คลื่น

รายวชาฟสกสพนฐาน ว30101

ครทวศกด ภชย

Powerpoint Templates Page 1Powerpoint Templates

คาถามกอนเรยน

ไ1.คลนคออะไร ?

2 คลนมกชนด อะไรบาง ?2.คลนมกชนด อะไรบาง ?

3.สวนประกอบของคลนมอะไรบาง ?

4.สมบตของคลนมอะไรบาง ?

Powerpoint Templates Page 2

คลน คอ อะไร???

คลน คอ การรบกวนระบบใดๆในธรรมชาต ทาใหมการเปลยนแปลงไปจากสภาวะสมดล ณ บรเวณใดบรเวณหนงในระบบ ซงการเปลยนแปลงนนสามารถแพรขยายไปยงสวนอนๆของระบบน

เชน การใชมอจมนาในขน ในตม ในสระ ในแมนาลาคลอง หรอขวางวตถลงไปในนา เราจะมองเหนผวนากระเพอม แลวแผเปนวงกลมออกไปโดยรอบซงลกษณะนวา คลนนาเกดขนบนผวนา


คลนมกชนด???

ไ ในการจาแนกคลนเราสารถจาแนกไดหลายวธ เชน

1. จาแนกคลนตามความจาเปนของการใชตวกลางในการแผ โดยแบงได 2 ชนดคอ

1.1 คลนกล (Mechanical Wave) เปนคลนทจาเปนตองอาศยตวกลางในการ

แผ คลนประเภทนไดแก คลนนา คลนนาในเสนเชอก คลนเสยง

1.2 คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Wave) เปนคลนทเกดจากการ

เหนยวนาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกและสนามไฟฟาในทศทางตงฉากซงเหนยวนาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกและสนามไฟฟาในทศทางตงฉากซง

กนและกน เชน คลนวทย เรดาร ไมโครเวฟ แสง รงสอลตราไวโอเลต รงสเอกซ


คลนมกชนด(ตอ)

2. จาแนกคลนตามลกษณะของการสนของแหลงกาเนดหรอตามลกษณะการแผ การ

จาแนกประเภทน แบงคลนออกได 2 ชนดจาแนกประเภทน แบงคลนออกได 2 ชนด

2.1 คลนตามขวาง (Transverse Wave) เปนคลนทมทศทางการสนของตวกลาง

หรอทศทาง ตงฉากกบทศทางการแผ (ทศทางการเคลอนทของคลน) เชน คลนในเสนเชอก หรอทศทาง ตงฉากกบทศทางการแผ (ทศทางการเคลอนทของคลน) เชน คลนในเสนเชอก

คลนนา คลนแมเหลกไฟฟา คลนตามขวางอาจมทงคลนกลและคลนแมเหลกไฟฟากได

2.2 คลนตามยาว (Longitudinal Wave ) เปนคลนทมทศทางการสนของ

ตวกลางอยในแนวขนานกบการเคลอนทของคลน เชน คลนเสยง คลนทเกดจากการอดและ

การขยายตวในขดลวดสปรง และคลนตามยาวทกชนดจะเปนคลนกลทงสน


คลนมกชนด (ตอ)

3. จาแนกตามความตอเนองของแหลงกาเนดแบงออกได 2 ชนด

3 1 คลนดล (Pulse Wave) เปนคลนทเกดจากแหลงกาเนดสน หรอรบกวน3.1 คลนดล (Pulse Wave) เปนคลนทเกดจากแหลงกาเนดสน หรอรบกวน

ตวกลางเปนชวงเวลาสนๆ แผออกไปจานวนนอยๆ เพยง 1 หรอ 2 คลน เชนการนว

จมทผวนาเพยงครงหรอ 2 ครง

3.2 คลนตอเนอง (Continuous Wave) เปนคลนทเกดจากแหลงกาเนดสน

หรอรบกวนตวกลางอยางตอเนอง ทาใหเกดคลนแผออกไปเปนขบวนอยางตอเนอง

เชนการเกดคลนผวนาเนองจากแหลงกาเนดตดกบมอเตอร หรอการสะบดเชอกอยาง

ตอเนองแลวแผเปนวงกลมออกไปโดยรอบซงลกษณะนวา คลนนาเกดขนบนผวนา


สวนประกอบคลน


อตราเรวคลน


อตราเรวคลน

http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/waves/equation/velocity.html


