WAVE 1

10/12/55 เอกสารประกอบการสอน 407-11-15 หลักฟสิ ิกส์ (Principles of Physics) กลมุ่ เรยี น CSS15541N ปกี ารศกึ ษา 2/2555 บทที่ 8 คลืน่ และคลนื่ เสยี ง อาจารย์ผสู้ อน: ดร. พนิดา หล่อวงศ์ตระกลู ตดิ ตอ่ ทาง email: [email protected] ห้องทาํ งาน: อาคาร 17 ช้ัน 3 โทร: 081-645-3095 เอกสารอา้ งอิง • R.A.Serway,Jewett, Physics for scientist and engineers, 6th Ed., Brook/Cole, Singapore, 2004. • เว็ปไซตต์ า่ งๆ เชน่ http://www.rmutphysics.com/ http://kruweerajit1.blogspot.com/ http://thegeniusphysics.blogspot.com/ http://science.sut.ac.th/physics/ 1

10/12/55 ชนิดของคล่ืน เราแบง่ คลน่ื ออกเปน็ 2 ชนิด ตามลกั ษณะการเคล่ือนทขี่ อง อนภุ าคตวั กลางขณะคลนื่ เคลอ่ื นทผี่ า่ น 1.คลน่ื ตามยาว 2.คลื่นตามขวาง หรือพจิ ารณาลกั ษณะของการทําให้เกิดคลน่ื แบง่ ได้ 2 ลักษณะ 1.คลื่นดล เกดิ จากการสนั่ ของแหล่งกาํ เนิดในช่วงเวลาสน้ั ๆ 2.คลน่ื ต่อเนื่อง แหลง่ กําเนิดมกี ารสั่นอยา่ งต่อเนอื่ ง http://etorgerson.wordpress.com/2011/04/12/mechanical‐waves‐day‐2/ ชนิดของคลืน่ 1. คลน่ื ตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คล่นื ที่ทําให้อนภุ าคของ ตวั กลางสน่ั ในทศิ ทางเดยี วกนั กบั ทศิ ทางการเคลอ่ื นของคลน่ื เชน่ คลนื่ เสียง, คลืน่ ในสปริง เป็ นต้น 2

10/12/55 ชนิดของคล่ืน 2. คลน่ื ตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลน่ื ท่ีทําให้อนภุ าคของ ตวั กลางสนั่ ในทิศทางตงั้ ฉากกบั ทิศทางการเคลอ่ื นของคลนื่ เชน่ คลนื่ นํา้ , คล่ืนในเส้นเชือก เป็ นต้น เป็ นต้น ส่วนประกอบคลืน่ ความยาวคล่ืน (): ความยาวของคล่ืน 1 คลื่น เปน็ ระยะทางทวี่ ัดระหวา่ งจดุ สองจดุ ทส่ี ้ัน ทีส่ ุดบนคลื่นทเ่ี ฟสตรงกัน ในระบบ SI มีหนว่ ยเป็นเมตร (m) อมั ปลิจดู (A): การกระจัดสงู สุดของการส่ันของอนุภาคจากระดบั ปกติ ในระบบ SI มีหนว่ ย เป็นเมตร (m) มุมเฟส (): มุมที่ใชก้ ําหนดตําแหน่งบนคลน่ื ขณะทีเ่ คลอื่ นที่ ในระบบ SI มีหนว่ ยเป็น เรเดียน (Radian ; rad) 3

