Physics by Nantana: หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 คลื่น ชนิดของคลื่น

ชนิดของคลื่น

1. คลื่นจำแนกตามลักษณะการอาศัยตัวกลาง

1.1 คลื่นกล
คลื่นกลเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยอาศัยตัวกลางซึ่งอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้
โดยตัวกลางเกิดการสั่นทำให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้แก่ คลื่นเสียง คลื่นน้ำ คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น

ภาพที่ 1 คลื่นเสียง

ที่มา : http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html

ภาพที่ 2 คลื่นน้ำ

ที่มา : http://kruweerajit1.blogspot.com/

1.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่โดยไม่อาศัยตัวกลาง สามารถเคลื่อนที่ในสุญญากาศได้ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นโทรทัศน์ คลื่นไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด คลื่นแสงรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา

ภาพที่ 3 การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ที่มา : http://www.thaigoodview.com/node/129215

2. คลื่นจำแนกตามลักษณะการเคลื่อนที่

ถ้าแบ่งคลื่นตามลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคของตัวกลางที่ถูกรบกวนและทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถแบ่งคลื่นออก ได้เป็น 2 ชนิด คือ

2.1 คลื่นตามขวาง
คลื่นตามขวางเป็นคลื่นที่ส่งผ่านไปในตัวกลางแล้วทำให้อนุภาคในตัวกลางเคลื่อนที่ ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นผิวน้ำ คลื่นในเส้นเชือกคลื่นแสง เป็นต้น

ภาพที่ 4 คลื่นตามขวาง

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.

หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐาน ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6.2553. หน้า 52.

ภาพที่ 5 คลื่นตามขวาง กรณีคลื่นในเส้นเชือก

ที่มา : http://www.rsu.ac.th/science/physics/pom/preya_website/index.html

จากรูปเป็นคลื่นในเส้นเชือกที่เกิดจากการสะบัดที่ปลายเชือก อนุภาคในเส้นเชือก จะสั่นขึ้นลงรอบตำแหน่งสมดุลซึ่งจะตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น

ภาพที่ 6 คลื่นตามขวาง กรณีคลื่นน้ำ

ที่มา : http://wasphysicsmath.blogspot.com/2012/03/blog-post_09.html

2.2 คลื่นตามยาว
คลื่นตามยาวเป็นคลื่นที่ส่งผ่านไปในตัวกลางแล้วทำให้อนุภาคในตัวกลางเคลื่อนที่ ตามแนวขนานกับ ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง, คลื่นในสปริง เป็นต้น

ภาพที่ 7 คลื่นตามยาว

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.

หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐาน ฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6. 2553. หน้า 52.

ภาพที่ 8 คลื่นตามยาว กรณีคลื่นในสปริง

ที่มา : http://w3.shorecrest.org/~Lisa_Peck/Physics/syllabus/soundlight/

ch26sound/ch26sound_images/ch26_images.html

เสียงเกิดขึ้น เมื่อวัตถุหรือแหล่งกำเนิดเสียง มีการสั่นสะเทือน ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบกล่าวคือโมเลกุลของอากาศเหล่านั้นจะเคลื่อนที่จากตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียงไปชนกับโมเลกุลของอากาศที่อยู่ถัดออกไป จะเกิดการถ่ายโอนโมเมนตัมจากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ไปให้กับโมเลกุลของอากาศ ที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันจะแยกออกจากกันโดยโมเลกุลของอากาศที่เคลื่อนที่มาชนจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฏิกิริยา และโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงาน ก็จะเคลื่อนที่ต่อไปและไปชนกับโมเลกุลของอากาศที่อยู่ถัดไป เป็นดังนี้ไปเรื่อยๆ จนเคลื่อนที่ไปถึงหู เกิดการได้ยินขึ้น

ภาพที่ 9 คลื่นตามยาว กรณีคลื่นเสียง

ที่มา : http://www.mediacollege.com/audio/01/sound-waves.html

3. คลื่นจำแนกตามลักษณะการเกิดคลื่น

3.1 คลื่นดล(Pulse wave)
คลื่นดลเป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือรบกวนตัวกลางเป็นช่วงเวลาสั้นๆเพียงครั้งเดียวหรือ 2 ครั้ง ทำให้เกิดคลื่นเพียง 1 หรือ 2 ลูกคลื่นเท่านั้น เช่น การโยนก้อนหินก้อนเดียวลงในน้ำ จะพบว่าคลื่นดลเพียงกลุ่มหนึ่งกระจายออกไปโดยรอบๆ การนิ้วจุ่มที่ผิวน้ำเพียงครั้งหรือ 2 ครั้ง คลื่นดลอาจมีลักษณะกระจายออกจากแหล่งกำเนิดเป็นแนวตรงหรือเป็นวงกลมก็ได้ แล้วแต่แหล่งกำเนิดที่ทำให้เกิดคลื่น

ภาพที่ 10 คลื่นดล

ที่มา : http://www.tutorvista.com/content/physics/physics-iii/waves/waves-formation.php

3.2 คลื่นต่อเนื่อง(Continuous wave)
คลื่นต่อเนื่องเป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือรบกวนตัวกลางอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคลื่นแผ่ออกไปเป็นขบวนอย่างต่อเนื่อง เช่นการเกิดคลื่นผิวน้ำเนื่องจากแหล่งกำเนิดติดกับมอเตอร์ หรือการสะบัดเชือกอย่างต่อเนื่อง