คล่ืน...คล นแม เหล กไฟฟ า (Electromagnetic wave) คล นท ไม อาศ ยต วกลางในการเคล อนท เช

2/21/2019

1

คลน

2/21/2019

2

คลน คอ ปรากฏการณจากการรบกวนแหลงกาเนด ทาใหมการแผกระจายพลงงานจากแหลงกาเนดไปพรอมกบการเคลอนทของคลน

2/21/2019

3

ประเภทของคลน

2/21/2019

4

ลกษณะการสนของอนภาคตวกลาง

คลนตามขวาง (Transverse  wave) คอ คลนทมอนภาคตวกลางสนในแนวตงฉากกบการเคลอนทของคลน เชน คลนนา คลนแมเหลกไฟฟา คลนจากการสะบดปลายสปรง เปนตน

คลนตามยาว (Longitudinal wave) คอ คลนทมอนภาคตวกลางสนอยในแนวเดยวกบการเคลอนทของคลน เชน คลนเสยง คลนทเกดจากการอดสปรงเขา-ออก เปนตน

2/21/2019

5

2/21/2019

6

การอาศยตวกลางในการเคลอนทเปนเกณฑ

คลนกล (Mechanical wave)คลนทอาศยตวกลางในการเคลอนท โดยตวกลางทาหนาทสงผานพลงงาน เชน คลนเสยง คลนในขดลวดสปรง คลนนาในทะเล เปนตน

คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic wave)

คลนทไมอาศยตวกลางในการเคลอนท เชน คลนแสง คลนวทย คลนไมโครเวฟ รงสอลตราไวโอเลต รงสเอกซเปนตน

2/21/2019

7

2/21/2019

8

คลนชนดท 2คลนชนดท 1

2/21/2019

9

ชวงเวลาทใชในการเกดคลน

คลนดล (pulse wave) คอ คลนทเกดในเวลาชวงสนๆ ในกรอบทกาลงพจารณา เชน คลนทเกดจากกอนหนตกนา คลนทเกดจากการสะบดเชอกเพยงครงเดยว เปนตน

คลนตอเนอง (continuous wave)  คอ คลนทเกดขนและแผพลงงานออกไปอยางสมาเสมอตลอดเวลาในกรอบทกาลงพจารณา เชน คลนนาในทะเล เปนตน

คลนชนดท 2คลนชนดท 1

2/21/2019

10

องคประกอบของคลนตามขวาง

เปนตาแหนงทมการกระจดเปนศนย ถอวาเปนแนวสมดล (Equilibrium) ของคลน

19

แนวสมดล (Equilibrium) คอ ระดบปกตของตวกลางเมอยงไมถกรบกวน

องคประกอบของคลนตามขวาง

20

2/21/2019

11

21

สนคลน ; Crestสนคลน ; Crest สนคลน ; Crest สนคลน ; Crest

ทองคลน ; Troughทองคลน ; Trough ทองคลน ; Troughสนคลน (Crest) คอ ตาแหนงทสงทสดของคลน หรอเปนตาแหนงทมการกระจดสงสดในทางบวก เมอวดจากแนวสมดล

ทองคลน (Trough) คอ ตาแหนงทตาทสดของคลน หรอเปนตาแหนงทมการกระจดสงสดในทางลบ เมอวดจากแนวสมดล

องคประกอบของคลนตามขวาง

22

นกเรยนสามารถวดการกระจดสงสดของคลนไดอยางไรการกระจดทมากทสดของคลนเรยกวา Amplitude

แอมพลจด (Amplitude ; A) คอ การกระจดสงสดของคลน เมอวดจากแนวสมดล เปนไดทงคาบวกและคาลบ (เมตร)

เมอวดจากสมดลไปยงทองคลนจะมคาเปนลบ

เมอวดจากสมดลไปยงสนคลนจะมคาเปนบวกเมอวดจากสมดลไปยงสนคลนจะมคาเปนบวก

2/21/2019

12

23

ระยะตามแนวสมดลทคลนเคลอนทครบ 1 รอบ เรยกวา...

ความยาวคลน (wavelength ; ) คอ ระยะของคลนทเคลอนทครบ 1 รอบ เมอวดตามแนวสมดล มหนวยเปนเมตร วธการวดความยาวคลนสามารถวดไดหลายวธ โดยวธการวดทสะดวก มดงน

