คลื่น

วทิ ยาศาสตร์พนื้ ฐาน 1

หน่วยการเรียนรู้ท่ี 3 คล่ืน

โรงเรียนเซนโยเซฟนครสวรรค์

ฟิ สกิ สพ์ น้ื ฐาน (Basic Physics)

 ผงั มโนทศั นส์ าระการเรยี นรฟู้ ิ สกิ สพ์ น้ื ฐาน

แรงนวิ เคลยี รแ์ ละแรงยดึ เหนย่ี ว ปรมิ าณทเ่ี กยี่ วกบั การเคลอื่ นท่ี
ระหวา่ งอนภุ าค การเคลอ่ื นทแ่ี นวตรง
การเคลอื่ นทแ่ี บบโพรเจกไทล์
กมั มนั ตภาพรงั สี การเคลอ่ื นทแี่ บบวงกลม
การเคลอ่ื นทแี่ บบฮารม์ อนกิ อยา่ งงา่ ย
ฟิ ชชนั และฟิ วชนั แรงและ การเคลอ่ื นทขี่ องอนภุ าคในสนาม
โนม้ ถว่ งสนามแมเ่ หล็กและสนามไฟฟ้ า
ผลของกมั มนั ตภาพรงั สี การเคลอื่ นท่ี
ตอ่ ชวี ติ และสง่ิ แวดลอ้ ม

ปฏกิ ริ ยิ านวิ เคลยี ร์
และกมั มนั ตภาพรงั สี

แรง การเคลอื่ นทแ่ี ละพลงั งาน

คลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟ้ า คลนื่ เสยี ง คลนื่

ธรรมชาตขิ องคลนื่ ธรรมชาตขิ องคลน่ื เสยี ง ธรรมชาตขิ องคลน่ื
แมเ่ หล็กไฟฟ้ า
สเปกตรมั สมบตั แิ ละปรากฏการณ์ ชนดิ ของคลน่ื
เสยี งกบั การไดย้ นิ สว่ นประกอบของ
ประโยชน ์ บตี สข์ องเสยี ง คลน่ื
มลพษิ ของเสยี ง สมบตั ขิ องคลนื่
อนั ตราย

หวั ข้อในการศึกษา

ธรรมชาติของคลน่ื
ชนดิ ของคลนื่
สว่ นประกอบของคล่ืน
สมบตั ขิ องคลื่น

ธรรมชาตขิ องคล่นื

 คล่นื คือการรบกวนซา้ ๆหรือการเคล่อื นที่แลว้ กอ่ ใหเ้ กิดการถา่ ยเท
พลังงานผ่านตัวกลางหรอื ไมผ่ า่ นตัวกลางกไ็ ด้ (through matter or space)
 คา้ ว่าคลืน่ ตามค้าจ้ากดั ความ หมายถงึ การรบกวน (disturbance) สภาวะ
สมดลุ ทางฟสิ กิ ส์ และการรบกวนนนั้ จะเคล่ือนทีจ่ ากจดุ หน่ึงออกไปยงั อีกจดุ
หนงึ่ ไดต้ ามเวลาท่ผี า่ นไป
 คล่นื ทถี่ ่ายเทพลงั งานผา่ นตวั กลางเรยี กวา่ คล่นื กล
 คล่ืนทีถ่ ่ายเทพลงั งานโดยไม่ตอ้ งอาศยั ตัวกลางคือคลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้
 คลืน่ เปน็ การเคลื่อนย้ายถา่ ยเทพลงั งานเท่าน้ัน ไมไ่ ด้ถา่ ยเทสสาร
ตวั กลาง ได้แก่ น้า ลวดสปรงิ เชอื ก และอากาศ มีการเคลอ่ื นทอ่ี ย่เู ฉพาะท่ี
ไมไ่ ดเ้ คล่อื นท่ีตามคลืน่ ไปด้วย

ธรรมชาตขิ องคล่ืน

หมายเหตุ พลงั งานจะถูกถ่ายโอนไปพรอ้ มกบั การเคลื่อนท่ขี องคลน่ื เสมอ

เมือ่ เราสะบดั เชือกขนึ ลง
กจ็ ะท้าใหเ้ กดิ คล่ืนวงิ่ ออกไปจาก
มือของเรา เม่อื คลื่นวงิ่ ไปถงึ กอ้ น
วตั ถกุ จ็ ะถา่ ยโอนพลงั งานทา้ ให้
กอ้ นวัตถุเคล่ือนที่