10/12/55 ส่วนประกอบคล่นื ความถ่ี (f ): จาํ นวนคลน่ื ท่ีเคลอื่ นทผี่ ่านจุดใด ๆ ในหนงึ่ หนว่ ยเวลา ในระบบ SI มีหน่วย เป็น วินาที-1(s-1) หรือ เฮริ ท์ ซ์ (Hz) คาบการเคล่ือนที่ (T): เวลาที่คล่ืน 1 คลน่ื เคลื่อนทีผ่ า่ นจดุ ใด ๆ ในระบบ SI มีหน่วย เป็นวินาที (s) อัตราเร็วของคลื่น (v) ระยะทางทค่ี ล่นื เคลือ่ นท่ีไดใ้ นหนึ่งหน่วยเวลาและเนือ่ งจาก ขณะทีค่ ล่ืนเคล่อื นทไ่ี ปด้วย อัตราเรว็ คา่ หนึ่ง เฟสของคลื่นก็เคลอ่ื นทไ่ี ปด้วยอัตราเร็ว เทา่ กนั ดงั น้นั ในบางครงั้ จงึ เรียกวา่ อตั ราเรว็ เฟส ( Phase Speed) ของคลื่น ใน ระบบ SI มีหน่วยเปน็ เมตรต่อวินาที (ms-1) ความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง ความถ่ี (f), คาบ(T), ความยาวคลน่ื (), อัตราเร็วเรว็ (v) • ความสมั พนั ธข์ องคาบ (T) และความถ่ีคลืน่ (f) T1 f • ความสมั พนั ธข์ องความถ่ี (f), ความยาวคล่นื () และ อตั ราเรว็ เร็ว (v) v  f 4

10/12/55 ต.ย. คลนื่ ต่อเนื่องขบวนหนึ่งมีความถี่ 90 Hz ขณะเวลาหนงึ่ มีลักษณะดังรูป ถ้าแกน x และแกน y แทนระยะทางในหน่วยเซนติเมตร จงหาอมั ปลิจดู ความยาวคลื่น คาบ อัตราเรว็ คลน่ื ตามลาํ ดบั เฟสของคล่ืน เฟสของคลื่นเป็นการบอกตาํ แหนง่ ต่างๆ บนคลืน่ โดยบอกเป็นมมุ ในหนว่ ย องศาหรอื เรเดยี น โดยตําแหน่งของคลน่ื ท่เี คลอ่ื นทคี่ รบ 1 รอบ สมั พนั ธก์ ับการเคลื่อนท่เี ป็น วงกลมครบ 1 รอบเช่นกนั 5

10/12/55 สมบตั ิของคลืน่ แบ่งสมบัติของคล่ืนกล เป็น 4 ประการ ได้แก่ • การสะทอ้ น • การหักเห • การเล้ียวเบน • การแทรกสอด สมบตั ขิ องคลื่น การสะท้อน เกดิ จากการท่ีคล่นื เคล่ือนทก่ี ระทบตวั กลางใหม่แล้วมกี าร เคลอื่ นที่กลบั มายงั ตวั กลางเดิม กฎการสะท้อน รังสีตกกระทบ เสน้ ปกติ รงั สสี ะทอ้ น ตอ้ งอย่ใู นระนาบ เดียวกนั โดย มุมตกกระทบ (i) = มมุ สะท้อน (r) 6

10/12/55 สมบัตขิ องคลน่ื การหกั เหของคลนื่ เกิดเมอ่ื คลนื่ มีการเคลอื่ นทผี่ า่ นเขา้ ไปยังตัวกลางใหม่ โดยทําให้ ความเรว็ ความยาวคลนื่ และทศิ ทางการเคลอ่ื นทีเ่ ปลย่ี นไป จากเดิม แตค่ วามถยี่ งั คงเทา่ เดมิ คลน่ื เดนิ ทางจากตวั กลางโปรง่ ไปยังตัวกลางท่ีทึบกวา่ คลน่ื เดินทางจากตัวกลางทึบไปยงั ตวั กลางที่โปร่งกวา่ สมบัตขิ องคล่ืน การหักเหของคลื่นเป็นไปตาม “กฎของสเนลล์” พิจารณาคลนื่ เคลอื่ นท่ีจากตัวกลางท่ี 1 ไปตวั กลางที่ 2 จะได้ความสมั พนั ธ์ตาม กฎของสเนลล์ ดังนี้ sin1  1  v1  n2 sin2 2 v2 n1 โดย ดชั นีหกั เหของตวั กลางใดๆ (n) คอื อัตราสว่ นระหว่างความเร็วของแสงในสญุ ญากาศ (c) ต่อความเร็วของแสงในตัวกลางใดๆ (v) n c (โดย c = 3 x 108 m/s) v 7