อตราเรว

2/21/2019

13

25

ลกษณะการรวมกนของคลน

2/21/2019

14

สมบตของคลน

1. การสะทอน2. การหกเห3. การแทรกสอด4. การเลยวเบน

2/21/2019

15

วธการสงเกตองคประกอบคลน

2/21/2019

16

องคประกอบของคลนตามขวาง

32

2/21/2019

17

หนาคลน (Wave front) คอ เสนทลากเชอมตาแหนงทมเฟสตรงกนบนคลนลกเดยวกน

รงสคลน (Ray) คอ สญลกษณทใชแสดงทศการเคลอนทของคลน ซงมทศตงฉากกบหนาคลน

2/21/2019

18

การสะทอน

2/21/2019

19

การสะทอนคลนในเสนเชอก

ปลายตรงแนน

ปลายอสระ

2/21/2019

20

• มมตกกระทบ เทากบมมสะทอน

• ทศทางของคลนตกกระทบ เสนแนวฉาก และทศทางคลนสะทอน อยในระนาบเดยวกน

กฎการสะทอน

การสะทอนคลนนา

2/21/2019

21

1

แนวผวสะทอน

เสนปกต

2

รงสคลนสะทอน

รงสคลนตกกระทบ12

2/21/2019

22

การหกเห

2/21/2019

23

การหกเหคลนในเสนเชอกคลนในเสนเชอก

2/21/2019

24

การหกเหของคลนนา

2/21/2019

25

2/21/2019

26

รอยตอระหวางตวกลาง

นาลกนาตน

1

2

2/21/2019

27

รอยตอระหวางตวกลาง

นาลกนาตน

2

1

2/21/2019

28

2/21/2019

29

มมวกฤต( ) คอ มมตกกระทบททาใหมมหกเหเปน 90 องศา

การสะทอนกลบหมด คอ การหกเหทมมตกกระทบโตกวามมวกฤต ทาใหคลนเคลอนทกลบในตวกลางเดมและเปนไปตามกฎการสะทอน

2/21/2019

30

การแทรกสอดของคลนการแทรกสอดของคลน

2/21/2019

31

Interference

1A

1A

0A

Interference

2N

2N

1N

1N

2/21/2019

32

การเลยวเบนของคลนการเลยวเบนของคลน

ชองแคบเดยว

2/21/2019

33

หลกของฮอยเกนส (Huygens’ principle) 

กลาววา แตละจดบนหนาคลน ถอไดวาเปนแหลงกาเนดคลนวงกลมคลนใหม ซงสงคลนออกไปดวยอตราเรวเทากบอตราเรวของคลนเดม

2/21/2019

34

ชองแคบเดยว

2/21/2019

35

2/21/2019

36

2/21/2019

37

2/21/2019

38

คลนเสยงทสามารถไดยน (audible waves)จะมความถโดยประมาณ 20 Hz ถง 20 kHz

คลนเสยงความถตา หรอคลนใตเสยง (infrasonic waves หรอ infrasound)

จะมความถตากวา 20 Hz เชน คลนเสยงจากกระแสลมและแผนดนไหว

ประโยชน ชางใชคลนใตเสยงในการสอสารไดเปนระยะ

ทางไกลๆ ซงสามารถใชหลบหลกภยธรรมชาตไดคนจะรบรไดโดยรสกเหมอนถกผลก หรอ

รสกสนสะเทอน

2/21/2019

39

คลนเสยงความถสง หรอคลนเหนอเสยง (ultrasonic waves หรอ ultrasound)

จะมความถสงกวา 20 kHz พบไดในสตวบางชนด เชน คางคาว ปลาโลมา

ประโยชน การใชเสยงความถสงหาตาแหนงของวตถ

ตางๆ (echolocation)

2/21/2019

40

2/21/2019

41

2/21/2019

42

การสมผสร ลกษณะทางกายภาพของเสยง

ความดง (loudness) ความเขมเสยง (intensity of sound)

ระดบเสยง (pitch) ความถ (frequency)

คณภาพของเสยง (quality ofsound) หรอ นาเสยง (timbre)

รปคลน (waveform)

ความเขมเสยง (I) คอ พลงงานทถกสงผานในหนงหนวยเวลา ตอหนงหนวยพนททพลงงานตงฉาก

2/21/2019

43

= 

ระดบความเขมเสยง ()

ขดเรมของการไดยน (threshold of hearing)ระดบความเขมเสยง 0 dB ซงกาหนดจาก การเรม

ไดยนเสยงทมคาความถ 1000 Hz ซงมคาความเขมเสยง 10-12 w/m2

ขดเรมของการเจบปวด (threshold of pain)ระดบความเขมเสยง 120 dB ซงกาหนดจาก การ

เรมไดยนเสยงทมคาความถ 1000 Hz ซงมคาความเขมเสยง 1 w/m2

2/21/2019

44

การไดยนเสยงของมนษยขนอยกบความถ

2/21/2019

45

2/21/2019

46

fb = /f1 – f2/

2/21/2019

47

การสะทอน (reflection)

เสยงกอง

เสยงสะทอนทกลบมายงผฟงดวยเวลาทตากวา 0.1 วนาท

2/21/2019

48

การหกเห (refraction)

เกดจากคลนเสยงเคลอนทผานตวกลางทตางชนดกนหรอตวกลางเดยวกนแตมอณหภมตางกน แลวทาใหอตราเรวเปลยนไป แตความถคงเดม

2/21/2019

49

2/21/2019

50

การแทรกสอดของเสยง (refraction)