ได้ข้อสรปุ ว่า คล่นื คือการถา่ ยทอดพลังงานจากบริเวณหนงึ่ ไปยงั อกี บรเิ วณ
หน่ึง และขณะที่คลน่ื เคลอ่ื นทไี่ ปกจ็ ะพาพลงั งานติดไปพร้อมกบั คลนื่ ด้วย

ชนดิ ของคล่ืน

การจา้ แนกประเภทของคล่นื อาจจา้ แนกได้ใน3 กรณี ดงั นี
1. จ้าแนกโดยการพิจารณาตัวกลางในการถ่ายโอนพลงั งาน

1.1 คล่นื กล(Mechanical waves)
– ตัวกลางทางกายภาพถกู รบกวน
– คลื่นคือการเคล่อื นท่ีของการรบกวนผา่ นไปในตวั กลาง
– ตัวอย่างเช่นการกระเพื่อมของคล่นื น้าหรือเสียง

1.2 คลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetic waves)
– ไมต่ ้องอาศยั ตวั กลางในการเคล่อื นท่ี
– ตวั อยา่ งเช่น แสง คลื่นวทิ ยุ รังสีเอก็ ซ์

ชนิดของคลนื่

คลืน่ กล คือการถ่ายโอนพลังงานจากจดุ หน่งึ ไปยงั อีกจุดหนึง่ โดยการ
เคลอ่ื นท่ีไปของคลนื่ ตอ้ งมีโมเลกุลหรอื อนุภาคตัวกลางเป็นตวั ถา่ ยโอนพลังงานจึง
จะท้าให้คลื่นแผ่ออกไปได้

คลื่นกลจะเดินทางและส่งผ่านพลังงานโดยไม่ท้าให้เกิดการเคล่ือน
ต้าแหนง่ อย่างถาวรของอนุภาคตวั กลาง เพราะตวั กลางไม่ได้เคลื่อนที่แตจ่ ะสั่นไป
มารอบจุดสมดุล

ชนดิ ของคลืน่

คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคล่ืนที่เกิดจากการเหนี่ยวน้าของ
สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสลับต่อเน่ืองกันไปและเคล่ือนท่ีไปโดย ไม่
จา้ เป็นต้องอาศัยตัวกลาง เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ คล่ืนโทรทัศน์ รังสี
อนิ ฟาเรด แสง รังสีอัลตราไวโอเลต รงั สเี อกซ์ รังสแี กมมา เป็นตน้

ชนดิ ของคลนื่
2. จ้าแนกตามลักษณะการสัน่ ของตัวกลาง

2.1 คลนื่ ตามขวาง (transverse wave) ลกั ษณะของอนภุ าคของตวั กลาง
เคล่ือนทใี่ นทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนทีข่ องคลื่น เช่น คลืน่ ผิวนา้ คลน่ื
ในเสน้ เชอื ก

การเคลอื่ นทขี่ องอนุภาคตวั กลางแสดงด้วยลูกศรสีฟ้ า
ทศิ ทางการเคลอื่ นทีข่ องคลนื่ แสดงโดยลูกศรสีแดง

ชนิดของคล่ืน
2. จ้าแนกตามลักษณะการสนั่ ของตวั กลาง

2.2 คลื่นตามยาว (longitudinal wave) ลักษณะอนุภาคของตัวกลาง
เคลือ่ นที่ไปมาในแนวเดยี วกับทิศการเคลื่อนที่ของคล่นื มีทงั้ สว่ นอดั และ
ส่วนขยาย เชน่ คล่ืนเสยี ง

การกระจัดของขดสปรงิ ขนานไปกับการเคลอื่ นที่ของคล่นื

Source: https://sites.google.com/a/mattayom31.go.th/bancha-kl/fisiks-m-5/bth-thi-11-khlun-kl

ชนดิ ของคล่ืน

Source: http://throughthesandglass.typepad.com/through_the_sandglass/2011/10/

คลื่นน้าเป็นทงั คล่นื ตามยาวและคลื่นตามขวางประกอบกนั โดยอนภุ าค
ของน้าจะว่ิงวนเป็นวงกลมหรอื วงรี โดยขนึ อย่กู ับระดบั ความลึก

ชนิดของคล่ืน

3. จา้ แนกตามลกั ษณะของการเกิดคลื่น

3.1 คลน่ื ดล (pulse wave) คอื คลืน่ ที่เกดิ จากแหลง่ ก้าเนิดสั่นเพยี งหนึ่ง
หรอื สองครั้ง โดยท้าใหเ้ กิดคลืน่ เพียงหนงึ่ หรอื งสองลูก เชน่ ใชม้ อื เคาะ
ผิวนา้ หรอื โยนกอ้ นหินลงในน้า