อปกรณเพอการศกษาคลน

ถาดคลน (Ripple tank) มสวนประกอบทสาคญ ไดแก

– ตวถาดคลน

( pp ) ญ

– ตวกาเนดคลน

โ ไฟ– โคมไฟ


อปกรณเพอการศกษาคลน (ตอ)

• สวนประกอบทสาคญของถาดคลน

– จดกงกลางของแถบมดแทนตาแหนงของ

ทองคลนทองคลน

– จดกงกลางของแถบสวางแทนตาแหนง

ของสนคลน


หนาคลน

หนาคลน (Wave front) เปนแนวทางเดนของตาแหนงบนคลนทมเฟสเทากน

หนาคลนตรง หนาคลนวงกลม


หนาคลน (ตอ)• ลกษณะของหนาคลน

– คลนหนาตรงทศทางคลนขนานกน

– คลนหนาโคงวงกลมทศทางคลนเปนแนวรศมของวงกลม

– ทศทางคลนจะตงฉากกบหนาคลนเสมอ

– หนาคลนทตดกนจะหางกนเทากบความยาวคลน


การซอนทบกนของคลน

• การซอนทบหรอการรวมกนของคลน

– การรวมกนแบบเสรม (Constructive Superposition)

• การกระจดของคลนอยในทศเดยวกน


การซอนทบกนแบบเสรม


การซอนทบกนของคลน (ตอ)

• การซอนทบหรอการรวมกนของคลน

– การรวมกนแบบหกลาง (Destructive Superposition)

• การกระจดของคลนอยในทศตรงขามกน


การซอนทบกนแบบหกลาง


คาถาม

(10 นาท)

คาชแจง: หลงจากนกเรยนศกษาวดโอเรองการเคลอนทของคลนกล ให

นกเรยนตอบคาถามตอไปนนกเรยนตอบคาถามตอไปน

1. คลนตามขวางมลกษณะอยางไร

2. คลนสะทอนปลายอสระจะมเฟสเหมอนหรอตางไปจากเดม อยางไรHint: เฟส (phase) ในทางฟสกส คอ ปรมาณทใชบอกตาแหนงใดตาแหนงหนงในHint: เฟส (phase) ในทางฟสกส คอ ปรมาณทใชบอกตาแหนงใดตาแหนงหนงใน

ระหวางการเปลยนแปลงของคลน

3 ไ (S iti ) ป ไ 3. การรวมกนไดของคลน (Superposition) เปนอยางไร


คาถาม

(10 นาท)

คาชแจง: หลงจากนกเรยนศกษาวดโอเรองการเคลอนทของคลนกล ให

นกเรยนตอบคาถามตอไปนนกเรยนตอบคาถามตอไปน

1. คลนตามขวางมลกษณะอยางไร

2. คลนสะทอนปลายอสระจะมเฟสเหมอนหรอตางไปจากเดม อยางไรHint: เฟส (phase) ในทางฟสกส คอ ปรมาณทใชบอกตาแหนงใดตาแหนงหนงในHint: เฟส (phase) ในทางฟสกส คอ ปรมาณทใชบอกตาแหนงใดตาแหนงหนงใน

ระหวางการเปลยนแปลงของคลน

3 ไ (S iti ) ป ไ 3. การรวมกนไดของคลน (Superposition) เปนอยางไร



สมบตของคลน• จะเรยกสงใดวาคลน ตองมสมบต 4 ประการ

– การสะทอน(Reflection)

การหกเห(R f ti )– การหกเห(Refraction)

– การแทรกสอด(Interference)

– การเลยวเบน(Diffraction)


การสะทอนของคลน

(W fl ti ) การสะทอนของคลน (Wave reflection) เกดเมอคลน

เคลอนทไปกระทบสงกดขวางเคลอนทไปกระทบสงกดขวาง


การสะทอนของคลนการสะทอนของคลนในเสนเชอก

• การสะทอนของคลนในเสนเชอกเมอจดสะทอนเปนจดตรงแนน• การสะทอนของคลนในเสนเชอกเมอจดสะทอนเปนจดตรงแนน

– เฟสเปลยน 180 องศา(เฟสตรงขามกน)