การทคลนเสยงสองขบวนรวมกนทาใหเกด

บรเวณเสยงดง เบาสลบกน

2/21/2019

51

การเลยวเบนของเสยง

ก. คลนแสง ข. คลนเสยง ค.คลนผวนาคาตอบทถกตองคอ1. ทง ก ข และ ค 2. ขอ ข และขอ ค3. ขอ ก เทานน 4. ผดทกขอ

1. คลนใดตอไปน เปนคลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

2/21/2019

52

2. ขอใดตอไปนถกตองเกยวกบคลนตามยาว

1. เปนคลนทอนภาคของตวกลางมการสนในแนวเดยวกบการเคลอนทของคลน

2. เปนคลนทเคลอนทไปแนวยาวของตวกลาง3. เปนคลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท4. เปนคลนทอนภาคของตวกลางมการสนไดหลายแนว

3. คลนกลตามยาวและคลนกลตามขวางนยามขนโดยดจากปจจยใดเปนหลก

1. ทศการเคลอนทของคลน 2. ทศการสนของอนภาคตวกลาง 3. ประเภทของแหลงกาเนด 4. ความยาวคลน

2/21/2019

53

4. คลนขบวนหนงมความถ 10 เฮรตซ มวลของเชอกทจด ใด ๆ จะสนไดกรอบในเวลา 1 นาท

1. 10 รอบ 2. 100 รอบ3. 600 รอบ 4. 0.17 รอบ

5. ทาใหเกดคลนบนเสนเชอกทปลายทงสองดานถกขงตง พบวามความถและความยาวคลนคาหนง ถาทาใหความถในการสนเพมขนเปน 2 เทาของความถเดม ขอใดถกตอง

2/21/2019

54

1.ความยาวคลนบนเสนเชอกลดลงเหลอครงหนง เนองจาก คลนเคลอนทในตวกลางเดม2. ความยาวคลนบนเสนเชอกเพมขนเปน 2 เทา เนองจาก ปรมาณทงสองแปรผนตามกน3. ความยาวคลนบนเสนเชอกเทาเดม เนองจากคลนเกดบน ตวกลางเดม4. ความยาวคลนบนเสนเชอกเทาเดมแตอตราเรวของคลน เพมเปนสองเทาตามสมการ

6. ลกบอลลกหนงตกลงนาและสนขนลงหลายรอบทาใหเกดคลนผวนาแผออกไปเปนรปวงกลม เมอผานไป 10 วนาทคลนนาแผออกไปไดรศมสงสดประมาณ 20 เมตร โดยมระยะระหวางสนคลนทตดกนเทากบ 2 เมตร จากขอมลดงกลาว ลกบอลสนขนลงดวยความถประมาณเทาใด

1. 0.5 Hz 2. 1.0 Hz3. 2.0 Hz 4. 4.0 Hz

2/21/2019

55

7. เมอคลนเดนทางจากนาลกสนาตน ขอใดตอไปนถก

1. อตราเรวคลนในนาลกนอยกวาอตราเรวคลนในนาตน2. ความยาวคลนในนาลกมากกวาความยาวคลนในนาตน3. ความถคลนในนาลกมากกวาความถคลนในนาตน4. ความถคลนในนาลกมากกวาความถคลนในนาตน

8. เมอคลนทจะตวกลางทหนงไปตวกลางทสอง โดยอตราเรวของคลนลดลง ถามวาสาหรบคลนในตวกลางทสอง ขอความถกตอง

1. ความถเพมขน 2. ความถลดลง3. ความยาวคลนมากขน 4. ความยาวคลนนอยลง

2/21/2019

56

9. คลนเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง ปรมาณใดตอไปนไมเปลยนแปลง

1. ความถ 2. ความยาวคลน3. อตราเรว 4. ทศทางการเคลอนทของคลน

10. ถากระทมนาเปนจงหวะ ลกปงปองทลอยอยหางออกไปจะเคลอนทอยางไร

1. ลกปงปองเคลอนทหางออกไปมากขน2. ลกปงปองเคลอนทเขามาหา3. ลกปงปองเคลอนท – ขนลงอยทตาแหนงเดม4. ลกปงปองเคลอนทไปดานขาง

2/21/2019

57

11. ในการทดลองเพอสงเกตผลของสงกดขวาง เมอคลนเคลอนทผาน เปนการศกษาสมบตตามขอใดของคลน

1. การหกเห 2. การเลยวเบน3. การสะทอน 4. การแทรกสอด

12. ชาวประมงสงคลนไปยงฝงปลา พบวาชวงเวลาทคลนออกไปจากเครองสงจนกลบมาถงเครองเปน 1.0 วนาทพอด จงหาวาปลาอยหางจากเรอเทาใด (กาหนดใหความเรวของคลนในนาเปน 1,540 เมตรตอวนาท

1. 333 m 2. 350 m3. 770 m 4. 930 m