Source:https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8 Source:http://www.myfirstbrain.com/student7_1_1.aspx?page=5&pagesiz
%B7%E0%B9%88%E0%B8%99 e=6&word=&lang=&psub=1749&browsesub2=&browsesub3=&txtsearch=

ชนิดของคลนื่
3. จา้ แนกตามลกั ษณะของการเกิดคลื่น

3.2 คล่ืนต่อเนอื่ ง (continuous wave) คือ คลืน่ ทเ่ี กดิ จากแหลง่ ก้าเนดิ สน่ั
เปน็ จังหวะตอ่ เนอื่ ง ทา้ ใหม้ ีคล่ืนเคลือ่ นท่อี อกจากแหล่งกา้ เนิดคลน่ื
อยา่ งตอ่ เน่อื ง เช่น การใชน้ ว้ิ เคาะผวิ น้าเป็นจงั หวะตลอดเวลา

Source
:https://maytimblog.wordpress.com/author/maytimenjoy/

ใบงานที่ 3.1

1. จงอธิบายวา่ คลน่ื เกิดขึนได้อย่างไร

2. จงอธบิ ายเกย่ี วกบั การจดั ประเภทของคล่ืน

3. เมื่อมคี ล่นื ผวิ น้าแผไ่ ปถงึ วัตถุท่ลี อยอยทู่ ี่ผิวนา้ วตั ถุจะมี
การเคลอ่ื นทีอ่ ยา่ งไร
4. จงอธิบายวา่ คลนื่ ตามยาวและคล่ืนตามขวางแตกต่าง
กันอย่างไร

5. จงพิจารณาแผนภาพตอ่ ไปนีแล้วท้าใหส้ มบูรณ์
คล่ืน

ตัวกลาง จ้าแนกได้ คล่นื ดล
3 ประเภท

คลื่นกล คลื่นตามยาว

แสง คลน่ื วทิ ยุ คล่ืนในเส้นเชือก
รังสีเอก็ ซ์

ส่วนประกอบของคล่ืน

คล่นื ผวิ นา้ เปน็ คลืน่ กล เกิดขนึ เมือ่ ผิวน้าถูกรบกวนและมีการ
ถ่ายโอนพลังงานผา่ นอนุภาคของนา้

จากการทดลอง เม่ือหยดนา้ ลงไปในแหล่งน้า จะเกดิ คลืน่ นา้ เปน็
วงกลมแผอ่ อกไป โดยวัตถุท่ลี อย อยุ่ในน้าจะขยบั ขนึ ลง ณ ตา้ แหนง่
เดิม ไม่ไดเ้ คล่ือนที่ไปกบั คล่นื

ส่วนประกอบของคลน่ื

1.การกระจัด : ระยะจากระดบั น้าปกติถึงต้าแหน่งบนคล่ืน เช่น จุด E มีการกระจัด

เท่ากับ +x ( +แปลวา่ จุด E แปลว่าจุด E อยู่เหนือระดบั น้าปกติ) จุด F มีการกระจัด

เทา่ กับ -y (- แปลวา่ จุด F อยู่ตา้่ กวา่ ระดบั น้าปกต)ิ แอมพลิจดู เปน็ ตัวบ่งบอก

พลังงานของคล่ืน โดย E  A

2.สันคลื่น : ตา้ แหน่งสงู สุดของคลน่ื เชน่ จดุ A, B เปน็ ต้น (คล่นื ทม่ี คี วามสูงมากก็จะมี

3.ทอ้ งคลื่น : ต้าแหนง่ ต้า่ สุดของคลนื่ เชน่ จุด C, D เป็นต้น พลงั งานมากดว้ ย)

4.แอมพลจิ ูด : ความสงู ของสนั คลนื่ หรอื ท้องคล่ืนวดั จากระดบั นา้ ปกติ

5. ความยาวคลน่ื (Wave Length)
คอื ระยะระหว่างสนั คลื่นถดั กัน หรือ
ระยะระหว่างท้องคล่ืนถัดกนั เขียน
แทนดว้ ย 

6. คาบ (Period) คือ ชว่ งเวลาใน
การสั่น 1 รอบของอนุภาค มหี น่วย
เป็นวินาที แทนด้วย T

