คลื่นกล

ส่ือการสอนวชิ าฟิ สิกส์

คลน่ื (Wave) นางสาววารนิ ทร์ ศรตี ะลาลยั กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ิทยาศาสตร์ โรงเรียนเบญจมราชทู ศิ จันทบุรี

คล่นื กล

ความหมายของคล่ืน นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่า คล่ืน คืออะไร ?

คล่ืน คอื ลกั ษณะของการถกู รบกวน ท่มี กี ารแผก่ ระจายเคลื่อนที่ออกไปในลักษณะของ การกวดั แกว่งหรอื กระเพ่ือม และมกั มีการส่งถา่ ย พลงั งานของคลน่ื ไปดว้ ย

คลนื่ เกดิ จากการสง่ ต่อพลงั งานของ อนภุ าคตัวกลาง จากอนุภาคหน่ึงไปยัง อนุภาคที่อยขู่ ้างเคยี ง ขณะเกิดคล่นื อนภุ าคตวั กลางจะสนั่ รอบ ตาแหน่งสมดลุ โดยไมเ่ คลอื่ นทีไ่ ปตามคลน่ื เรียกวา่ อนุภาคของตวั กลางมีการเคลื่อนท่ี แบบซมิ เปลิ ฮารม์ อนคิ









ชนดิ ของคลนื่ จาแนกตามตัวกลางทีใ่ ช้ ในการเคลื่อนท่ี ได้ 2 ประเภท 1. คล่ืนกล (Mechanical waves) 2. คล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้า (Electromagnetic waves)

หลักการจาคลื่นแม่เหลก็ ไฟฟา้ แกรมมา ไมโครเวฟ รงั สเี อกซ์ คลื่นวิทยุ แสง อนิ ฟราเรด

ชนิดของคลื่น จาแนกตามลกั ษณะการเกดิ จานวนลูกคล่ืน และ ความต่อเนือ่ งของคลื่น ออกไดเ้ ปน็ 2 ประเภท 1. คลืน่ ดล (Pulse wave) 2. คลนื่ ต่อเนือ่ ง (Continuous wave)

ชนิดของคล่ืน คล่นื ดล (Pulse wave) เกิดจากการส่ันของตัวกลางเพยี ง 1- 2 ครั้ง ทาให้เกดิ คลนื่ ชดุ สั้นๆ แพรก่ ระจายออกไป

ชนดิ ของคลน่ื คลืน่ ต่อเน่ือง (Continuous wave) เกดิ จากอนภุ าคตัวกลางถกู รบกวน อย่างตอ่ เนอื่ ง ทาให้เกิดคลน่ื ติดตอ่ กนั หลายลูก

ชนิดของคลนื่ คลืน่ จาแนกตามลักษณะการเคลอ่ื นท่ี ของอนุภาคตวั กลางท่ถี กู รบกวน และทิศ ทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ได้ 2 ประเภท * คล่ืนตามขวาง * คลนื่ ตามยาว

คลื่นตามขวาง (Transverse Waves) ทศิ การ ทศิ การเคลื่อนทข่ี องคล่ืน ส่ันของ ตัวกลาง อนุภาคของตัวกลางสัน่ ตั้งฉาก กบั ทศิ ทางการเคลื่อนท่ขี องคลน่ื

ตวั อย่างคลืน่ ตามขวาง คลืน่ ในเส้นเชอื ก

ตวั อย่างคลืน่ ตามขวาง คลื่นนา้

ในคล่นื น้า โมเลกุลของน้าจะเคลือ่ นที่ ในแนววงกลม ดงั ภาพทา้ ใหเ้ กดิ คลนื่ น้า เคลื่อนท่ไี ปข้างหนา้



คล่นื ตามยาว (Longitudinal Waves) ทิศการสั่น ทศิ การเคล่ือนทขี่ องคลื่น ของตวั กลาง อนุภาคตัวกลางส่ันทิศเดียวกบั ทศิ การเคลอ่ื นทข่ี องคลน่ื

ส่ วนอดั ขณะเกดิ คลื่นตสา่วมนยขายวาย อนุภาคของตวั กลางจะส่ัน ในทิศทางเดยี วกบั ทิศทางการเคลื่อนท่ขี องคล่ืน ช่วงทอี่ นุภาคตวั กลางเคลื่อนมารวมกนั แน่นมาก เรียกว่า ส่วนอดั ช่วงทอี่ นุภาคตวั กลางเคล่ือนกระจายตวั ออกห่าง จากกนั เรียกว่า ส่วนขยาย