10/12/55 สมบตั ขิ องคล่นื มมุ วกิ ฤติ (c) : มมุ ตกกระทบที่ทาํ ใหเ้ กดิ มมุ หักเหมีคา่ เป็น 90 องศา นน่ั คือ ssinin90co1 1  v1  n2 2 v2 n1 จะได้ c  sin1  1   sin1  v1   sin1  n2  2 v2 n1 ต.ย. คล่ืนผิวนา้ํ มีความถี่ 12 Hz เคลอ่ื นท่ีจากบรเิ วณนํ้าลึกสู่บริเวณนํา้ ต้ืน ด้วยความเร็ว 0.18 m/s โดยหน้าคลืน่ ตกกระทบทํามุม 45 องศา กบั เสน้ รอยต่อนาํ้ ลกึ กบั น้าํ ตื้น ก. เมอ่ื คลืน่ เคล่ือนที่ผา่ นเสน้ รอยตอ่ นาํ้ ลึกกับนาํ้ ต้ืน มุมหักเหเปน็ เท่าใด กาํ หนดความยาวคล่ืนในนาํ้ ตืน้ เท่ากบั 1 ซ.ม. ข. ความถ่ขี องคลน่ื ในนา้ํ ตื้นเทา่ กับทเ่ี ฮริ ตซ์ 8

10/12/55 สมบัตขิ องคลน่ื การแทรกสอดของคลนื่ เกดิ จากการซอ้ นทบั ของคลน่ื ตอ่ เนอ่ื งมากกวา่ 1 ขบวนเคลื่อนทม่ี าพบกนั แสดงการแทรกสอดของแหล่งกําเนดิ อาพันธ์ ริ้วของการแทรกสอด เกิดจากการรวมกนั ของคล่ืน มี 2 ลกั ษณะ คอื (การรวมตัวท่ีเกิดจากคลนื่ ท่ีมีความถเี่ ทา่ กนั ) 1.ตําแหนง่ ที่เกิดการรวมแบบเสรมิ กัน จะมี ค่าแอมพลิจดู มาก เรียกตาํ แหน่งน้วี า่ ปฏิบัพ (Antinode : A) 2.ตําแหน่งที่เกดิ การรวมแบบหักล้างกันจะมี ค่าแอมพลิจูดนอ้ ยเกือบเป็นศูนย์ เรยี ก ตําแหน่งนี้วา่ บัพ(node : N) http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html สมบตั ขิ องคลืน่ การแทรกสอดของคล่นื น้ําทเี่ กิดจากแหล่งกําเนิดอาพนั ธ์ 2 แหล่ง คือ S1 และ S2 http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html 9

10/12/55 สมบตั ขิ องคล่ืน การเลย้ี วเบนของคล่ืน (diffraction) เกิดเม่อื คล่นื จากแหล่งกําเนิดเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางทม่ี ี ลักษณะเป็นขอบหรือช่อง คลนื่ สว่ นท่ีกระทบสิ่งกดี ขวางจะสะท้อนกลับมา คลนื่ บางสว่ นทีผ่ ่านไปไดท้ ี่ ขอบหรือช่องเปดิ จะสามารถแผจ่ ากขอบของสงิ่ กีดขวางเขา้ ไปทางด้านหลงั ของส่ิงกีดขวางนั้น คลา้ ยกับ คลื่นเคลื่อนที่ออ้ มผ่านสงิ่ กดี ขวาง คุณสมบัติของคลืน่ เชน่ ความยาวคล่นื ความถี่ และความเร็วยังคงมีขนาดเทา่ เดิม หลกั ของฮอยเกนส์ : ทุกๆจดุ บนหนา้ คลื่นถอื เป็นตน้ กาํ เนดิ คลืน่ ใหม่ได้ http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html คลื่นเสียง ธรรมชาติของเสียง พลังงานเสยี งจากต้นกาํ เนิดเสยี ง เมื่อแผม่ าถึงผู้ฟงั โดยอาศยั การถา่ ยโอนพลังงานการสนั่ จากตัวกําเนิดเสยี งผา่ นอากาศมายงั หผู ูฟ้ งั แต่ถา้ ไม่มีอากาศเป็นตัวกลางรับถา่ ยโอน พลงั งาน เราจะ ไมไ่ ดย้ นิ เสียงเลย แสดงว่า เสียงจากแหล่งกาํ เนิดเสยี งตอ้ งอาศยั ตวั กลางในการถ่ายโอนพลังงาน การสน่ั ของแหลง่ กําเนิดเสียงนั้นไปยังทต่ี า่ ง ๆ สนุ ัขจิ้งจอกหูค้างคาว (Bat-eared fox) มีหทู ่มี คี วามไวตอ่ เสียงเพยี ง เล็กนอ้ ยได้ 10

