลื่น ถ้าการถ่ายโอนพลังงานหรือการแผ่คลื่นต้องอาศัยอนุภาคของตัวกลางเป็นตัวถ่ายโอนพลังงานจึงจะทำให้คลื่นแผ่ออกไปได้ เรียกคลื่นประเภทนี้ว่า คลื่นกล
คลื่นผิวน้ำเป็นคลื่นกลที่มีอนุภาคของน้ำเป็นตัวกลาง เมื่อโยนก้อนหินลงในสระน้ำที่มีผิวน้ำเรียบ ก้อนหินจะถ่ายโอนพลังงานให้กับอนุภาคน้ำ ทำให้อนุภาคน้ำที่ผิวมีการเคลื่อนที่สั่นขึ้นลง แล้วถ่ายโอนพลังงานให้อนุภาคข้างเคียงให้มีการสั่นต่อเนื่องกันไป ผิวน้ำจะกระเพื่อมสูงขึ้นและเว้าลงเป็นวงขยายออกไปเป็นคลื่น
- สันคลื่น(Crest) คือ ตำแหน่งสูงสุดของคลื่นมีกระจัดมากที่สุดในทางบวก และมีเฟสตรงกัน
- ท้องคลื่น(Crest) คือ ตำแหน่งสูงสุดของคลื่นมีกระจัดมากที่สุดในทางลบ และมีเฟสตรงกัน
- แอมพลิจูด (Amplitude) เป็นระยะการกระจัดมากสุด ทั้งค่าบวกและค่าลบ
- ความยาวคลื่น (wave length ; ) คือ ระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่ติดกัน หรือระยะห่างระหว่างท้องคลื่นที่ติดกัน หรือ ระยะห่างระหว่างจุด 2 จุดที่มีเฟสตรงกัน และอยู่ใกล้กันมากที่สุด ความยาวคลื่นแทนด้วยสัญลักษณ์ มีหน่วยเป็นเมตร (m)
- หน้าคลื่น (wave surface) คือ เส้นต่อจุดที่มีเฟสตรงกันของสันคลื่น
- รังสี (ray) คือ แนวเส้นตรงที่ลากตั้งฉากกับหน้าคลื่นว่า รังสีของคลื่นจะแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น หน้าคลื่นจะเดินทางไปข้างหน้าด้วยความเร็วจำกัดค่าหนึ่ง
- คาบ (period) คือ ช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใดๆ ครบหนึ่งลูกคลื่น แทนด้วยสัญลักษณ์ T มีหน่วยเป็นวินาทีต่อรอบ (s)
- ความถี่ (frequency) คือ จำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใดๆ ในหนึ่งหน่วยเวลา แทนด้วยสัญลักษณ์มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที (s-1) หรือ เฮิรตซ์ (Hz)
- อัตราเร็วคลื่น(Velocity, v) คือ ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที ในช่วงหนึ่งคาบเวลาของการสั่นของแหล่งกำเนิด จะทำให้หน้าคลื่นเดินทางไปได้เป็นระยะทางค่าหนึ่งซึ่งเท่ากับ และความถี่คลื่น (f) จะเท่ากับความถี่ของการสั่นของแหล่งกำเนิดคลื่น
ถ้าแบ่งคลื่นตามลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคของตัวกลางที่ถูกรบกวนและทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถแบ่งคลื่นออก ได้เป็น 2 ชนิด คือ
1. คลื่นตามขวาง (transverse waves) เป็นคลื่นที่ส่งผ่านไปในตัวกลางแล้วทำให้อนุภาคในตัวกลางเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทาง การเคลื่อนที่ของคลื่น เช่นคลื่นตามขวางในเส้นเชือก , คลื่นแสง เป็นต้น ซึ่งจากรูปเป็นคลื่นในเส้นเชือกที่เกิดจากการสะบัด ที่ปลายเชือก อนุภาคในเส้นเชือกจะสั่นขึ้นลงรอบตำแหน่งสมดุลซึ่งจะตั้งฉากกับ ทิศทางของอัตราเร็วของการเคลื่อนที่ของคลื่น (v)
2. คลื่นตามยาว (longitudinal waves) เป็นคลื่นที่ส่งผ่านไปในตัวกลางแล้วทำให้อนุภาคในตัวกลางเคลื่อนที่ตามแนวขนานกับ ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง , คลื่นในสปริง เป็นต้น ซึ่งจากรูปเป็นคลื่นในท่ออากาศที่เกิดจากอัดลูกสูบที่ ปลายข้างหนึ่ง ของท่อแล้วทำให้อนุภาคของอากาศในท่อจะสั่นในแนวซ้ายขวารอบตำแหน่งสมดุลทำให้เกิดส่วนอัดและส่วนขยาย ซึ่งจะขนานกับ ทิศทางของอัตราเร็ว ของการเคลื่อนที่ของคลื่น (v)
แสดงการเคลื่อนที่ของคลื่นผิวน้ำ
ที่มาภาพ : http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/wave.html
http://phwave.blogspot.com/p/blog-page_20.html
https://sites.google.com/site/khlunklfisiks2/khlun-phiwna
http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/wave.html
|