ส่วนขยาย ส่วนอดั ส่วนขยาย ส่วนอดั สัน สัน ท้อง ท้อง

ตวั อยา่ งของคล่ืนตามยาว คล่นื เสยี ง คลื่นเสยี งจดั เป็นคลนื่ ความดนั (Pressure Wave)

คล่นื ตามยาวในลวดสปริง แสดง ส่วนอดั และ ส่วนขยาย

พวกกรณีพิเศษ เสียง : เปน็ คลนื่ ตามยาว อาศยั ตวั กลางในการเคล่อื นท่ี คลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟ้า : เปน็ คลน่ื ตามขวาง ไม่อาศัยตวั กลาง ในการเคล่อื นท่ี ประกอบดว้ ย สนามแม่เหลก็ จะตัง้ ฉากกบั สนามไฟฟ้าและทศิ การเคล่อื นที่



ภาพนีแ้ สดงคลื่นชนิดใด ? คล่ืนตามยาว คลื่นดล

นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่าน่ีคือคลื่นชนิดใด ? คล่ืนตามยาว ถูกต้องนะครับ !

นี่คือคล่ืนประเภทใดจ๊ะ ? ถูกต้องนะครับ !!! คล่ืนตามขวาง (Transverse waves)

นี่เป็ นคลื่นประเภทใด ? คลื่นตามยาวแบบต่อเนื่อง





สว่ นประกอบของคล่นื

สว่ นประกอบของคล่นื





ลกู รลบอูกอบบลทลอกูำลหใลหนูกึ่เง้ หกนดิ ึ่คงตลกนื่ ลผงใวิ นนน้ำ้ำและแสผน่ั ่อขอนึ้ กลไปงหเปล็ นำรยูป วงกลม เมอื่ เวลำผ่ำนไป 10 วนิ ำที คลนื่ น้ำแผ่ ออกไปไดร้ ศั มสี ูงสุดประมำณ 20 เมตร โดยมี ระยะระหวำ่ งสนั คลนื่ เทำ่ กบั 2 เมตร จำกขอ้ มูล ดงั กลำ่ ว ลูกบอลสน่ั ขนึ้ ลงดว้ ยควำมถปี่ ระมำณ เทำ่ ใด

การบอกตาแหน่งของการเคล่ือนท่แี บบคล่ืน





b เฟส (Phase) f a 90๐ c 270๐ e gระดบั ปกติ 0๐ 180๐ 360๐ เฟส ใชบ้ อกdต้าแหนง่ บนคล่นื ที่มี ลกั ษณะเปน็ รอบ บอกเปน็ มมุ โดยสมั พันธก์ ับ การกระจดั ของคลื่น

แสงสว่าง 90๐ 90๐ 90๐ 180๐ 03๐60๐ 0๐3601๐80๐ 0๐ 180๐ 360๐ 270๐ 270๐ 270๐ ตาแหน่งของคล่ืนเทยี บกบั ตาแหน่งของอนุภาคตัวกลาง

กาbรเปรียบเทยี บเฟสของfคลื่น a 90๐ c 270๐ e gระดบั ปกติ 0๐ 180๐ 360๐ จุดบนคลื่นทีม่ ที ิศเดยี วกนั มกี ารกdระจดั เท่ากนั เฟสตรงกัน Inphase เช่น a กับ e b กบั f c กับ g จุดที่หา่ งจากแนวระดบั เทา่ กนั แตม่ ีทศิ ตรงกนั ข้าม เฟสตรงกันขา้ ม Out of phase เชน่ a กบั c , b กับ d, c กบั e, d กบั f, e กับg

ไหนลองบอกสิ คล่ืนทใี่ หด้ ตู อ่ ไปน้ี เริ่มเคลอ่ื นทีด่ ้วยมุมเฟสที่เทา่ ไหร่ เร่ิมต้นดว้ ยมมุ เฟส 0 องศา เร่มิ ตน้ ด้วยมมุ เฟส 90 องศา เร่ิมต้นด้วยมุมเฟส 180 องศา เริม่ ตน้ ดว้ ยมมุ เฟส 270 องศา