10/12/55 คล่ืนเสยี ง ลกั ษณะการเคล่อื นทขี่ องโมเลกุลอากาศจะอยใู่ นรูปของคล่นื ตามยาว ลกั ษณะของคล่ืนเสียง ประกอบด้วย 2 สว่ นคอื สว่ นอัด และสว่ นขยาย อัด ขยาย http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html http://www.mediacollege.com/audio/01/sound‐waves.html การเคลื่อนที่ของเสยี งผ่านตวั กลาง การเคลื่อนท่ีของเสยี งผ่านตัวกลางหนงึ่ ไปยังอกี ตัวกลางหนง่ึ ความถ่จี ะมีค่าคงท่ี โดยความเรว็ ของ คลืน่ เสยี งจะขนึ้ อยกู่ บั ชนดิ ของตวั กลางและอุณหภูมิ ตารางแสดงอตั ราเรว็ เสยี งในตัวกลางตา่ งๆ ท่อี ุณหภูมิตา่ งๆ อตั ราเร็วเสียงในอากาศทอ่ี ุณหภมู ิใดๆ เปน็ ไปตามความสัมพันธ์ ดงั น้ี vt  331  0.6t vt อตั ราเร็วเสยี งในอากาศทอี่ ณุ หภูมิ t ใดๆ (m/s) t อณุ หภมู ขิ องอากาศ (องศาเซลเซียส, oC) 11

10/12/55 ต.ย. คนงานซ่อมรางรถไฟเคาะรางรถไฟ ปรากฏวา่ ผ้ทู ี่อยูห่ ่างออกไประยะหนึง่ ได้ ยนิ เสยี งเมื่อเวลาผ่านไป 2 วนิ าที ถ้าผูฟ้ งั แนบหูกบั ทางรถไฟ เขาจะได้ยินเสียง ก่อนหรอื หลังกวา่ นเ้ี ทา่ ใด และเขายืนหา่ งจากคนงานรถไฟเปน็ ระยะทางเท่าใด กําหนดให้ อณุ หภมู ขิ ณะนั้นเท่ากับ 15 oC และอัตราเร็วของเสยี งในเหลก็ 5130 m/s สมบัตขิ องเสียง การสะท้อนของเสียง เปน็ สมบัตทิ ่สี าํ คัญขอเสยี ง เม่อื เสยี งเคล่อื นทกี่ ระทบ ส่ิงกดี ขวางจะเกดิ การสะทอ้ นกลับมา ทาํ ใหไ้ ด้ยนิ เสียงอีกครงั้ หนง่ึ ปกติเสยี งทผี่ ่านไปยงั สมองจะตดิ ประสาทหปู ระมาณ 1/10 วินาที ดงั นนั้ เสยี งทสี่ ะท้อนกลบั มาสหู่ ชู า้ กวา่ เสียงท่ตี ะโกนออกไปเกิน 1/10 วนิ าที หจู ะสามารถแยกเสยี งตะโกนและเสยี งสะท้อนกลับมาได้ เรยี กวา่ “การ เกิด echo” 12