7. ความถ่ี (Frequency) คือ จ้านวนรอบทอี่ นภุ าคส่ันใน 1 วินาที มหี น่วยเป็นรอบตอ่
วินาที หรือหรอื เฮิรตซ์ (Hertz , Hz) แทนด้วย โดยทค่ี าบและความถี่มีความสมั พนั ธ์
ดงั นี f  1 หรือ T  1

Tf

ถ้าใหค้ าบของคลนื่ คือ T วนิ าที แสดงวา่ ในเวลา T วินาที คลื่นเคลอ่ื นท่ผี ่านจุดใดจดุ หนึง่ ได้ 1 ลกู คล่นื
ถ้าในเวลา 1 วนิ าที คลื่นเคล่ือนทผี่ า่ นจุดใดจุดหน่งึ ได้ 1/T ลกู คล่นื

เนอื่ งจาก จ้านวนลูกคลน่ื ในเวลา 1 วินาที คือ ความถี่ (f)
ดังนันความถข่ี องคล่นื f = 1/T มีหน่วยวัดเปน็ ลูกคลื่นตอ่ วินาที หรอื รอบต่อวนิ าที หรือ เฮรติ ซ์

8.อัตราเร็วคลื่น (v) ระยะทางทีส่ นั คลื่นเคล่อื นที่ไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลามี
หนว่ ยเป็นเมตรตอ่ วนิ าที

ถ้าคลื่นเคล่ือนท่ีไดร้ ะยะทาง S ในเวลา t อัตราเร็วคลื่นจะมีค่า v=S/t และ
ถ้าคล่ืนเคล่ือนท่ีได้ ครบ 1 ลูกคลื่น จะไดร้ ะยะทางเท่ากับ  ส่วนเวลาท่ีคลื่นเคล่ือนที่
ครบ 1 รอบ คือ T

v S  f

tT

ตวั อยา่ ง 3.1 คล่ืนชนิดหน่ึงเกิดจากการสน่ั 3000 รอบต่อ
นาที คลื่นน้ีมีความถ่ีเท่าไร

ตวั อย่าง 3.2 แหลง่ กา้ เนดิ คลนื่ ใหค้ ลื่นความถี่ 400 Hz ความยาวคล่ืน

0.125 m ถ้าคลื่นชุดนเี คลอ่ื นทใ่ี นระยะทาง 300 m จะใช้เวลาเทา่ ไร

9. หนา้ คลืน่ (Wave Fornt) คอื เสน้ ทล่ี ากผ่านแนวของสนั คลืน่ หรือ

แนวของท้องคลืน่ แนวหนา้ คลืน่ ตอ้ งต้งั ฉากกับทิศฉากกบั ทิศทางการเคลื่อน

ท่ีของคลน่ื เสมอ ทิศทางการเคล่ือนที่ของคล่ืน
หนา้ คลื่น
ทิศทางการเคล่ือนท่ีของคลื่น

หนา้ คลื่นจะมีลกั ษณะเป็นแนวๆคลา้ ยลอนกระเบ้ือง

หนา้ คลื่น ทิศทางการเคล่ือนท่ีของคล่ืน

หนา้ คลื่นจะต้งั ฉากกบั ทิศทางการเคล่ือนท่ีของคลื่นเสมอ

สว่ นประกอบของคลื่น

10. เฟส : คาท่ีใชก้ าหนดตาแหน่ง ของการเคล่ือนท่ีที่มีลกั ษณะเป็น

รอบบอกเป็นมุม เช่น จุด a, b, c, d, e บนคล่ืนมีเฟส 0°, 90°, 180°, 270°, และ
360° เป็นตน้

เฟส 0 ° : จุดบนคล่ืนที่มีเฟสเป็น 0 ° จะอยบู่ นระดบั ปกติ และจะเคลื่อนท่ีข้ึนเม่ือเวลาผา่ นไป
เช่น จุด a
เฟส 90 ° : จุดบนคล่ืนท่ีมีเฟสเป็น 90 ° จะอยบู่ นสนั คล่ืน และจะเคลื่อนที่ลงเม่ือเวลาผา่ นไป
เช่น จุด b

