คลื่นกล

คลืน่ ตวั ชีว้ ัด • สร้างแบบจาลองท่อี ธบิ ายการเกิดคล่ืน และบรรยายสว่ นประกอบของคลน่ื • อธบิ ายคลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟ้าและสเปกตรมั คล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าจากข้อมลู ท่ีรวบรวมได้ • ตระหนกั ถึงประโยชน์และอนั ตรายจากคล่ืนแมเ่ หล็กไฟฟ้า โดยนาเสนอการใชป้ ระโยชนใ์ นดา้ นตา่ ง ๆ และอันตรายจากคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ในชวี ิตประจาวนั

คล่ืนกล • เป็ นคลื่นทต่ี ้องอาศัยตวั กลางในการถ่ายโอนพลงั งาน เช่น คล่ืนในเส้นเชือก คล่ืนในลวดสปริง คล่ืนนา้ คลื่นเสียง เมื่อ พจิ ารณาจากลกั ษณะการเคลื่อนทข่ี องอนุภาคของตวั กลางขณะคล่ืนกลเคล่ือนทผี่ ่าน สามารถแบ่งเป็ น 2 ชนดิ ดงั นี้ 1 คล่ืนตามยาว 2 คล่ืนตามขวาง (longitudinal wave) (transverse wave) เป็นคลื่นท่ีอนุภาคของตวั กลางเคลื่อนท่ีในแนวเดียว เป็นคลื่นที่อนุภาคของตวั กลางเคล่ือนที่ในแนวต้งั ฉากกบั การเคล่ือนที่ กบั การเคลื่อนท่ีของคล่ืน เช่น คล่ืนเสียง ของคล่ืน หรือสนั่ ในทิศต้งั ฉากกบั ทิศของความเร็วของคลื่น คล่ืนท่ีเกิดจากการอดั และขยายของสปริง เช่น คล่ืนในเส้นเชือก คลื่นที่เกิดจากการสะบดั ปลายของขดลวดสปริง

สว่ นประกอบของคลนื่ ความยาวคล่ืน สันคลื่น crest (wavelength; ������) ตาแหน่งสูงสุดของคลื่น ความยาว 1 ลูกคล่ืน แอมพลจิ ูด amplitude; A มีค่าเทา่ กบั ระยะห่างจากสนั คลื่น ท่ีอยตู่ ิดกนั หรือระยะห่างจาก ระยะการกระจดั สูงสุดจาก แนวสมดุล ทอ้ งคลื่นหน่ึงถึงทอ้ งคล่ืน ที่อยตู่ ิดกนั ท้องคลื่น trough มีหน่วยเป็ น เมตร (m) ตาแหน่งต่าสุดของคลื่น ความถี่ (frequency; f) คาบ (period; T) จานวนลูกคล่ืนที่เกิดข้ึน หรือแผอ่ อกไปจากแหล่งกาเนิด ช่วงเวลาที่อนุภาคของตวั กลางสนั่ ครบ 1 รอบ ในเวลา 1 วินาที หรื อเป็ นช่วงเวลาท่ีคลื่นเคล่ือนท่ีไปเป็ นระยะทางเท่ากบั มีหน่วยเป็ น รอบต่อวินาที (s−1) หรือเฮิรตซ์ (Hz) 1 ความยาวคลื่น มีหน่วยเป็ น วินาที (s)

อตั ราเร็วของคล่ืน ถ้าคลื่นมคี าบเป็ น T วนิ าที และมคี วามถ่ีเป็ น f เฮิรตซ์ สามารถเขยี นความสัมพนั ธ์ดงั สมการ 1 หรือ 1 T= f f= T เมื่อเวลาผ่านไปเท่ากบั 1 คาบของคลื่น ระยะทางทคี่ ลื่นเคล่ือนทไ่ี ปมคี ่าเท่ากบั 1 ความยาวคล่ืน โดยทอ่ี ตั ราเร็วมคี ่าเท่ากบั ระยะทางต่อหน่วยเวลา สามารถคานวณอตั ราเร็วของคล่ืน (v) ได้จากสมการ v = fλ