ชนิดของคลื่น

หลายๆคนอาจจะรู้จักคำ ว่า”คลื่น”ดีแต่ก็ยังไม่รู้ว่า “คลื่น”นั้นได้แบ่งออกเป็นหลายชนิดค่ะ ทุกๆท่านคงเคยได้ยินคำว่า “คลื่นน้ำ” “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” “คลื่นวิทยุ” ฯลฯ มากันบ้าง ...เอาล่ะ!เรามารู้จักชนิดของคลื่นกันเลยดีกว่าค่ะ

เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบคลื่นเกิดจากการรบกวนสภาวะสมดุลทางฟิสิกส์ทำให้ เกิดการ ส่งผ่าพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งโดยจำเป็นต้องมีตัวกลางหรือไม่ก็ได้ ดังนั้นในการแบ่งชนิดของคลื่นจึงแบ่งออกได้เป็นชนิดต่างๆ

1. แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณาการอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ สามารถแบ่งคลื่นได้เป็น 2 ชนิด คือ

1.1 คลื่นกลหรือคลื่นยืดหยุ่น (Mechanical Wave หรือElastic Wave)คือคลื่นที่อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่โดยตัวกลางจะเกิดการสั่นทำให้เกิดการส่งผ่านพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง  เช่น คลื่นเสียง,คลื่นน้ำ,คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น

1.2 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) คือคลื่นที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นแสง,คลื่นวิทยุ เป็นต้น

2. แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณาทิศทางของการเคลื่อนที่ของคลื่นและของตัวกลางที่ถูกรบกวนสามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ

2.1 คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่ไปกลับในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่นน้ำ,คลื่นในเส้นเชือกเป็นต้น

ภาพจาก http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/basic/images/twave1.gif 

2.2  คลื่นตามยาว (LongitudinalWave) คือคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่ไปกลับในทิศทางที่เดียวกันกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่นเช่นคลื่นเสียง,คลื่นในสปริง เป็นต้น  

ภาพจาก http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/basic/images/lwave1.gif

3. แบ่งตามความต่อเนื่องของแหล่งกำเนิด แบ่งออกได้  2 ชนิด

3.1 คลื่นดล  (  PuLseWave )เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่นหรือการรบกวนตัวกลางเป็นช่วงเวลาสั่นๆทำให้เกิดคลื่นเพียง 1 หรือ 2 คลื่นแผ่ออกไป เช่นการนิ้วจุ่มที่ผิวน้ำเพียงครั้งหรือ 2 ครั้ง

3.2 คลื่นต่อเนื่อง ( Continuous  Wave ) เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่นหรือการรบกวนตัวกลางอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดคลื่นแผ่ออกไปเป็นขบวนอย่างต่อเนื่องเช่นการเกิดคลื่นผิวน้ำเนื่องจากแหล่งกำเนิดติดกับมอเตอร์หรือการสะบัดเชือกอย่างต่อเนื่อง

      ...ในเมื่อรู้จักชนิดของคลื่นกันพอสมควรแล้วเรามาทำความรู้จักองค์ประกอบของคลื่นกันต่อเลยค่ะ

โดยทั่วไปคลื่นมีองค์ประกอบพื้นฐานดังนี้

1. ความยาวคลื่น (Wave Length ; λ)หมายถึง ความยาวของคลื่น 1 คลื่นเป็นระยะทางที่วัดระหว่างจุดสองจุดที่สั้นที่สุดบนคลื่นที่เฟสตรงกันในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m)

ภาพจาก http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/partsOfAWave/wave4a.gif

http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/partsOfAWave/wave4b.gif

2. ความถี่ (Frequency ; f ) หมายถึงจำนวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใดๆในหนึ่งหน่วยเวลา   ในระบบ SI มีหน่วยเป็น วินาที-1(s-1)หรือเฮิร์ทซ์ (Hz)

3. คาบการเคลื่อนที่ (Period ; T) หมายถึงเวลาที่คลื่น 1 คลื่น เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในระบบ SI มีหน่วยเป็นวินาที (s)

4. อัตราเร็วของคลื่น (Speed ; v)หมาย ถึงระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาและเนื่องจากขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็วค่าหนึ่งเฟสของคลื่นก็เคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็ว เท่ากันดังนั้นในบางครั้งจึงเรียกว่าอัตราเร็วเฟส ( Phase Speed) ของคลื่น ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที(ms-1)

5. มุมเฟส (Phases Angle; Φ )หมายถึงมุมที่ใช้กำหนดตำแหน่งบนคลื่นขณะที่เคลื่อนที่โดยมีความสัมพันธ์กับการกระจัดของการเคลื่อนที่ของคลื่น ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเรเดียน(Radian ;rad)

6.  แอมพลิจูด ( Amplitude A)หมายถึงการกระจัดสูงสุดของการสั่นของอนุภาคจากระดับปกติค่าของแอมปลิจูดจะบอกค่าพลังงานของคลื่นโดยพลังงานจะแปรโดยตรงกับแอมปลิจูดในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m)

ภาพจาก http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/basic/images/wave2.jpg

   เอ้าๆอย่าเพิ่งมึนกันไปค่ะเนื้อหาของคลื่นยังมีอีกเยอะ (หัวเราะ)ถ้าเราสนุกกับมันก็จะทำความเข้าใจได้ไม่ยากแล้วพบกันในเนื้อหาต่อไปค่ะ;)