ส่วนประกอบของคลื่น

เฟส 180 ° : จุดบนคล่ืนท่ีมีเฟสเป็น 180 ° จะอยบู่ นระดบั ปกติ และจะเคล่ือนที่ลงเม่ือเวลา
ผา่ นไป เช่น จุด c
เฟส 270 ° : จุดบนคลื่นท่ีมีเฟสเป็น 270 ° จะอยทู่ ี่ทอ้ งคลื่น และจะเคล่ือนที่ข้ึนเมื่อเวลาผา่ น
ไป เช่น จุด d
เฟส 360 ° : จุดบนคลื่นที่มีเฟสเป็น 360 ° จะเหมือนเฟส 0 ° เช่น จุด e

สว่ นประกอบของคลื่น

10. เฟสของคลนื่ (Wave Phase) คอื มุมท่ีใชบ้ อกตาแหน่งของการ
กระจดั ของการเคล่ือนที่ของคล่ืน โดยเทียบกบั การเคลื่อนที่แบบวงกลม

เฟสของคล่ืน คือ มุมบนหนา้ คลนื่

ส่วนประกอบของคลนื่
11. เฟสตรงกนั (Imphase) และเฟสตรงข้ามกนั (Out of Phase)

A E I M
B DF HJ LN

C GK

11.1 เฟสตรงกนั (Imphase)คอื จุดต่างๆบนคลน่ื ทห่ี ่างกนั n เมือ่ n = 0,1,2,…
เช่น A ,E ,I ,M หรือ B ,F ,J ,N หรือ C ,G ,K หรือ H ,L

เฟสตรงกนั : จุดบนคล่ืนคูใ่ ดที่มีเฟสตรงกนั จะตอ้ ง
- การกระจดั ของจุดคูน่ ้นั เท่ากนั
- เคลื่อนที่ทางเดียวกนั
- อยหู่ ่างกนั เป็นระยะ n ;n = 1, 2, 3,…

ส่วนประกอบของคล่ืน
11. เฟสตรงกนั (Imphase) และเฟสตรงข้ามกนั (Out of Phase)

11.1 เฟสตรงกนั (Imphase)
เฟสตรงกัน คอื เฟสที่อยคู่ นละลกู คลน่ื เมอื่ ยกลูกคลื่นท่ตี ่างกนั ไป

ซอ้ นกันเฟสทตี่ รงกันนัน้ จะซอ้ นกนั ได้พอดี

จากรูปจะเห็นไดว้ ่า เฟสทต่ี รงกนั ไดแ้ ก่ 90o = 450o = 810o = 1170o
และ 270o = 630o = 990o = 1350o
และ 180o = 540o = 900o = 1260o

11. เฟสตรงกนั (Imphase) และเฟสตรงข้ามกนั (Out of Phase)

A E I M
B DF HJ LN

C GK

11.2 เฟสตรงข้ามกนั (Out of Phase)คอื จุดต่างๆบนคลนื่ ทหี่ ่างกนั n  1  เม่ือ n
2
= 0,1,2,… เช่น A ,C หรือ B ,D หรือ C ,E หรือ D ,F

เฟสตรงขา้ มกนั : จุดบนคลื่นคูใ่ หม่ท่ีมีเฟสตรงขา้ มกนั จะตอ้ ง
- การกระจดั เท่ากนั แต่เครื่องหมายตรงขา้ ม
-เคล่ือนท่ีตรงขา้ มกนั
-- อยหู่ ่างกนั เป็นระยะ n  1  ;n = 1, 2, 3,…

2

ตวั อยา่ ง 3.3 คล่ืนสองขบวนมีลกั ษณะดงั รูป ขอ้ ใดถกู ตอ้ งท่ีสุด

AB

1m

ก. คล่ืน A มีความยาวคล่ืน 0.5 เมตร , คลื่น A และ B มีเฟสต่างกนั 90°
ข. คล่ืน A มีความยาวคล่ืน 0.25 เมตร , คล่ืน A และ B มีเฟสต่างกนั 90°
ค. คลื่น A มีความยาวคล่ืน 0.5 เมตร , คลื่น A และ B มีเฟสต่างกนั 45°
ง. คล่ืน A มีความยาวคลื่น 0.25 เมตร , คล่ืน A และ B มีเฟสต่างกนั 45°

ตวั อย่าง 3.4 ขอ้ ใดตอ่ ไปนีให้ความหมายของความเร็วคล่นื
ครบถ้วนทส่ี ุด

1. อตั ราการส่งพลังงานในตวั กลางของคลื่น
2. อัตราการกระจัดของเฟสคงทีข่ องคลนื่ ในตวั กลาง
3. ผลคูณของความถขี่ องความยาวคลื่น

