Top Banner
ปปปปปปปปปปปปปปป ปปปป......................................... ....... คคคคค (wave) คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคค ( ) คคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคค คคคคค คคคค คคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคค คคคคค คคคค คคค คคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคคคค คคค คคคคคคคค คคค คคคคคคคค คคค คคคคคคคคค คคคคคคคค V = V max cos คคคค คคคคคคคค คคคค ปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปป 1. คคคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคค 2 คคคค คคค - คคคคคคค (Mechanical Wave)คคคคคคคคคคคคปปปปป ปปปปปปปคคคคคคคคคคคคคคคคคค คคคค คคคคคคคคคคคค, คคคคคคคคคคคคคคคค คคคคคคคคคคคคคคคค 1
20

WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

Oct 10, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

ปรากฏการณ์คล่ืน ชื่อ................................................ คล่ืน (wave) เป็นปรากฏการณ์ท่ีเกิดจากการรบกวนตัวกลาง พลังงานจากการรบกวนจะถกูถ่ายโอนใหก้ับอนุภาคตัวกลางอยา่งต่อเน่ืองทำาให้เกิดคล่ืนกลแผ่ออกไป โดยอนุภาคตัวกลางไมไ่ด้เคล่ือนท่ีไปกับคล่ืน แต่มกีารสัน่รอบตำาแหน่งสมดลุ ถ้าแอมพลิจูดของการสัน่คงตัว อนุภาคตัวกลางจะมีการเคล่ือนท่ีแบบฮารม์อนิกอยา่งง่าย ซึ่งพบวา่การแกวง่ของตุ้มนาฬิกาเมื่อมุมเล็กๆ ( ) คาบและความถี่ของการแกวง่ขึ้นอยูก่ับความยาวเชอืกหรอืความยาวแขน จะได้สมการ หรอื ในกรณีมวลผูกปลายสปรงิแขวนในแนวดิ่ง จะได้สมการ หรอื และ สมการทัว่ไปของการเคล่ือนที่แบบฮารม์อนิกอยา่งง่าย สำาหรบัการหาการกระจดั ความเรว็ และ ความเรง่

คือ การกระจดั

ความเรว็ V = Vmaxcos หรอื

ความเรง่ หรอื การแบง่ประเภทของคลื่น1. แบง่ตามการใชตั้วกลาง จะแบง่เป็น 2 ชนิด คือ

- คล่ืนกล (Mechanical Wave)เป็นคล่ืนท่ีอาศัยตัวกลางในการถ่ายเทพลังงาน เชน่ คล่ืนผิวนำ้า, คล่ืนในเสน้เชอืก และคล่ืนเสยีงฯลฯ

- คล่ืนแมเ่หล็กไฟฟา้ (Electromagnetic Wave) เป็นคล่ืนท่ีไม่อาศัยตัวกลางในการถ่ายเทพลังงาน แต่อาศัยการเหนี่ยวนำาของสนามแม ่เหล็ก และสนามไฟฟา้ เชน่ คล่ืนแสง ไมโครเวฟ คล่ืนวทิยุ คล่ืนความรอ้น ฯลฯ

2. แบง่ตามการสัน่ของอนุภาคตัวกลาง หรอืแหล่งกำาเนิด จะแบง่เป็น 2 ชนิดคือ

1

Page 2: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

- คล่ืนตามยาว หมายถึงคล่ืนที่มีการสัน่ของอนุภาคตัวกลางอยูใ่นแนวขนานกับทิศการเคล่ือนที่ของคล่ืน

เชน่ คล่ืนเสยีง คล่ืนที่เกิดจากการอัดและขยายตัวในขดลวดสปรงิ

คล่ืนตามยาว คล่ืนตามขวาง

- คล่ืนตามขวาง หมายถึงคล่ืนท่ีมีการสัน่ของอนุภาคตัวกลางในแนวต้ังฉากกับทิศทางการเคล่ือนที่ของคล่ืน เชน่ คล่ืนในเสน้เชอืก คล่ืนนำ้า คล่ืนแมเ่หล็กไฟฟา้

