09 พฤษภาคม 2550

คลื่น : อัตราเร็วคลื่นในตัวกลาง

คลื่น(กล)จะเคลื่อนที่ในตัวกลางต่างกัน ด้วยอัตราเร็วที่ต่างกัน คลื่นน้ำในทะเลลึกๆ จะมีอัตราเร็วมากกว่า อัตราเร็วของคลื่นในน้ำตื้น ซึ่งปรากฏการณ์นี้สามารถสังเกตได้โดยตรง เมื่อคลื่นเคลื่อนเข้าใกล้ฝั่งมากขึ้น ซึ่งน้ำตื้นขึ้นคลื่นจะเคลื่อนช้าลง แต่ยอดคลื่นจะสูงขึ้น



ในการทดลองหลายครั้งจนได้ข้อสรุป เกี่ยวกับอัตราเร็วของเสียงในอากาศ พบว่า อัตราเร็วของเสียงในอากาศร้อน จะมีค่ามากกว่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศเย็น
ข้อมูลจากการทดลอง ที่อุณหภูมิ 0°C เสียงจะมีอัตราเร็วประมาณ 331 m/s และที่อุณหภูมิ 20°C เสียงจะมีอัตราเร็วประมาณ 343 m/s แต่ถ้าเป็นในน้ำอัตราเร็วของเสียงจะประมาณอยู่ที่ 1500 m/s สำหรับคลื่นเสียงในเหล็กก็ประมาณ 6000 m/s

นี่ก็เป็นตัวอย่างที่แสดงอย่างชัดเจนว่า อัตราเร็วของคลื่นกลขึ้นอยู่กับตัวกลาง

เหตุผลง่ายๆ ก็คือ เพราะตัวกลางแต่ละชนิด การวางตัวของอนุภาคจะแตกต่างกัน และคลื่นกล ก็ได้อาศัยการสั่นของอนุภาคตัวกลาง ในการส่งถ่ายพลังงานออกไป ดังนั้นอัตราเร็วของการส่งถ่ายพลังงานก็แตกต่างกันออกไปนั่นเอง


15 ความคิดเห็น:

  1. ตัวกลางแต่ละชนิด การวางตัวของอนุภาคจะแตกต่างกัน และคลื่นกล ก็ได้อาศัยการสั่นของอนุภาคตัวกลาง ในการส่งถ่ายพลังงานออกไป ดังนั้นอัตราเร็วของการส่งถ่ายพลังงานก็แตกต่างกันออกไป

    ไม่ค่อยเข้าใจเหมือนกันค่ะ อยากให้อาจารย์เเนะนํา
    อีกสักนิดค่ะ

    รักและเคารพอย่างสูง
    ขอบคุณค่ะ

    ตอบลบ
  2. เป็นคำถามที่ดีมากครับ ....
    คำว่าอนุภาคของตัวกลาง ความหมายของคือ ส่วนที่เล็กที่สุดของตัวกลาง ซึ่งอาจจะเป็นโมเลกุล หรืออะตอมก็แล้วแต่ มันจะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน (เป็นแรงทางไฟฟ้า) ไอ้เจ้าแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้านี่เองทำให้ รูปทรงของการเกาะตัวไม่เหมือนกัน และคุณลักษณะทางกายภาพก็แตกต่างกันไปด้วย
    ยกตัวอย่างของแข็ง แต่ละอนุภาคของมันจะเกาะกันอย่างแข็งแรง ส่วนของเหลวแต่ละอนุภาคก็ไม่มีแรงยึด่มากเหมือนของแข็ง แต่ก็ไม่อ่อนมากจนฟุ้งกระจายเหมือนแก๊ส

    ทีนี้ลองสังเกตดู จะเห็นว่า คลื่นกลสามารถเดินทาง ในของแข็งได้ดีกว่าของเหลวและแก๊สมาก

    ในทำนองเดียวกัน ในของเหลวคลื่นกลก็จะเคลื่อน ได้ดีกว่าในแก๊สมาก

    สำหรับแก๊สจะเห็นว่าคลื่นกลเคลื่อนที่ผ่านได้แย่ที่สุด (เมื่อเทียบกับของเหลวและของแข็ง) ทั้งนี้ก็เพราะว่า แต่ละอนุภาคของแก๊สฟุ้งกระจาย
    ด้วยเหตุนี้ ครูจึงใช้คำพูดรวมๆ ไปว่า "อัตราเร็วของคลื่นกลขึ้นอยู่กับการวางตัวของอนุภาคตัวกลาง"

    เหตุผลทั้งหมดที่ว่ามานี้ไม่สามารถนำไปใ้ช้กับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีธรรมชาติ ไม่เหมือนกับคลื่นกลนะครับ

    ตอบลบ
  3. สุรศักดิ์
    สวัสดีครับ อาจารย์ น่ายกตัวอย่างประกอบด้วยก็จะดีนะครับ ส่วนด้านเนื้อหา ก็อ่านแล้วเข้าใจ เพราะไม่ยาว

