วันพฤหัสบดีที่ 13 มกราคม พ.ศ. 2554

Physics (wave)

  
คลื่น (wave)
คลื่น คือ ปรากำการณ์การเคลื่อนที่รูปแบบหนึ่ง ที่เกิดจากการรบกวนแหล่งกำเนิด แล้วแผ่กระจายพลังงานอันเป็นผลจาการรบกวน
                                                   
 สมบัติของคลื่น 

1. การสะท้อน ( Reflection )

    การสะท้อน ( Reflection ) เป็นการเปลี่ยนทิศทางของคลื่นโดยการสะท้อนเมื่อตกกระทบพื้นผิว



 




        การสะท้อนของคลื่นจะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีดขวาง 
 หรือเปลี่ยนตัวกลางในการเคลื่อนที่  
 โดยคลื่นที่เคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางเรียกว่า"คลื่นตกกระทบ ( incident wave )"  
 และ  คลื่นที่สะท้อนออกมาเรียกว่า"คลื่นสะท้อน ( reflected wave)"                     
 เส้นแนวฉาก คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับตัวสะท้อน ณ ตำแหน่งที่คลื่นตกกระทบ     
 กฎการสะท้อน  “มุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ”   







2. การหักเห ( Refraction )   
    การหักเห ( Refraction ) คือการที่คลื่นเปลี่ยนทิศทางเมื่อเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยัง
อีกตัวกลางหนึ่ง




         


      จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเปลี่ยนตัวกลางในการคลื่นที่  หรือคลื่นเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อระหว่างตัวกลางที่มีสมบัติต่างกัน มีผลทำให้อัตราเร็วและความยาวของคลื่นเปลี่ยนไป การหักเหของคลื่นมักเกิดขึ้นพร้อม ๆ กับการสะท้อนของคลื่น





สูตร    การคำนวณหามุมหักเห   
   =        =        =        =     

       -     มุมตกกระทบ

     -    มุมหักเห

      -    ความยาวคลื่นในน้ำลึก

     -    ความยาวคลื่นในน้ำตื้น

     -    อัตราเร็วในน้ำลึก

     -    อัตราเร็วในน้ำตื้น
      -    ดรรชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 เปรียบเทียบกับตัวกลางที่ 1


 3. การแทรกสอด ( Interference )    
   
    การแทรกสอด ( Interference ) คือคลื่นเคลื่อนที่ขยายวงออกเรื่อยๆ







          เกิดขึ้นจากการที่คลื่นจากแหล่งกำเนิดตั้งแต่สองแหล่งกำเนิดขึ้นไป เดินทางมาพบกันจะเกิดการแทรกสอดหรือเกิดการรวมกันของคลื่น รูปร่างของคลื่นก่อนการแทรกสอดและหลังการแทรกสอดมีลักษณะเหมือนเดิม แบ่งเป็น 2 ลักษณะดังนี้   

  3.1. การแทรกสอดแบบเสริมกัน เกิดจากสันคลื่นของคลื่นทั้งสองมารวมกัน    
คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมีวันคลื่นสูงกว่าเดิม และมีท้องคลื่นลึกกว่าเดิม  
  และจะเรียกตำแหน่งนั้นว่า ปฏิบัพ(Antinode)  

  3.2. การแทรกสอดแบบหักล้าง เกิดจากสันคลื่นจากแหล่งกำเนิดหนึ่งมารวมกับ   
ท้องคลื่นของอีกแหล่งกำเนิดหนึ่ง คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมีสันคลื่นต่ำกว่าเดิม  
  และท้องคลื่นตื้นกว่าเดิม และ เรียกตำแหน่งนั้นว่า บัพ(Node)   

 




สูตรการแทรกสอด
                                                                
  สูตร    การคำนวณหาแนวปฏิบัพ  
   =    n
                                   
                                                           s1p , s2p    -    แหล่งกำเนิด

n    -    0,1,2,3...

 


สูตร    การคำนวณหาจำนวนแนวปฏิบัพ
d sin    =    n
       n   =    

d    -    ระยะระหว่างแหล่งกำเนิด
   -    มุมเบนออกจากแนวกลางมากที่สุดไม่เกิน 90 ํ
                                
                                                         สูตร    การคำนวณหาแนวบัพ
   =    ( n + )
,    -    ระยะห่างของแหล่งกำเนิด
                                                                   n    -    1,2,3,...



                                                       สูตร    การคำนวณหาจำนวนแนวบัพ
d sin    =    ( n - )

sin    -    มีค่าเท่ากับ 1
  n    -    1,2,3,...
   -    ความยาวคลื่น
d    -    ระยะทางระหว่างแหล่งกำเนิด
 4. การเลี้ยวเบน ( Diffraction )       

    การเลี้ยวเบน ( Diffraction ) เกิดจากการซ้อนทับของคลื่นเมื่อวิ่งมาตัดกัน


          
    เกิดขึ้นจากการที่คลื่นต่อเนื่องเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางซึ่งจะทำให้เกิดการสะท้อนกลับบางส่วน  
 และคลื่นบางส่วนแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางไปทางด้านหลังของสิ่งกัดขวางนั้นคล้ายกับ 
 คลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางนั้น ซึ่งเราเรียกว่าการเลี้ยวเบนของคลื่น  



สูตรการเลี้ยวเบน
สูตร    การคำนวณหาแนวบัพเมื่อคลื่นผ่านช่องแคบเดี่ยว
d sin    =    n



สูตร    การคำนวณหาแนวบัพเมื่อคลื่นผ่านช่องแคบคู่ 
d sin    =    ( n - )

d    -    ระยะทางระหว่างแหล่งกำเนิด

n    -    1,2,3,..
   -    ความยาวคลื่น



Vedio


Interference Vedio






Reflection Video





Refraction Video




Diffraction Video




แหล่งอ้างอิง : http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html