สว่นประกอบของคลื่น ทิศทางการเคลื่อนท่ีของคลื่น

1. แนวสมดลุ คือแนวท่ีตัวกลางวางตัวอยูเ่มื่อไมม่คีล่ืนเคล่ือนท่ีผ่าน2. สนัคล่ืน หรอืยอดคล่ืน(Crest) คือตำาแหน่งที่มกีารกระจดัมากที่สดุ เชน่ท่ี

จุด B , H , N3. ท้องคล่ืน(Trough) คือตำาแหน่งที่มกีารกระจดัมากที่สดุ เป็นลบ เชน่ที่จุด

E , K ,Q

2

Page 3: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

4. แอมพลิจูด(Amplitude;A)คือการกระจดัสงูสดุของคล่ืนจากระดับปกติในภาพคือระยะ CB ,FE ,LK, ON,RQ

5. ความยาวคล่ืน(Wavelength; ) คือระยะหา่งระหวา่งสนัคล่ืนท่ีอยูติ่ดกัน หรอื ระยะหา่งระหวา่งตำาแหน่งท่ีมเีฟสตรงกัน เชน่ BH ,EK ,AG เป็นต้น

H B K E G A

6. คาบเวลา (period;T) คือเวลาที่คล่ืนเคล่ือนท่ีได้ 1 ลกูคล่ืน หรอืเวลาท่ีตัวกลางสัน่ครบ 1 รอบ

7. ความถ่ี (frequency;f ) คือจำานวนลกูคล่ืนท่ีผ่านไปได้ใน 1 วนิาที หรอื

จำานวนรอบที่ตัวกลางสัน่ใน 1 วนิาที มหีน่วยเป็นรอบ/วนิาที ,วนิาที-1 หรอื เฮิตรซ ์(Hertz ; Hz ) โดยความถ่ีของคล่ืนจะขึ้นอยูก่ับแหล่งกำาเนิดคล่ืน

8. อัตราเรว็คล่ืน คือระยะทางที่คล่ืนเคล่ือนที่ได้ใน 1 วนิาที จากสมการ ถ้าคล่ืนเคล่ือนที่ ได้ จะต้องใชเ้วลา(t) = T

ดังนัน้จะได้

3

Page 4: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

9. เฟส เป็นคำาท่ีใชอ้ธบิายตำาแหน่งของวตัถหุรอือนุภาคท่ีมกีารเคล่ือนที่เป็นรอบ โดยบอกค่าเป็นมุมมหีน่วยเป็นองศา หรอื เรเดียน

G,O จากรูปจะได้วา่ตำาแหน่งบนคลื่นท่ีซอ้นทับกันบนการหมุนของวงกลมเรยีก เฟสตรงกัน หรอื ตำาแหน่งท่ีมขีนาดการกระจดั เท่ากัน ไปทางเดียวกัน และห่างกัน 1 ความยาวคลื่นหรอืจำานวนเท่าของความยาวคลื่น เชน่ AIQ ,BJ,CK, DL,EM, FN,GO ,HP สว่นตำาแหน่งบนคลื่นท่ีอยูต่รงขา้มกันของการหมุนบนวงกลม เรยีก เฟสตรงกันขา้มหรอื ตำาแหน่งท่ีมขีนาดการกระจดัเท่ากันแต่มทิีศตรงกันขา้มและหา่งกัน

เชน่ A มเีฟสตรงขา้มกับ E และ M , B มเีฟสตรงขา้มกับ F และ N,C มเีฟสตรงขา้มกับ G และ O, D มเีฟสตรงขา้มกับ H และ P , E มีเฟสตรงขา้มกับ I และ Q ,F มเีฟสตรงขา้มกับ J ,G มเีฟสตรงขา้มกับ K ,H มี

4

Page 5: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

เฟสตรงขา้มกับ L , I มเีฟสตรงขา้มกับ M , J มเีฟสตรงขา้มกับ N , K มเีฟสตรงขา้มกับ O , L มเีฟสตรงขา้มกับ P ,M มเีฟสตรงขา้มกับ Q