10/12/55 ต.ย. เร้ือลําหนงึ่ จอดอยใู่ นหมเู่ กาะที่มีหนา้ ผาสงู เมอ่ื เปดิ หวูดคน ในเรอ่ื ไดย้ นิ เสียงภายหลงั เปดิ หวดู 1 นาที ถามวา่ เร่อื ห่างจากหน้า ผากี่เมตร (ถ้าอัตราเร็วเสียงเท่ากบั 335 m/s) สมบตั ิของเสียง การหักเหของเสยี ง เมอ่ื คลืน่ เสยี งเคลอ่ื นทจี่ ากตวั กลางหนงึ่ ไปยงั อกี ตวั กลาง หน่งึ จะเกิดการหักเห เชน่ ปรากฏการณ์การเหน็ ฟ้าแลบแตไ่ มไ่ ด้ยินเสียงฟา้ รอ้ ง ทง้ั นเ้ี นอ่ื งจากชน้ั บรรยากาศมอี ณุ หภูมิไมเ่ ทา่ กัน อตั ราเร็วของเสียงในที่ สงู ๆ (อณุ หภมู ติ าํ่ ) จะมีอตั ราเรว็ ที่นอ้ ยกวา่ บริเวณใกล้ผิวโลก (อุณหภมู ิสงู ) ทําให้เกดิ การหักเหของเสียงฟา้ รอ้ งขึ้นไปในอากาศตอนบน ถ้าเสยี งเกิดการ หักเหกลบั ข้นึ ไปหมด จงึ ทาํ ให้ เราเห็นฟา้ แลบแตไ่ มไ่ ดย้ นิ เสยี งฟา้ ร้องนน่ั เอง การเล้ียวเบนของเสยี ง เสยี งอาจเกดิ การเลยี้ วเบนหากตกกระทบช่องหรอื สิง่ กีด ขวางบางส่วน เชน่ การได้ยินเสยี งทม่ี ุมตึก 13

10/12/55 คลื่นนิ่ง เปน็ ปรากฏการณแ์ ทรกสอดที่เกิดจากการซ้อนทับระหวา่ งคลน่ื สองขบวน ซงึ่ เคล่ือนทส่ี วนทางกางกนั โดยคลื่นทง้ั สอง ความถี่ ความยาวคลน่ื และอัมปลิจูดของคลน่ื เทา่ กนั การได้ยนิ กําลงั เสยี ง (P) คอื ปรมิ าณพลงั งานเสียงท่สี ง่ ออกมาจากแหลง่ กาํ เนิดใน หนง่ึ หน่วยเวลา หนว่ ย จลู ต่อวินาที (J/s) หรอื วตั ต์ (W) การทค่ี นเราได้ยินเสียงดังหรอื ค่อยขน้ึ กับการถ่ายโอนพลังงานเสยี งนนี้ ่ันเอง ความเข้มเสยี ง (I) คอื กําลงั เสยี งท่ีแหลง่ กาํ เนิดเสียงแผ่ออกไปต่อหน่งึ หน่วยพน้ื ทข่ี องหนา้ คลนื่ ทรงกลม I  P หนว่ ย W/m2 4R2 หูของมนษุ ยส์ ามารถตอบสนองตอ่ ความเข้มเสียงตาํ่ สุดได้ 10-12 W/m2 หูของมนุษยส์ ามารถทนต่อความเขม้ เสยี งสงู สุดได้ 1 W/m2 14

10/12/55 ต.ย. เครือ่ งยนตเ์ ครอ่ื งหน่งึ มีกําลังเสียง 100 วตั ต์ ความเข้มเสยี งทร่ี ะยะหา่ ง 10 เมตรมคี า่ เป็นเทา่ ใด การได้ยิน ระดบั ความเขม้ เสียง (L): การบอกความดังของเสยี งนยิ มบอกในรปู ของ ระดบั ความเขม้ เสียง ในหนว่ ย เดซิเบล (dB) ระดบั ความเข้มเสียงค่อยสุดทีม่ นุษย์สามารถได้ยนิ คือ 0 dB ระดบั ความเขม้ เสยี งมากสดุ ที่มนุษยส์ ามารถทนฟังไดแ้ ละเปน็ อันตราย คือ 120 dB ความสมั พันธร์ ะหวา่ งความเขม้ เสียง (I) และระดับความเขม้ เสียง (L) L  10log I  Io Io ความเขม้ เสยี งต่าํ สุดท่ีมนษุ ย์สามารถไดย้ ิน = 10-12 W/m2 15