ก. ขอ้ 1 และ 2 ข. ขอ้ 1 และ 3
ค. ขอ้ 2 และ 3 ง. ขอ้ 1 , 2 และ 3

ตวั อยา่ ง 3.5 คลื่นขบวนหนง่ึ มีลกั ษณะดงั รูป ข้อใดถกู ตอ้ ง
ทงั หมด

5 การขจดั (เซนตเิ มตร)

2 4 6 8 10 เวลา(วนิ าท)ี
5

ก. มุมเฟสเริ่มตน้ 0° แอมพลิจูด 10 cm คาบ 10 วนิ าที ความถี่ 0.1 Hz
ข. มุมเฟสเร่ิมตน้ 0° แอมพลิจูด 5 cm คาบ 8 วนิ าที ความถ่ี 0.125 Hz
ค. มุมเฟสเร่ิมตน้ 90° แอมพลิจูด 5 cm คาบ 8 วนิ าที ความถี่ 0.1 Hz
ง. มุมเฟสเร่ิมตน้ 90° แอมพลิจูด 5 cm คาบ 8 วนิ าที ความถี่ 0.125 Hz

ตวั อย่าง 3.4 คล่ืนในเส้นเชอื กยาว
เม่อื เวลาหนงึ่ เปน็ ดังรูป ก. หลงั จาก
นน้ั 0.5 วนิ าที เป็นดงั รูป ข. ความถี่
ของคลื่นจะเปน็ กี่เฮิรตซ์

ตัวอย่าง 3.5 คลน่ื น่ิงในเสน้ เชือกทีเ่ วลาตา่ งๆ 3 เวลา
แสดงดงั รูป จงหาความเรว็ ของคล่นื ในเสน้ เชือกนี

สมบตั ขิ องคลื่น การสะท้อน และการ
หักเห ทังคล่ืนและอนุภาค ต่างก็
คลน่ื จะมคี ุณสมบตั ิ 4 ประการ คือ แสดงคุณสมบัติสองข้อนีได้แต่
1. การสะทอ้ น (Reflection) การแทรกสอดและการเลียวเบน
2. การหักเห (Refraction) จะเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของ
3. การแทรกสอด (lnterference) คล่ืน เพราะคล่ืนเท่านันที่จะ
4. การเลย้ี วเบน (Diffrection) แสดงคณุ สมบตั ิสองขอ้ นไี ด้

การสะท้อน (Reflection)

การสะทอ้ นของคลื่น คือการที่คลื่นเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีด
ขวางแลว้ เปล่ียนทิศทางการเคล่ือนที่กลบั สู่ตวั กลางเดิม

เส้นแนวต้งั ฉาก (เส้นปกต)ิ ทศิ ทาง
หน้าคลน่ื
รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน

1 2 1 2

รังสี คือเส้นทีแ่ สดงทิศทางการเคลอื่ นท่ขี องคล่นื (ตงั ฉากกับหน้าคลื่นเสมอ)
เสน้ แนวฉาก คอื เส้นทลี่ ากตงั ฉากกับผวิ รอยตอ่ (เส้นปกติ)

กรณีแสง นยิ มบอกในรูปของรงั สี (ลา้ แสง = รงั สี)

Source :
http://www.olympusmicro.com/primer/lightandcol
or/reflectionintro.html

กรณีคลืน่ น้า นยิ มบอกในรูปของหนา้ คล่นื

Source : http://www.schoolphysics.co.uk/age16-
19/Wave%20properties/Wave%20properties/text/T
heories_of_light/index.html

กฎการสะทอ้ น

1. มมุ ตกกระทบ ( 1 ) = มุมสะท้อน (2 )
2. รังสีตกกระทบ รงั สีสะท้อน และเสน้ แนวฉากจะต้องอยู่ในระนาบเดยี วกนั

เส้นแนวต้งั ฉาก (เส้นปกต)ิ หมายเหตุ

รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน เมอ่ื คลน่ื เกิดการสะท้อนกลบั มายงั ตวั กลางเดิม
อัตราเร็ว ความยาวคล่นื และความถ่ีคล่ืน จะไมม่ ี
1 2 การเปลยี่ นแปลง

มเี พียง ทศิ ทางกับความเร็วเทา่ นันทเ่ี ปลี่ยนแปลง

มมุ ตกกระทบ มมุ สะท้อน

บอกได้ 2 แบบ คือ บอกได้ 2 แบบ คอื
1. มุมท่ีรังสีตกกระทบกระท้ากบั เส้นแนวตังฉาก 1. มมุ ท่ีรังสีสะท้อนกระท้ากบั เส้นแนวตังฉาก หรอื
หรือ 2. มุมท่ีหนา้ คลนื่ ตกกระทบกระท้ากับผวิ 2. มุมที่หนา้ คลืน่ สะทอ้ นกระท้ากบั ผวิ รอยต่อ
รอยตอ่