• การสะทอนของคลนในเสนเชอกเมอจดสะทอนอสระ

เฟสไมเปลยน (เฟสตรงกน)– เฟสไมเปลยน (เฟสตรงกน)


การสะทอนของคลนการสะทอนของคลนในเสนเชอก


การสะทอนของคลนการสะทอนของคลนนา เฟสของคลนสะทอนจะไมเปลยน



( )การสะทอนของคลนนา มมตกกระทบเทากบมมสะทอน ( )



การสะทอนของคลนนาวงกลมสะทอนผวเรยบตรง



การสะทอนของคลนนาหนาตรงสะทอนผวโคงพาราโบลา





ความถ คอ จานวนลกคลน (หรอตวกลางสนครบ 1 รอบ) ทเคลอนทไดใน 1 วนาท

คาบเวลา คอ เวลาทคลนเคลอนท (หรอตวกลางสนครบ 1 รอบ) ครบ 1 รอบPowerpoint Templates Page 31

ขนท 1 วาดรปขนท 1 วาดรป


ขนท 2 โจทยบอก

ขนท 3 สมการ/การวเคราะห


ขนท 4 แทนคา


20คาถาม

ความถ คอ จานวนลกคลน (หรอตวกลางสนครบ 1 รอบ) ทเคลอนทไดใน 1 วนาท

คาบเวลา คอ เวลาทคลนเคลอนท (หรอตวกลางสนครบ 1 รอบ) ครบ 1 รอบPowerpoint Templates Page 35

การหกเหของคลน



การหกเหของคลน (wave refraction) เกดเมอคลน

เคลอนทผานตวกลางตางชนดกน



คลนเคลอนทผานตวกลางตางชนดกนพบวา อตราเรว ของคลนและความยาว

คลนเปลยนแปลง แต ความถคงเดม



คลนเคลอนทผานตวกลางตางชนดกนทศทางของคลนตงฉากกบรอยตอ



คลนเคลอนทผานตวกลางตางชนดกน

ไ Powerpoint Templates Page 40

ทศทางของคลนตงฉากกบรอยตอ ทศทางของคลนไมตงฉากกบรอยตอ


“กฎของสเนลล” Snell’s law

พจารณาการหกเหของคลนนาทรอยตอของนาลกกบนาตน


พจารณาการหกเหของคลนนาทรอยตอของนาลกกบนาตน

การหกเหของคลน• ลกษณะการหกเหของคลน

– จากบรเวณนาตนไปสนาลก

คลนเคลอนทจากนาตน(v นอย , นอย) สนาลก (v มาก , มาก) ทศทางคลนหกเหจะเบนออกจากเสนแนวฉาก


การหกเหของคลน• ลกษณะการหกเหของคลน

พระเจา จอด มน

– จากบรเวณนาลกไปสนาตน ยอดมาก

คลนเคลอนทจากนาลก(v มาก ,มาก) สนาตน (v นอย ,นอย) ทศทางคลนหกเหจะเบนเขาหาเสนแนวฉาก












การหกเหของคลน• มมวกฤตและการสะทอนกลบหมด

– เมอคลนผวนาเคลอนทจากบรเวณ นาตนเขาสบรเวณนาลก– มมตกกระทบททาใหเกดมมหกเหมคาเทากบ 90 เรยกวา มมวกฤต

– มมตกกระทบโตมากกวามมวกฤต จะเกดการสะทอนขนทรอยตอของตวกลางทงสอง เรยกปรากฏการณน

วา การสะทอนกลบหมด

การสะทอนกลบหมด

Powerpoint Templates Page 49“มมวกฤต” ( Critical Angle ; c )

การแทรกสอดของคลนการแทรกสอดของคลน



การแทรกสอดของคลน (wave interference) เกดเมอ

คลนสองขบวนเคลอนทมาพบกน




การรวมตวกนของคลนแบบเสรม


การรวมตวกนของคลนแบบเสรม


การรวมตวกนของคลนแบบหกลาง


การรวมตวกนของคลนแบบหกลาง


การเลยวเบนของคลนการเลยวเบนของคลน



การเลยวเบนของคลน (wave diffraction) เกดเมอ

คลนเคลอนทผานสงกดขวาง











Date post:	27-Jun-2015
Category:	Education
Upload:	taweesak-poochai
View:	11,745 times
Download:	1 times

คลื่น

Education