10/12/55 ต.ย. เสียงที่มคี วามเข้ม 10-5 W/m2 จะมรี ะดับความเข้ม เสยี งเท่าใด ช่วงความถี่ของแหลง่ กําเนดิ และชว่ งความถเี่ สยี งที่มนษุ ย-์ สตั วไ์ ด้ยิน 16

10/12/55 ระดับเสียง เสียงอาจจะแบง่ ระดับเสียงตามความถ่ี เสียงที่มีความถี่น้อย ---> เสียงทุ้ม เสยี งทม่ี คี วามถ่ีสงู ---> เสียงแหลม การแบ่งระดับเสียงดนตรที างวิทยาศาสตร์ คุณภาพเสียง ลักษณะของคลน่ื เสียงทแ่ี ตกตา่ งกนั สาํ หรบั แตล่ ะแหล่งกําเนิดที่ต่างกนั ซงึ่ จะ ให้เสยี งทีม่ ลี กั ษณะเฉพาะตวั ที่ต่างกนั มคี วามถี่มูลฐานและฮาร์มอนิกตา่ ง ๆ ออกมา พรอ้ มกนั เสมอ แต่จาํ นวนฮาร์มอนิกและความเขม้ เสยี งจะแตกต่างกันไป คุณภาพ เสยี ง ชว่ ยใหเ้ ราสามารถแยกประเภทของแหล่งกําเนิดเสยี งได้ 17

10/12/55 มลภาวะของเสยี ง บรเิ วณใดทมี่ รี ะดบั ความเขม้ เสยี งที่ทาํ ให้หูและสภาวะจิตใจของผฟู้ งั ผดิ ปกติ ถอื วา่ เสยี งในบรเิ วณนนั้ เป็น “มลภาวะของเสยี ง” กระทรวงมหาดไทยไดก้ าํ หนดมาตรฐานความเข้มเสยี งของสถานประกอบการไวด้ ังน้ี หูกับการไดย้ นิ หู แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ หูช้ันนอก หชู ้นั กลาง และหูชน้ั ใน ดงั รปู คล่ืนเสยี งเปน็ ส่ิงเรา้ เมื่อคลืน่ เสียงผ่านเข้าสูช่ ่องหู ส่วนนอก (External auditory canal) ไปสหู่ ู ส่วนกลาง (middle ear) ซึ่งมเี ย่ือแก้วหู (lympanic membrane) คล่นื เสยี งทําใหอ้ ากาศ ส่ันสะเทอื นส่งผลให้เย่ือแกว้ หสู น่ั กระทบกบั กระดกู หรู ปู ค้อน กระดูกรูปท่ังและกระดกู รูปโกลน ทาํ ให้เกิดการสัน่ สะเทอื นไปยังของเหลว Perilymph และของเหลว Endolymph ในหู สว่ นใน ซงึ่ คล่ืนของเหลวนจี้ ะไปกระตุ้นเซลลร์ ับ เสียงสง่ ต่อไปยังประสาทรับเสียง (auditory nerve) ส่งไปยงั ศนู ยก์ ลางรบั เสยี งในสมอง ซง่ึ แปลความรสู้ กึ เปน็ เสียงต่างๆ 18