การสะท้อนของคลนื่ ผวิ น้าแบบต่างๆ

1.คลนื่ หน้าตรงสะทอ้ นจากผิวสะท้อนเรียบตรง

2.คลนื่ วงกลมสะท้อนจากผวิ สะท้อน
เรยี บตรง

จะได้คลน่ื สะท้อนวงกลมเสมอื นมีแหล่ง
ก้าเนดิ คลื่นวงกลมอยูด่ า้ นหลงั ของสิ่งกดี
ขวาง

3.คลืน่ หน้าตรงสะท้อนจากผวิ สะท้อนโค้งนนู
4.คลื่นวงกลมสะท้อนจากผวิ สะทอ้ นโคง้ นูน

5.คลนื่ วงกลมสะท้อนจากผิวสะท้อนโคง้ นูน เมื่อแหล่งก้าเนิด
6.คลนื่ หน้าตรงสะท้อนจากผิวโคง้ เวา้ ค ลื่ น อ ยู่ ที่ จุ ด โ ฟ กั ส
ของผิวโค้งเว้า เมื่อ
คล่ืนตกกระทบกับ
ส่วนผิวโค้ง จะได้
คล่นื สะทอ้ นหน้าตรง

จ ะ ไ ด้ ค ลื่ น
ส ะ ท้ อ น ห น้ า ค ลื่ น
ว ง ก ล ม เ มื อ น มี
แหล่งก้าเนิดคลื่นอยู่
ที่จดุ โฟกัส

เฟสการสะท้อน (Reflection phase)
การสะท้อนของคลนื่ ในเส้นเชือก

1) การสะท้อนของคลืน่ ในเส้นเชือกปลายตรงึ แน่น(มัดปลาย ไว้แน่น) คล่ืน
สะทอ้ นจะมเี ฟสตรงกนั ขา้ มกับเฟสของคลนื่ ตกกระทบ

1. คล่นื ที่สะท้อนออกมาจะมีเฟสเปลย่ี นไป 180°
2. ลกั ษณะของคลน่ื สะทอ้ นจะเป็นคลน่ื หัวกลับ

3. การกระจัดทจี่ ุดปลายตรึงแน่นจะเป็น 0
4. การสะทอ้ นจะเหมอื นกับตัวสะทอ้ นเป็นกระจก
ทมี่ ีเฟสเริ่มต้นตรงขา้ ม

เฟสการสะทอ้ น (Reflection phase)
การสะท้อนของคลื่นในเสน้ เชอื ก

2) การสะท้อนของคลื่นในเสน้ เชอื กปลายอสิ ระ(คลอ้ งปลายไวห้ ลวมๆ) คลน่ื
สะทอ้ นจะมีเฟสเหมือนเฟสของคลน่ื ตกกระทบ

1.คล่ืนท่สี ะท้อนออกมาจะไม่มีการเปลี่ยนเฟส
2. ลกั ษณะของคล่นื สะท้อนจะเหมือนเดมิ

3. การกระจดั ท่ีจุดปลายอิสระจะเคลอ่ื นไหวตลอด
4. การสะท้อนจะเหมือนกบั ตวั สะท้อนเป็นกระจก

การสะทอ้ นของคลืน่ น้า
พบวา่ โดยทั่วไปจดุ ท่ีสะท้อนจะมีเฟสเปล่ียนไปนอ้ ยมาจึง

ให้ถอื ว่าคลื่นท่ีสะท้อนจะไมม่ ีการเปล่ียนเฟส

ก า ร ส ะ ท้ อ น จ ะ
เหมือนกับว่าตัวสะท้อนเป็นกระจกเงา
โดยท่ภี าพของวตั ถทุ ่ีเกดิ จากกระจกเงา
นี จะเหมือนกับว่าเป็นแหล่งก้าเนิด
คล่ืนอีกอันหนึ่งที่มีทังความถี่และเฟส
เริม่ ตน้ ตรงกนั