ความต่างเฟสระหวา่ง จุดสองจุด T 1 2

จากรูป จะได้วา่ระยะทางต่างกัน m เฟสจะต่างกัน = 2 เรเดียน ถ้าระยะทางต่างกัน 1 m เฟสจะต่างกัน = เรเดียน ถ้าระยะทางต่างกัน m เฟสจะต่างกัน = เรเดียนจากรูป จะได้วา่เวลาต่างกัน T วนิาที เฟสจะต่างกัน = 2 เรเดียน ถ้าเวลาต่างกัน 1 วนิาที เฟสจะต่างกัน = เรเดียน ถ้าเวลาต่างกัน วนิาที เฟสจะต่างกัน = เรเดียนดังนัน้จงึได้ 2 - 1 = เรเดียน หรอื 2 - 1 = เรเดียน

การทดลองคล่ืนผิวนำ้าในถาดคล่ืนจะได้วา่

5

Page 6: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

1. ผิวนำ้าสว่นท่ีโค้งขึ้นจะทำาหน้าท่ีคล้ายเลนสนู์น คือรวมแสงทำาใหเ้กิดแถบสวา่งบนกระดาษขาวใต้ถาดคล่ืน

2. ผิวนำ้าสว่นท่ีโค้งลงจะทำาหน้าที่คล้ายเลนสเ์วา้ คือกระจายแสงทำาใหเ้กิดแถบมดืบนกระดาษขาวใต้ถาดคล่ืน

3. ภาพของคล่ืนผิวนำ้าท่ีปรากฏบนแถบกระดาษ จะมลัีกษณะเป็นแถบสวา่งและแถบมดืสลับกันไป

4. ระยะหา่งระหวา่งจุดกึ่งกลางแถบสวา่งท่ีอยูถั่ดกัน หรอืระยะหา่งระหวา่งจุดกึ่งกลางแถบมดืท่ีอยูถั่ดกันเท่ากับความยาวคล่ืน ( )

หน้าคล่ืน หมายถีง เสน้ท่ีลากผ่านแนวของสนัคล่ืนหรอืแนวของท้องคล่ืน โดยหน้าคล่ืนมทิีศตัง้ฉากกับทิศการเคล่ือน ท่ีของคล่ืน

การซอ้นทับกันของคลื่น หมายถึงปรากฏการณ์ที่คล่ืนสองคล่ืนมาพบกันแล้วเกิดการรวมกัน โดยการกระจดัของคล่ืนรวมที่ตำาแหน่งใดๆจะเท่ากับผลบวกทางพชีคณิตของการกระจดัของแต่ละคล่ืนท่ีมาพบกัน หลังจากท่ีคล่ืนเคล่ือนที่ผ่านพน้กันแล้ว แต่ละคล่ืนยงัคงมรูีปรา่งเหมอืนเดิมและเคล่ือนท่ีทิศเดิมจงเขยีนรูปรา่งของคล่ืนซึ่งเกิดการซอ้นทับของคล่ืนที่เคล่ือนที่เขา้หากันดังต่อไปน้ี ทกุๆวนิาทีเป็นเวลา 5 วนิาที ใหอั้ตราเรว็คล่ืนเท่ากับ 1 เซนติเมตรต่อวนิาที

วธิเีขยีน

6

Page 7: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

สมบติัของคล่ืน คล่ืนทกุชนิดจะแสดงคณุสมบติัเหมอืนกัน 4 ขอ้ คือ 1 การสะท้อน 2. การหกัเห 3. การแทรกสอด 4. การเล้ียวเบน 1. การสะท้อนของคลื่น (Reflection) เมื่อคล่ืนเคล่ือนที่ไปยงัรอยต่อของตัวกลาง 2 ชนิด จะเกิดการกระทบแล้วสะท้อนกลับมายงัตัวกลางเดิม โดยท่ีความถี่ (f ) และความเรว็ (v ) มค่ีาเท่าเดิม โดยการสะท้อนจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อตัวกลางหรอืวตัถท่ีุตกกระทบมี ขนาดมากกวา่หรอืเท่ากับความยาวคล่ืน กฎการสะท้อนของคลื่น

1. รงัสตีกกระทบ เสน้แนวฉาก รงัสสีะท้อนอยูบ่นระนาบเดียวกัน2. มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน

7

Page 8: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

การสะท้อนของหน้าคลื่นตรง การสะท้อนของหน้าคลื่นวงกลม

เมื่อแหล่งกำาเนิดเป็นจุด กำาเนิดคล่ืนวงกลม ไปตกกระทบผิวสะท้อนเสน้ตรง จะเกิดคล่ืนสะท้อน หน้าคล่ืนวงกลมกลับมา โดยลักษณะของคล่ืนสะท้อนจะเสมอืนมแีหล่งกำาเนิดเสมอืนอยูด่้านตรงขา้ม กำาเนิด คล่ืนวงกลมพรอ้มกันสวนทางกลับมา โดยระยะหา่งของแหล่งกำาเนิดเสมอืนกับผิวสะท้อนจะเท่ากับระยะหา่ง ของแหล่งกำาเนิดจรงิกับผิวสะท้อน

การสะท้อนของคลื่นนำ้าแบบต่างๆ 1. คล่ืนหน้าตรงสะท้อนจากผิวสะท้อนเรยีบตรง จะได้คล่ืนสะท้อนหน้าตรง ดังรูปที่ 1

รูปท่ี 1 รูปท่ี 2 2. คล่ืนวงกลมสะท้อนจากผิวสะท้อนเรยีบตรง จะได้คล่ืนสะท้อนวงกลมเสมอืนมแีหล่งกำาเนิดเป็นจุดอยูท่ี่ ตำาแหน่งภาพของแสงสะท้อนจากกระจกระนาบตรง ดังรูปท่ี 2 3. คล่ืนหน้าตรงสะท้อนจากผิวสะท้อนโค้ง จะได้คล่ืนสะท้อนวงกลม ดังรูป 3

8

Page 9: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

รูปท่ี 3 รูปท่ี 4 4. คล่ืนวงกลมสะท้อนจากผิวสะท้อนโค้ง จะได้คล่ืนสะท้อนวงกลม ดังรูปท่ี 4 5. คล่ืนวงกลมสะท้อนจากผิวโค้งรูปพาราโบลา จะได้คล่ืนสะท้อนหน้าตรง ดังรูปที่ 5

รูปท่ี 5 รูปท่ี 6 6. คล่ืนหน้าตรงสะท้อนจากผิวโค้งรูปพาราโบลา จะได้คล่ืนสะท้อนหน้าวงกลมเสมอืนมแีหล่งกำาเนิดอยูท่ี่จุด โฟกัส การสะท้อนของคลื่นในเสน้เชอืกปลายตรงึและปลายอิสระ ปลายตรงึ เฟสของคล่ืนตกกระทบและคล่ืนสะท้อนจะตรงขา้มกัน ปลายอิสระ เฟสของคล่ืนตกกระทบและคล่ืนสะท้อนจะตรงกัน

9

Page 10: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

ลักษณะการมองคล่ืนท่ีสะท้อนกลับออกมาใหม้องเหมอืนเหมอืนการวิง่เขา้หากระจก เราจะเหน็เหมอืนภาพในกระจกวิง่สวนกลับมา เชน่เดียวกับคล่ืนสะท้อนมองเหมอืนกับมคีล่ืนอีกลกูหน่ึงท่ีรูปรา่งเหมอืนกัน วิง่สวนทางกับคล่ืนตกกระทบด้วยอัตราเรว็เท่ากัน ระยะหา่งจากผิวสะท้อนเท่ากัน

การสะท้อนของคลื่นในเสน้เชอืกท่ีเคลื่อนท่ีระหวา่งเชอืกหนักกับเชอืกเบาการพจิารณาเชอืกหนักเชอืกเบาต้องดท่ีูมวลต่อความยาว ใชส้ญัลักษณ์ “µ” มีหน่วยเป็น kg/m กรณีที่ 1 คล่ืนเคล่ือนที่จากเชอืกเบาไปยงัเชอืกหนัก จะได้คล่ืนสะท้อนในเชอืกเบามเีฟสตรงกันขา้มกับคล่ืนตกกระทบและแอมพลิจูดก็ลดลง และในเชอืกหนักก็จะเกิดคล่ืนเคล่ือนท่ีในเฟสเดิมแต่ความเรว็ลดลง