10/12/55 ปรากฏการณข์ องเสยี ง ปรากฏการณบ์ ตี ส์ (Beat) • เปน็ ปรากฏการณ์จากการแทรกสอดของคลนื่ เสียง 2 ขบวนท่มี ี ความถ่ตี า่ งกันเล็กนอ้ ยและเคล่ือนท่อี ยู่ในแนวเดียวกนั เกิดการรวม คลนื่ เปน็ คลื่นเดียวกนั ทาํ ใหแ้ อมพลจิ ูดเปลยี่ นไป เปน็ ผลทาํ ใหเ้ กดิ เสยี งดงั คอ่ ยสลบั กันไปด้วยความถ่ีคา่ หนง่ึ • ความถข่ี องบตี ส์ หมายถงึ เสยี งดงั เสียงคอ่ ยทเ่ี กดิ ข้นึ สลบั กันในหนง่ึ หนว่ ยเวลา เชน่ ความถขี่ องบีตส์เท่ากบั 10 รอบต่อวินาที หมายความว่าใน 1 วินาทเี สยี งดงั 10 ครงั้ และเสียงคอ่ ย 10 ครง้ั ความถ่บี ตี ส์ (fB) = f =  f1 – f2  ปรากฏการณ์บตี ส์ (Beat) คลื่นขบวนท่ี 1 f1= 296 Hz คลื่นขบวนท่ี 2 f1= 310 Hz ผลรวมของคลื่น 2 ขบวน ความถี่บีตส์ (fB) = f =  f1 – f2 =  296 – 310 = 4 Hz 19

10/12/55 การกาํ ทอน (Resonance) เปน็ ปรากฏการณท์ ่มี แี รงไปกระทาํ ใหว้ ตั ถสุ ่นั หรือแกว่ง โดยความถี่ของแรง กระทาํ (ความถก่ี ระตนุ้ )ไปเทา่ กับความถธี่ รรมชาตขิ องวตั ถุ จะทําให้วัตถุ น้นั ส่นั ดว้ ยแอมปลิจูดท่มี ากท่ีสดุ เรยี กปรากฏการณน์ ีว้ า่ การส่นั พ้อง หรือ การกาํ ทอน (resonance) วีดิโอคลปิ - สะพานทาโคมาแนโรว์ ในอเมรกิ า พงั ทลายลงเนอ่ื งจากลม ท่ีพดั มากระทบกบั สะพาน มี ความถ่ีเทา่ กับความถี่ธรรมชาติของ การสั่นของสะพาน จึงทําให้สะพาน แกว่งแรงขน้ึ จนพงั ในทีส่ ุด http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html ปรากฏการณด์ อปเพลอร์ (The Doppler Effect) เป็นปรากฏการณท์ เี่ กดิ จากการรบั คลืน่ ของผฟู้ งั หรอื ผสู้ งั เกต อัน เน่อื งมาจากการเคล่อื นท่ีสัมพทั ธก์ นั ของแหลง่ กาํ เนิดคลนื่ หรอื การ เคลือ่ นท่ขี องผฟู้ งั “ความเรว็ สมั พัทธร์ ะหวา่ งผ้ฟู งั กับแหลง่ กาํ เนดิ ไม่ เทา่ กบั ศนู ย”์ ลกั ษณะของคลน่ื เสียงเมือ่ แหลง่ กาํ เนดิ หยุดนิง่ ลักษณะของคล่ืนเสียงเมอ่ื แหล่งกาํ เนดิ เคลอ่ื นท่ี 20

10/12/55 ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) ความยาวคลน่ื มาก ความยาวคลน่ื น้อย ความถ่ีตา่ํ ความถ่ีสูง คลนื่ กระแทก (Shock wave) เกดิ ขึ้นเมือ่ แหลง่ กาํ เนิดคลน่ื เคล่อื นทเี่ รว็ กว่าอัตราเรว็ คลนื่ ในตวั กลางนน้ั เชน่ คลื่นกระแทกของคลนื่ ท่ผี วิ นา้ํ ขณะทเี่ รอื กาํ ลงั วิ่ง หรอื คล่นื เสียงกเ็ กดิ ขึน้ เม่อื เคร่อื งบินบนิ เร็วกวา่ อตั ราเรว็ ของเสียง ในอากาศ โดยแนวหนา้ คลนื่ ท่ถี ูกอดั มลี ักษณะเปน็ รปู ตวั V (V-shape) เครอ่ื งบิน F-18 บนิ ทะลุกาํ แพงเสียง ( A Sonic Boom ) 21

10/12/55 จบบทท่ี 8 อยา่ ลืมหัดทําแบบฝกึ หดั นะคะ ดร. พนิดา หล่อวงศต์ ระกูล [email protected] 22