Overview
สรุปเนื้อหาเกี่ยวกับคลื่นในระดับชั้น ม.3 ทั้งนิยาม ประเภท องค์ประกอบ สูตรคำนวณ และการแก้โจทย์เบื้องต้น
นิยามของคลื่น
- คลื่นคือการรบกวนที่ทำให้อนุภาคหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสั่น ส่งผ่านพลังงานไปยังที่อื่น
- คลื่นอาจอาศัยตัวกลางหรือไม่ก็ได้
ประเภทของคลื่น
- แบ่งตามตัวกลาง:
- คลื่นกล (ต้องอาศัยตัวกลาง เช่น คลื่นเสียง คลื่นน้ำ)
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ไม่ต้องอาศัยตัวกลาง เช่น แสง รังสี วิทยุ)
- แบ่งตามการสั่นของอนุภาค:
- คลื่นตามขวาง (การสั่นตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้ำ)
- คลื่นตามยาว (การสั่นในทิศเดียวกับการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นเสียง)
ลักษณะของคลื่น
- คลื่นโดด: เกิดจากการรบกวนสั้นๆ เช่น 1-2 ลูกคลื่น
- คลื่นต่อเนื่อง: รบกวนตัวกลางตลอดเวลา เกิดหลายลูกคลื่น
องค์ประกอบของคลื่น
- จุดสมดุล: ตำแหน่งปกติของตัวกลางเมื่อไม่มีคลื่น
- แอมพลิจูด (Amplitude, a): ระยะกระจัดสูงสุดจากจุดสมดุล
- สันคลื่น: จุดสูงสุดของคลื่น
- ท้องคลื่น: จุดต่ำสุดของคลื่น
- ความยาวคลื่น (λ, Lambda): ระยะระหว่างสันถึงสัน หรือท้องถึงท้องที่อยู่ติดกัน
ค่าต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับคลื่น
- ความถี่ (f): จำนวนรอบที่คลื่นผ่านตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งใน 1 วินาที (หน่วย เฮิรตซ์, Hz)
- คาบ (T): เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ (หน่วย วินาที) คำนวณจาก T = 1/f
- อัตราเร็วของคลื่น (v): ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ต่อ 1 วินาที (หน่วย เมตร/วินาที) สูตร v = fλ
สูตรที่ควรรู้
- v = fλ
- f = v/λ
- λ = v/f
- T = 1/f, f = 1/T
ตัวอย่างการแก้โจทย์
- หากรู้จำนวนรอบและเวลา ใช้ f = จำนวนรอบ/เวลา (หน่วยวินาที)
- หากรู้ระยะจากสันถึงสันหรือท้องถึงท้อง คือค่า λ
- ถ้าระยะระหว่างสันถึงท้อง คือ λ/2
Key Terms & Definitions
- คลื่นกล — คลื่นที่ต้องมีตัวกลางในการเคลื่อนที่
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า — คลื่นที่ไม่ต้องมีตัวกลางในการเคลื่อนที่
- คลื่นตามขวาง — การสั่นตั้งฉากกับทิศทางคลื่น
- คลื่นตามยาว — การสั่นแนวเดียวกับทิศทางคลื่น
- แอมพลิจูด (Amplitude) — ระยะกระจัดสูงสุดจากจุดสมดุล
- ค วามยาวคลื่น (λ, Lambda) — ระยะระหว่างสันถึงสันหรือท้องถึงท้อง
- ความถี่ (f) — จำนวนรอบต่อวินาที หน่วย Hz
- คาบ (T) — เวลาในการเคลื่อนที่ 1 รอบ หน่วยวินาที
- อัตราเร็วของคลื่น (v) — ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ใน 1 วินาที
Action Items / Next Steps
- ทบทวนสูตรและนิยามสำคัญ
- ฝึกแก้โจทย์คลื่นเพิ่มเติมจากแบบฝึกหัด
- วาดรูปคลื่นพร้อมกำหนดจุดสัน ท้อง และแอมพลิจูดเพื่อความเข้าใจ