วันพฤหัสบดีที่ 22 พฤศจิกายน พ.ศ. 2555

การจำแนกคลื่น




การสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือก
 

การสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือก
  • ถ้าปลายสุดของตัวกลางถูกยึดตรึงไว้ คลื่นสะท้อนที่ได้จะมีเฟสเปลี่ยนไป 180 องศาหรือมีเฟสตรงกันข้ามกับคลื่นตกกระทบ (ดูภาพบน)
  • ถ้าปลายสุดของตัวกลางเป็นปลายปล่อย คลื่นสะท้อนที่ได้จะมีเฟสเดียวกับคลื่นตกกระทบ (ดูภาพล่าง)


การสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกที่ต่อกัน


การสะท้อนของคลื่นในเส้นเชือกที่มีมวลต่างกัน 2 เส้นนำมาต่อกัน

  • ถ้าคลื่นเดินทางจากเชือกที่มีมวลน้อยไปสู่เชือกที่มีมวลมาก คลื่นสะท้อนในเส้นเชือก
  • ที่มีมวลน้อยกว่าจะมีเฟสตรงข้ามกับคลื่นเดิม ส่วนคลื่นที่เคลื่อนที่ไปในเส้นเชือก
    ที่มีมวลมากกว่าจะมีความเร็วคลื่นลดลง (ดูภาพเคลื่อนไหวด้านบน)
  • ถ้าคลื่นเดินทางจากเชือกที่มีมวลมากไปสู่เชือกที่มีมวลน้อย คลื่นสะท้อนใน
  • เส้นเชือกที่มีมวลมากกว่าจะมีเฟสตรงกันกับคลื่นเดิม ส่วนคลื่นที่เคลื่อนที่
    ไปในเส้นเชือกที่มีมวลน้อยกว่าจะมีความเร็วคลื่นเพิ่มขึ้น

การแทรกสอดของคลื่นวงกลม (1)
    แหล่งกำเนิดอาพันธ์หมายถึงแหล่งกำเนิดคลื่นที่มีความถี่เท่ากัน และมีเฟสตรงกันหรือต่างกันคงที่

ภาพเคลื่อนไหวนี้เป็นการแสดงการแทรกสอดของคลื่นต่อเนื่องจากแหล่งกำเนิดอาพันธ์ 2
แหล่งที่กำลังเคลื่อนที่เข้าหากัน เส้นทึบที่เห็นในภาพคือจุดยอดคลื่น ส่วนเส้นบางคือท้องคลื่น

การซ้อนทับของคลื่นนั้น เมื่อเส้นหนามาตัดกับเส้นหนา หรือเส้นบางมาตัดกับเส้นบาง จะเกิด
การรวมกันแบบเสริม เรียกว่า จุดปฏิบัพ และเมื่อเส้นหนามาตัดกับเส้นบางจะเป็น
ตำแหน่งที่คลื่นหักล้างกันจนหมด เรียกว่า จุดบัพ
ลองสังเกตดูว่าการเคลื่อนที่เข้าหากันของแหล่งกำเนิดอาพันธ์ 2 แหล่งให้ผลอย่างไรบ้าง

การแทรกสอดของคลื่นวงกลม (2)


ภาพเคลื่อนไหวนี้เป็นการแสดงการแทรกสอดของคลื่นต่อเนื่องจากแหล่งกำเนิด 2 แหล่ง
ที่อยู่กับที่แต่มีความยาวคลื่นแปรเปลี่ยนไป (เปลี่ยนพร้อมกันทั้ง 2 แหล่ง) เส้นทึบที่เห็น
ในภาพคือจุดยอดคลื่น ส่วนเส้นบางคือท้องคลื่น

การซ้อนทับของคลื่นนั้น เมื่อเส้นหนามาตัดกับเส้นหนา หรือเส้นบางมาตัดกับเส้นบาง จะเกิดการรวมกันแบบเสริม เรียกว่า จุดปฏิบัพ และเมื่อเส้นหนามาตัดกับเส้นบาง
จะเป็นตำแหน่งที่คลื่นหักล้างกันจนหมด เรียกว่า จุดบัพ
ลองสังเกตดูว่าการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิด 2 แหล่งให้ผลอย่างไรบ้าง

คลื่นนิ่งในเส้นเชือก

คลื่นนิ่งเป็นรูปแบบของการแทรกสอดของคลื่นตั้งแต่ 2 ขบวนขึ้นไปในตัวกลางเดียวกัน และ
มีผลทำให้เกิดตำแหน่งบัพ (node) คงที่ (หมายถึงจุดใดที่เป็นตำแหน่งบัพก็เป็นตำแหน่งบัพอยู่
เสมอ) ส่วนจุดที่เป็นตำแหน่งปฏิบัพ (antinode) ก็เป็นตำแหน่งปฏิบัพเสมอ

ในเชือกเส้นหนึ่ง (ที่มีความยาวค่าหนึ่ง) จะเกิดคลื่นนิ่งได้หลายแบบ เราเรียกแบบของคลื่นนิ่งเหล่านี้ว่า ฮาร์มอนิก (harmonic) ความถี่ที่ต่ำที่สุดที่จะทำให้เกิดคลื่นนิ่งบนเชือกเส้นนั้นได้เราเรียกว่า ความถี่มูลฐาน หรือ ฮาร์มอนิกที่ 1 ดังภาพต่อไปนี้


ความถี่ที่สูงขึ้นเป็นลำดับถัดมาจากความถี่มูลฐานที่ทำให้เกิดคลื่นนิ่งในเส้นเชือกได้อีกเราเรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ 2 (second harmonic) หรือ โอเวอร์โทนที่ 1 (first overtone) ดังภาพต่อไปนี้
ความถี่ที่ทำให้เกิดคลื่นนิ่งในเส้นเชือก (เส้นเดิม) ในลำดับถัดขึ้นมา


วันนี้ก็หาเรื่องจำแนกคลื่นมาในดูกันนะค่ะ ต้องขอบคุณรูปสวยๆๆจาก  google   ด้วยนะค่ะ

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น