สมบัติของคลื่น
- 2. สมบัติของคลื่น สมบัติของคลื่นมี 4 ประการ 1. สมบัติการสะท้อน 2. สมบัติการหักเห 3. สมบัติการแทรกสอด 4. สมบัติการเลี้ยวเบน
- 3. สมบัติการสะท้อนของคลื่น การสะท้อนของคลื่นเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปชนกับสิ่งกีด ขวาง หรือกระทบรอยต่อระหว่างตัวกลาง ทาให้คลื่นส่วนหนึ่ง เคลื่อนที่กลับมายังตัวกลางเดิม โดยมีลักษณะดังต่อไปนี้
- 4. กฎการสะท้อน 1. เป็นไปตามกฎการสะท้อนที่ว่า 1.) มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน 2.) ทิศทางการของคลื่นตกกระทบ คลื่นสะท้อน และเส้นปกติ อยู่ใน ระนาบเดียวกัน 2. ความถี่ ความยาวคลื่น อัตราเร็ว จะคงเดิมเสมอ 3. ถ้าไม่มีการสูญเสียพลังงาน แอมพลิจูดของคลื่นจะคงเดิม แต่ถ้ามีการสูญเสียพลังงานแอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนจะลดลง
- 5. สมบัติการหักเหของคลื่น การหักเหของคลื่นเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลาง หนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ทาให้ความเร็วคลื่นและความยาวคลื่น เปลี่ยนไป แต่ความถี่คงเดิม การหักเหของคลื่นมีผลทาให้อัตราเร็วคลื่นและความยาว คลื่นเปลี่ยน แต่ทิศการเคลื่อนที่จะเปลี่ยนหรือคงเดิมก็ได้ ขึ้นอยู่ กับ
- 6. 3. ถ้าทิศของคลื่นตกกระทบตั้งฉากกับรอยต่อ หรือหน้า คลื่นตกกระทบขนานกับรอยต่อระหว่างตัวกลางทิศของคลื่น ที่หักเหที่ผ่านไปอีกตัวกลางหนึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลง 2. ถ้าทิศของคลื่นตกกระทบทามุมกับรอยต่อ หรือหน้า คลื่นตกกระทบทามุมกับรอยต่อระหว่างตัวกลางทิศของคลื่น ที่หักเหที่ผ่านไปอีกตัวกลางหนึ่งจะเปลี่ยนแปลงดังรูป
- 7.
- 8. การหักเหกรณีน้าลึกและน้าตื้น กรณีน้าลึก คลื่นจะมีอัตราเร็วมาก ความยาวคลื่นมาก มุมตกกระทบและมุมหักเหจะใหญ่ กรณีน้าตื้น คลื่นจะมีอัตราเร็วน้อย ความยาวคลื่น น้อย มุมตกกระทบหรือมุมหักเหจะเล็ก
- 9. มุมวิกฤต คือ มุมตกกระทบใดๆ ที่ทาให้แนวการหัก เหทามุม 90 องศากับเส้นปกติ การสะท้อนกลับหมด เกิดขึ้นเมื่อทิศของคลื่นตก กระทบโตกว่ามุมวิกฤต ทาให้เกิดคลื่นสะท้อนกลับใน ตัวกลางเดิม กรณีการหักเหของคลื่นน้า จะเกิดมุมวิกฤตได้เมื่อคลื่น เคลื่อนที่จากบริเวณน้าตื้นเข้าสู่บริเวณน้าลึก
- 10.
- 11. สมบัติการแทรกสอดของคลื่น การแทรกสอดของคลื่นเกิดขึ้นจากคลื่นตั้งแต่สอง ขบวนขึ้นไปเคลื่อนที่มาพบกัน ทาให้เกิดการรวมกัน ของคลื่นได้ 2 แบบ คือ 1. แบบหักล้างกัน 2. แบบเสริมกัน
- 12.
- 13. แหล่งกาเนิดอาพันธ์ คือ แหล่งกาเนิด 2 แหล่งที่ปล่อย คลื่นออกมามีความถี่ ความยาวคลื่น อัตราเร็ว และ แอมพลิจูดเท่ากัน และมีเฟสตรงกันและต่างกันคงที่
- 14. ถ้าแหล่งกาเนิด S1 และ S2 เป็นแหล่งกาเนิดคลื่น อาพันธ์มีเฟสตรงกัน แนวตรงกลางจะเป็นคลื่นรวมแบบ เสริมกัน เรียกว่า แนวปฏิบัพกลาง (A0) ถ้าแหล่งกาเนิด S1 และ S2 เป็นแหล่งกาเนิด คลื่นอาพันธ์มีเฟสตรงกันข้าม แนวตรงกลางจะเป็นแนว คลื่นรวมแบบหักล้างกัน เรียกว่า แนวบัพกลาง (N0)
- 15. การแทรกสอดแบบเสริมกัน เป็นการแทรกสอดซึ่งสันคลื่นทั้งสองมารวมกันหรือท้อง คลื่นมารวมกัน (เฟสตรงกันมาพบกัน) คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมี สันสูงกว่าเดิม หรือท้องคลื่นลึกกว่าเดิม เรียกตาแหน่งนั้นว่า ปฏิบัพ (Antinode , A)
- 16. การแทรกสอดแบบหักล้างกัน เป็นการแทรกสอดซึ่งสันคลื่นกับท้องคลื่นมา รวมกัน (เฟสตรงกันข้ามมาพบกัน) คลื่นลัพธ์จะมีสัน คลื่นต่ากว่าเดิม หรือท้องคลื่นตื้นกว่าเดิม เรียกตาแหน่ง นั้นว่า บัพ (Node , N)
- 17. เมื่อแหล่งกาเนิดมีเฟสตรงกัน แนวเสริมกัน (Antinode) l S1P - S2P l = (n - 𝟏 𝟐 ) d 𝐬𝐢𝐧 𝜽 = n 𝒅𝒙 𝑫 = n เมื่อ n = 0,1,2,…
- 18. แนวหักล้างกัน (Node) l S1P - S2P l = (n - 𝟏 𝟐 ) d 𝒔𝒊𝒏 𝜽 = (n - 𝟏 𝟐 ) 𝒅𝒙 𝑫 = (n - 𝟏 𝟐 ) เมื่อ n = 1,2,3,…
- 19.
- 20. สมบัติการเลี้ยวเบน การเลี้ยวเบนเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับ อีกบางส่วนที่สามารถผ่าน ไปได้จะสามารถแผ่จากขอบสิ่งกีดขวางเข้าไปที่ด้านหลังของ สิ่งกีดขวาง คล้ายกับคลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางนั้น ได้ เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การเลี้ยวเบน (คลื่นยังคง มีความยาวคลื่น ความถี่ และอัตราเร็วของคลื่นเท่าเดิม)
- 21.
- 22. หลักการเลี้ยวเบน 1. ในการเลี้ยวเบนของคลื่น ความยาวคลื่น ความถี่ และ อัตราเร็วยังคงเท่าเดิม 2. ถ้าเพิ่มความยาวคลื่นของคลื่นตกกระทบ จะเกิดการ เลี้ยวเบนมากขึ้น 3. การเคลื่อนที่ของคลื่นผ่านช่องเปิด จะเกิดการเลี้ยวเบน มากยิ่งขึ้นถ้าขนาดช่องเปิด (d) น้อยกว่าความยาวคลื่น ()