กรณีที่ 2 คล่ืนเคล่ือนที่จากเชอืกหนักไปเชอืกเบา จะได้คล่ืนสะท้อนในเชอืกหนักมเีฟสคงเดิม และคล่ืนที่ผ่านผิวรอยต่อไปยงัเชอืกเบาก็มเีฟสเดิมแต่ความเรว็เพิม่ขึ้น

10

Page 11: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

2. การหักเหของคลื่น (Refraction ) เกิดเมื่อคล่ืนเคล่ือนที่ผ่านรอยต่อระหวา่งตัวกลาง 2 ชนิด แล้วทำาใหค้วามเรว็ของคล่ืนเปล่ียนไป ความยาวคล่ืนเปล่ียน แต่ความถ่ีของคล่ืนยงัคงเท่าเดิม สว่นทิศทางเปล่ียนไปหรอืไมเ่ปล่ียนไปก็ได้

เสน้แนวฉาก เสน้แนวฉาก

จากรูปจะได้ และ …(1) และ แต่เน่ืองจาก ความถี่ในตัวกลางท่ี 1 และ 2 เท่ากัน ดังนัน้จงึ

ได้ …(2) จากสมการท่ี (1) และ(2) การเกิดมุมวกิฤตและการสะท้อนกลับหมดมุมวกิฤต ( ) คือมุมตกระทบที่ทำาใหมุ้มหกัเหมค่ีาเท่ากับ 90 องศา หรอืคือมุมตกกระทบท่ีทำาใหร้งัสสีะท้อนขนานกับรอยต่อ ตัง้ฉากกับเสน้แนวฉาก จะเกิดมุมวกิฤติได้ก็ต่อเมื่อคล่ืนเคล่ือนท่ีจากตัวกลางท่ีมคีวามเรว็น้อยไปตัวกลางท่ีมี

ความเรว็มาก แล้วจะได้

การสะท้อนกลับหมดเกิดเมื่อมุมตกกระทบโตกวา่มุมวกิฤติ เพราะจะไมม่คีล่ืนเคล่ือนที่เขา้ไปในตัวกลางที่ 2

3.การแทรกสอดของคลื่น(interference) แหล่งกำาเนิดอาพนัธ(์Coherent Sourecs ) คือแหล่งกำาเนิดคล่ืนที่มคีวามถี่เท่ากัน โดยเฟสจะตรงกัน หรอืต่างกันเป็นค่าคงท่ีก็ได้

11

Page 12: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

การแทรกสอดของคลื่น เกิดจากคล่ืนต่อเน่ือง 2 ขบวนท่ีมีความถ่ี(f ) เท่ากัน เคล่ือนที่มาพบกันจะเกิดการซอ้นทับกันของคล่ืนขึ้น โดยแบง่เป็น 2 กรณี คือกรณีท่ี 1 สนัคล่ืนของคล่ืนเคล่ือนท่ีมาพบกับ หรอืท้องคล่ืนเคล่ือนท่ีมาพบกัน คล่ืนลัพธท์ี่เกิดขึ้นจะมสีนัคล่ืนสงูกวา่เดิม และมที้องคล่ืนลึกกวา่เดิม หรอืมกีารสัน่ของตัวกลางมากกวา่ปกติ ลักษณะน้ีเราเรยีกวา่การแทรกสอดแบบเสรมิกัน เรยีกจุดๆนี้วา่ ตำาแหน่ง ปฏิบพั “ (Antinode)” กรณีท่ี 2 สนัคล่ืนเคล่ือนท่ีมาเจอท้องคล่ืน คล่ืนลัพธท่ี์เกิดขึ้นจะมกีารกระจดัของตัวกลางที่ตำาแหน่งสมดลุ เป็นศูนยห์รอืไมม่กีารสัน่เลย เราเรยีกวา่ การแทรกสอดแบบหักล้างกัน เรยีกจุดๆน้ีวา่ตำาแหน่ง บพั “ (Node)”จากการทดลอง ให ้ และ เป็นแหล่งกำาเนิดอาพนัธเ์ฟสตรงกัน กำาเนิดคล่ืนต่อเน่ืองผลการทดลอง ดังรูป

