คลื่นและสมบัติของคลื่น

คล่นื และสมบัติของคล่ืน

1 คลน่ื กล

ผลการเรียนรู้

1. อธิบายปรากฏการณ์คลื่น ชนิดของคล่ืนส่วนประกอบของคล่ืน การแผ่ของหน้าคลื่นด้วย
หลักการของฮอยเกนส์ และการรวมกันของคล่ืนตามหลักการซ้อนทับ พร้อมทั้งคานวณอัตราเร็ว
ความถ่ี และความยาวคลื่น
2. สังเกต และอธิบายการสะท้อน การหักเหการแทรกสอด และการเล้ียวเบนของคลื่นผิวน้า
รวมทั้งคานวณปรมิ าณตา่ งๆ ทเ่ี กีย่ วขอ้ ง

คล่นื ในทะเลเกิดข้นึ ได้อยา่ งไร

1 คล่นื กล รปู ที่ 1 คลื่นทะเล
เม่ือนักเรียนไปทะเลจะเห็นการ
เคลื่อนที่ของน้าทะเลที่เคลื่อนท่ีมาแล้วซัด
เข้าหาชายหาด การเคล่ือนที่ของน้าทะเล
ลักษณะน้ีเกิดจากการรบกวนอนุภาคของ
นา้ ทาให้เกิดการถ่ายโอนพลงั งานจากท่ีหนึ่ง
ไปยังอกี ทหี่ นึ่งไดซ้ ่ึงนอกจากอนุภาคของน้า
อนุภาคของสิ่งอื่นๆ ก็สามารถถูกรบกวน
และเกิดคล่ืนได้เช่นเดียวกัน เช่น คล่ืนใน
เสน้ เชือก คลืน่ สปริง คลืน่ เสียง

1 คล่ืนกล

แนวคดิ สำคัญ
คล่ืนกล คือ คล่ืนท่ีเกิดจากการรบกวนระบบหรือตัวกลาง แล้วเกิดการถ่ายโอนพลังงานผ่านอนุภาค
ของตัวกลางแผ่ออกไปรอบๆ แหล่งกาเนิดคล่ืน ดังนั้นการเคลื่อนที่ของคลื่นกลจะต้องมีอนุภาคของ
ตวั กลางเป็นตัวถ่ายโอนพลงั งาน โดยอนุภาคของตวั กลางจะไม่ได้เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่น แตจ่ ะส่ัน
กลับไปกลบั มารอบตาแหนง่ สมดุล

1 คลืน่ กล
คล่ืนเป็นปรากฏการณ์ท่ีเกี่ยวข้องกับการ
เคลื่อนที่รูปแบบหนึ่ง ซ่ึงมีการเคล่ือนท่ีแบบแผ่กระจาย
กวัดแกว่งและกระเพื่อม โดยเกิดการถ่ายทอดพลังงานไป
พร้อมกับการเคล่ือนท่ี ดังน้ัน เมื่ออนุภาคตัวกลางถูก
รบกวนให้เกิดการเคลื่อนที่แบบส่ันกลับไปกลับมา จะเกิด
การถ่ายโอนพลังงานจากอนุภาคหน่ึงไปยังอนุภาคถัดไป
เร่ือย ๆ ทาให้เกิดการแผ่กระจายของคลื่น โดยอนุภาค
ตัวกลางส่ันอยู่ท่ีเดิม การเคล่ือนท่ีพร้อมกับการถ่ายโอน
พลังงานเช่นน้ีเรียกว่าการเคลื่อนท่ีแบบคล่ืน เช่น
การแผ่กระจายของคลนื่ ผิวนา้ าเมอ่ื โยนก้อนหนิ ลงนา้ รปู ท่ี 2 การรบกวนผิวนา้ ทาใหเ้ กิดคล่นื แผก่ ระจายออกไปรอบๆ

1 คลน่ื กล

ถ้านักเรียนทดลองนาเชือกยาว 1-2 เมตร แล้วผูกด้ายสีแดงไว้บนเชือกที่ตาแหน่งหน่ึง จากน้ัน
ผูกปลายเชือกด้านหน่งึ ไวก้ ับฝาผนงั จับปลายอีกดา้ นหน่งึ ให้ตึงพอประมาณ แล้วสะบัดเชอื ก 1 ครั้ง จะ
เกิดคลื่นในเส้นเชือกซ่ึงเกิดจากการรบกวนตัวกลางโดยการสะบัดเชือก คล่ืนจะเร่ิมต้นเคล่ือนที่จาก
ตาแหนง่ ที่สะบัดเชือกเข้าหาฝาผนงั โดยการถา่ ยโอนพลงั งาน ดังรูปที่ 3

1 คลน่ื กล

รปู ที่ 3 ทศิ ทางการเคล่อื นที่ของคล่นื และอนภุ าค

1 คล่ืนกล

การเคล่ือนที่ของคลื่นจึงเป็นการเคล่ือนที่ของพลังงานที่เกิดจากการรบกวน ซึ่งอนุภาคท่ี
ถูกรบกวนจะสัน่ กลับไปกลับมาท่ีตาแหนง่ หนงึ่ โดยไม่ไดเ้ คลื่อนที่ไปด้วย และจะส่งพลังงานหรือการ
รบกวนน้ันต่อไปยังตาแหน่งถัดไปเรื่อยๆ คล่ืนที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนท่ีเช่นนี้ เรียกว่า
คลนื่ กล (mechanical waves)

1 คลนื่ กล

เม่ือเกิดคลื่นในสปริงไม่ว่าจะเป็นคล่ืนท่ีเกิดจากการสะบัดหรืออัดสปริงเข้า-ออกจะไม่เคลื่อนท่ีไป
พร้อมกบั คลื่น แตจ่ ะสนั่ ข้ึนลงอยู่กับที่ในแนวตั้งฉากกับคล่ืนเม่ือสะบัดสปริงไปมาในแนวราบ และจะส่ันไป
มาในแนวเดียวกับคลืน่ เม่อื อัดสปรงิ เขา้ -ออก ดังรปู ท่ี 4

รูปท่ี 4 ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลน่ื และอนภุ าคของตวั กลาง

1 คลื่นกล

จะเห็นได้ว่าคลื่นที่เกิดข้ึนทั้ง 2 กรณีนี้มีลักษณะแตกต่างกัน และในชีวิตประจาาวันยังพบคล่ืน
ชนดิ ต่าง ๆอกี หลายชนดิ การแบ่งประเภทของคลื่นจงึ ใช้เกณฑ์ในการแบ่ง ดงั นี้

1 คล่นื กล • การแบ่งประเภทของคลนื่ ตามลกั ษณะการสน่ั ของอนภุ าคตวั กลาง

1 คล่นื กล • การแบ่งประเภทของคลนื่ ตามลกั ษณะการสน่ั ของอนภุ าคตวั กลาง

1 คล่นื กล • การแบ่งประเภทของคล่นื จากการใช้ตวั กลางในการถา่ ยโอนพลงั งาน

คล่นื และสมบัตขิ องคลน่ื

หลงั จากศึกษาเนอ้ื หาแลว้ นกั เรยี นอยา่ ลมื
ทาชดุ กจิ กรรมการเรยี นร้ทู ่ี 1 นะครับ