การสะท้อน (Reflection)
ตวั อยา่ งโจทย์เร่อื งการสะท้อนของคล่ืน

การสะท้อน (Reflection)
ตวั อยา่ งโจทย์เร่อื งการสะท้อนของคล่ืน

การสะท้อน (Reflection)
ตัวอย่างโจทย์เร่ืองการสะท้อนของคล่ืน

เดก็ ชายมาร์ค ยนื อยหู่ ่างจากกาแพง 102 m เขาร้องตะโกนออกไปแลว้ ได้
ยนิ เสียงตะโกนของตวั เองกลบั มาในเวลา 0.6 s หลงั จากท่ีตะโกน ถา้ ความยาว
คลื่นเสียงของเขาเป็น 0.5 m ถามวา่ ความถี่ของเสียงท่ีมาร์คไดย้ นิ เป็นก่ีเฮิรตซ์

การหกั เห (Refrection)

การหกั เห (Refraction) คือ การทคี่ ลืน่ เปล่ยี นทิศทางการเคล่ือนที่
การหักเห เกิดขึ้นเม่ือคล่ืนเคล่ือนที่ผ่านแนวรอยต่อระหว่างสองตัวกลางเช่น
คลื่นน้าเคลอื่ นทีจ่ ากบรเิ วณน้าตนื้ ไปส่นู ้าลึก

การหกั เห เป็นผลมาจากการเปลยี่ นแปลงอตั ราเรว็ คลนื่ เม่ือคล่ืนเปล่ียนตัวกลาง
เนื่องจากบริเวณน้าต้ืนและน้าลึกน้ันท้าตัวเสมือนเป็นคนละตัวกลาง ท้าให้คลื่นมีอัตราเร็ว
ตา่ งกนั และยงั ทา้ ใหค้ วามยาวคล่นื เปล่ียนไปด้วย แตค่ วามถ่ียังคงเท่าเดมิ ดงั รูป

การหักเห (Refrection)

การหักเหของคลื่นจะเกิดเม่ือคล่ืน เคล่ือนท่ีผ่านรอยต่อระหว่าง
ตัวกลางหน่ึงไปในตัวกลางอีกตัวหนึ่งที่มสี มบัติต่างกันแล้วท้าให้ความเร็วเฟส
ของคล่ืนเปล่ียนไป และเรียกคล่ืนท่ีเคล่ือนท่ีผ่านรอยต่อระหว่างตัวกลางว่า
คล่นื หักเห

การทคี่ ลื่นเคล่ือนทผี่ า่ นตัวกลางทีม่ คี วามหนาแนน่ ต่างกัน จะทา้ ให้ อตั ราเร็ว แอมพลิจดู ความ
ยาวคลืน่ เปลย่ี นไป แตค่ วามถี่
ยังคงเท่าเดมิ

การหักเห (Refrection)

- ถา้ คล่นื เคลื่อนทจ่ี าก นา้ ลึก (หนาแนน่ มาก)
--> นา้ ตืน (หนาแน่นนอ้ ย)

มุมหกั เหจะเบนเข้าหาเสน้ ปกติ

- ถา้ คล่นื เคล่ือนทจ่ี าก น้าตืน (หนาแน่นนอ้ ย)
--> นา้ ลกึ (หนาแนน่ มาก) มุมหักเหจะเบนออกจากเส้นปกติ

การหกั เห (Refrection) หนา้ คล่นื ตกกระทบขนานกับผวิ รอยต่อ

หนา้ คลน่ื ตกกระทบท้ามุมกบั ผิวรอยต่อ

ถ้าหนา้ คลื่นตกกระทบท้ามุมกบั ถ้าหนา้ คลืน่ ตกกระทบขนานกบั
ผวิ รอยตอ่ ทศิ ทางของคลน่ื จะ ผวิ รอยตอ่ ทศิ ทางของคล่นื จะไม่
เปล่ยี น เปล่ยี น
(  นา้ ลึก มากกวา่  นา้ ตืน )

การหกั เห (Refrection)

บรเิ วณนา้ ลกึ v,, มาก

บรเิ วณน้าตืน v,, นอ้ ย

ความถ่ี (f) ในนา้ ลึกกับในน้าตืนเท่ากันเสมอ

กฎของการหกั เห
1. ทศิ ทางของคลน่ื ตกกระทบ เสน้ แนวตังฉาก และทิศทางของคลื่นหักเห อยู่ในระนาบ

เดียวกนั
2. อัตราส่วนของค่า sine ของมุมตกกระทบต่อค่าsine ของมุมหักเหส้าหรับตวั กลางคู่

หน่ึงๆจะมีค่าคงท่เี สมอ