จากรูปจะเหน็เป็นรูปคล่ืนใหมท่ี่เหน็นิ่งอยูก่ับที่ตลอดเวลา เราเรยีกวา่คลื่นนิ่ง โดยคล่ืนนิ่งจะปรากฏตำาแหน่งของการแทรกสอดแบบเสรมิกันและแบบหกัล้างกัน

12

Page 13: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

โดยเสน้ที่เชื่อมโยงการแทรกสอดแบบเสรมิกัน(ลากผ่านจุดปฏิบพั)เรยีกวา่ แนวปฏิบพั“ ”

เสน้ท่ีเชื่อมโยงการแทรกสอดแบบหกัล้างกัน(ลากผ่านจุดบพั)เรยีกวา่ แนวบพั “ ”โดยกำาหนดวา่

- แนวกึ่งกลางระหวา่ง และ ปรากฏเป็นการแทรกสอดแบบเสรมิกันเรยีก แนวปฏิบพัท่ี “ 0” (A0 )

- แนวการแทรกสอดแบบเสรมิหรอืหกัล้างกันแนวอ่ืน จะเป็นแนวที่เท่าใด ใหนั้บจากแนวกึ่งกลางออกไป

- สมการท่ีใชใ้นการคำานวณ จุดปฏิบพั S1P – S2P = เมื่อ n = 0 ,1,2…

- สมการท่ีใชใ้นการคำานวณ จุดบพั S1Q – S2Q = เมื่อ n = 0 ,1,2…หรอื

จุดบพั S1Q – S2Q = เมื่อ n = 1,2,3…

เมื่อเฟสตรงกัน เมื่อเฟสตรงกันขา้มคงตัวจะต้องใชส้มการปฏิบพัของเฟสตรงกันเป็นบพัของเฟสตรงขา้มและบพัของเฟสตรงกันเป็นปฏิบพัของเฟสตรงขา้ม คือ- จุดบพั S1P – S2P = เมื่อ n = 0 ,1,2…- จุดปฏิบพั S1Q – S2Q = เมื่อ n = 0 ,1,2…หรอื จุดปฏิบพั S1Q – S2Q = เมื่อ n = 1,2,3…

4. การเล้ียวเบน( diffraction )

13

Page 14: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

เมื่อมสีิง่กีดขวางกัน้ทางเดินของคล่ืนบางสว่น พบวา่มคีล่ืนสว่นหน่ึงแผ่จากขอบสิง่กีดขวางไปทางด้านหลังของสิง่กีดขวางได้ เราเรยีกปรากฏการณ์ท่ีคล่ืนเคล่ือนที่ออ้มสิง่กีดขวางไปทางด้านหลังได้ วา่ “ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบน”

หลักของครสิเตียน ฮอยเกนส ์(Christian Huygens นักวทิยาศาสตรช์าวเนเธอรแ์ลนด์ ผู้เสนอทฤษฎีวา่แสงเป็นคล่ืน ) กล่าววา่ จุด“ทกุจุดท่ีอยูบ่นหน้าคล่ืน จะเป็นแหล่งกำาเนิดของคล่ืนใหม ่ ทำาใหเ้กิดคล่ืนวงกลมมเีฟสเดียวกัน เคล่ือนท่ีไปในทิศเดียวกันกับการเคล่ือนท่ีของคล่ืนนัน้ ”

จากรูปด้านบนขวามอืสดุจะเหน็วา่ถ้ามคีล่ืนเคล่ือนท่ีผ่านชอ่งเปิดที่มคีวามกวา้งน้อยมาก (สลิตเด่ียว)คล่ืน ท่ีปรากฎด้านหลังจะคล้ายกับคล่ืนท่ีออกมาจากแหล่งกำาเนิดที่เป็นจุด แต่ถ้าเมื่อไหรค่ล่ืนเคล่ือนที่ผ่านชอ่งเปิดท่ีมคีวามกวา้งมากกวา่ความยาวคล่ืน(d >) พบวา่ คล่ืนที่เกิดการเล้ียวเบนจะแทรกสอดกันปรากฏแนวบพัเกิดขึ้น

โดย แนวบพั เมื่อ n = 1,2,3… เมื่อ d น้อยกวา่ จะเล้ียวเบนได้ดี ไมเ่กิดการแทรกสอด ถ้า d เท่ากับ จะเล้ียวเบนได้ดี เกิดการแทรกสอดท่ีปลายทัง้สองของชอ่งเปิดมองไมเ่หน็ คลื่นนิ่งในเสน้เชอืก ถ้าเรารบกวนปลายเชอืกขา้งหนึ่งอยา่งต่อเน่ือง โดยปลายอีกขา้งหน่ึงตรงึไวแ้น่น คล่ืนที่เคล่ือนที่ไปบนเสน้เชอืกจะสะท้อนกลับจากปลายตรงึ การสะท้อนกลับทกุครัง้ทำาใหค้ล่ืนเคล่ือนที่บนสน้เชอืกเดียวกันในทิศทางตรงกันขา้มกับคล่ืนเดิม เมื่อคล่ืนทัง้สองพบกันก็จะรวมกันตามหลักการรวมกันได้ของคล่ืน ดังรูป

14

Page 15: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

จากรูป 1 ถึงรูป 5 พบวา่สว่นของเชอืกท่ีตำาแหน่ง 0 ,4,8 ,12 ,16 ไม่ขยบัขึ้นลงเลย แสดงวา่คล่ืนรวมมกีารกระจดัเป็นศูนย ์ แต่สว่นของเชอืกที่ตำาแหน่ง 2 ,6 ,10 ,14 ขยบัขึ้นลงจากระดับ xy ได้มากที่สดุมากกวา่แอมปลิจูดของคล่ืน A และคล่ืน B แสดงวา่ที่ตำาแหน่ง 2 ,6 ,10 ,14 น้ีคล่ืนรวมมกีารกระจดัมากท่ีสดุ เน่ืองจากการรวมคล่ืนที่มอัีตราเรว็ ความยาวคล่ืน ความถี่และแอมปลิจูดเท่ากัน วิง่สวนทางกัน จากรูปท่ี 1 ถึง รูปท่ี 5 เกิดเรว็มาก นัยน์ตาเราแยกคล่ืนรวมแต่ละชว่งเวลาไมทั่นเราจงึเหน็คล่ืนเป็นดังรูปท่ี 6 ซึ่งเรยีกวา่คล่ืนนิ่ง ตำาแหน่งบนคล่ืนนิ่งท่ีอนุภาคตัวกลางสัน่ไปมาได้ไกลสดุเรยีกวา่ ปฏิบพั เชน่ “ ” A1 ,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8 ของรูปท่ี6 ตำาแหน่งบนคล่ืนนิ่งท่ีอนุภาคตัวกลางไมเ่คล่ือนที่เลยเรยีกวา่ บพั เชน่ “ ”N1 ,N2,N3,N4,N5 ของรูปท่ี6

ระยะระหวา่งบพั 2 บพัท่ีติดกัน หรอืปฏิบพั 2 ปฏิบพัท่ีติดกัน เท่ากับ ระยะระหวา่งบพักับปฏิบพัที่ติดกัน เท่ากับ

15

Page 16: WordPress.com · Web viewตำแหน งภาพของแสงสะท อนจากกระจกระนาบตรง ด งร ปท 2 3. คล นหน าตรงสะท

จะเหน็ได้ชดัวา่ไมม่กีารถ่ายทอดพลังงานไปทางซา้ยหรอืขวาเพราะวา่พลังงานไมส่ามารถถ่ายทอดตำาแหน่งบพัซึ่งอยูนิ่่งตลอดเวลาได้เลยด้วยเหตน้ีุพลังงานคงตัวในเสน้เชอืก ถึงแมว้า่มนัจะเปล่ียนกลับไปกลับมาระหวา่งพลังงานจลน์ในการขยบัขึ้นลงและพลังงานศักยใ์นการยดืหยุน่ของเสน้เชอืก เราเรยีกการเคล่ือนท่ีแบบน้ีวา่เป็นการเคล่ือนที่ของคล่ืนเพราะเราคิดวา่เป็นการรวมกันของคล่ืนท่ีกำาลังเคล่ือนที่ในทิศทางตรงขา้มกัน สามารถถือได้วา่การเปล่ียนแปลงพลังงานเป็นการสัน่ของเชอืกทัง้เสน้

16