    ตอบลบ
  4. บุญหลาย
    รูปที่ใช้ประกอบการเคลื่อนที่ของคลื่นน่าจะมีขนาดกว่านี้ นะครับอาจารย์

    ตอบลบ
  5. ความคิดเห็นนี้ถูกผู้เขียนลบ

    ตอบลบ
  6. ลักษณะที่สำคัญของคลื่นทุกชนิดก็คือ มีการโอนพลังงานและโมเมนตัมอีกที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งนั้นก็คือการสั่น โดยตัวกลางที่คลื่นถ่ายโอนพลังงานและโมเมนตัมนั้นไม่ได้เคลื่อนที่ไปกับคลื่น เช่น เรือที่จอดนิ่งบนผิวน้ำ เมื่อคลื่นน้ำเข้าตกกระทบ จะทำให้เรือสั่นขึ้น-ลง แสดงว่าเรือได้รับพลังงานและโมเมนตัมแต่เมื่อคลื่นน้ำเคลื่อนผ่านเรือนั้นไปแล้วเรือจะอยู่นิ่งเช่นเดิม ณ ตำแหน่งเดิม เรือไม่เคลื่อนที่ไปกับคลื่น เพราะน้ำซึ่งเป็นตัวกลางที่คลื่นน้ำเคลื่อนที่ผ่านไม่ไหลไปตามทิศทางที่คลื่นน้ำเคลื่อนที่นั่นเอง คณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ของคลื่นทุกชนิด มีรูปแบบเหมือนกัน ในกรณีทั่วไปจะพบว่า การเคลื่อนที่ของคลื่นกล จะเป็นฟังก์ชันของตำแหน่งของอนุภาคตัวกลางและช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่


    อันเหตุผลที่ผมได้อธิบายไปนั้น ถ้ามีข้อผิดผลาดตรงไหนก็ขอให้อาจารย์ได้ช่วยแนะหรือเพิ่มเติ่มด้วยนะคับ

    m 5.3

    ตอบลบ
  7. คลื่นแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับตัวกลาง เพราะว่าการที่เราจะได้ยินได้สัมผัสอะไร ว่าเร็วหรือช้าหรือสิ่งต่างที่อยู่รอบตัวเรา มันย่อมผ่านตัวกลางอยู่เสมอ

    ตอบลบ
  8. อยากทราบว่าคลื่นจำเป็นต้องเคลื่อนที่ในตัวกลางเสมอเพราะอะไรจึงเป็นเช่นนั้น

    ตอบลบ
  9. คลื่นแต่ละชนิดต้องผ่านตัวกลาง เพราะว่า การที่คลื่นจะคลื่นที่ไปในทิศทางไหน มีอัตราเร็วเท่าไหร่มันก็ต้องอาศัยตัวกลาง

    ตอบลบ
  10. คลื่นแต่ละชนิดต้องอาศัยตัวกลาง เพราะว่าตัวกลางต่างกันก็จะมีความเร็วต่างกันไปด้วยด้วย เช่น คลื่นน้ำในทะเล

    ตอบลบ
  11. ช่วยลงรายละเอียดมากกว่านี้หน่อยคะ

    ตอบลบ
  12. ครับ
    หนู แก็ง สุดสวย 5/2 คะ
    หนูเพิ่งเรียนของครูเป็นคาบแรก

    ตอบลบ
  13. อัตราเร็วของคลื่นในน้ำตื้น ซึ่งปรากฏการณ์นี้สามารถสังเกตได้โดยตรง เมื่อคลื่นเคลื่อนเข้าใกล้ฝั่งมากขึ้น ซึ่งน้ำตื้นขึ้นคลื่นจะเคลื่อนช้าลง แต่ยอดคลื่นจะสูงขึ้น



    ในการทดลองหลายครั้งจนได้ข้อสรุป เกี่ยวกับอัตราเร็วของเสียงในอากาศ พบว่า อัตราเร็วของเสียงในอากาศร้อน จะมีค่ามากกว่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศเย็น
    ข้อมูลจากการทดลอง ที่อุณหภูมิ 0°C เสียงจะมีอัตราเร็วประมาณ 331 m/s และที่อุณหภูมิ 20°C เสียงจะมีอัตราเร็วประมาณ 343 m/s แต่ถ้าเป็นในน้ำอัตราเร็วของเสียงจะประมาณอยู่ที่ 1500 m/s สำหรับคลื่นเสียงในเหล็กก็ประมาณ 6000 m/s

    จากที่ผมได้อ่านมาแสดงอย่างชัดเจนว่า อัตราเร็วของคลื่นกลขึ้นอยู่กับตัวกลางเป็นจริง

    เหตุผลง่ายๆ ก็คือ เพราะตัวกลางแต่ละชนิด การวางตัวของอนุภาคจะแตกต่างกัน และคลื่นกล ก็ได้อาศัยการสั่นของอนุภาคตัวกลาง ในการส่งถ่ายพลังงานออกไป ดังนั้นอัตราเร็วของการส่งถ่ายพลังงานก็แตกต่างกันออกไปนั่นเอง

    ตอบลบ
  14. ครูครับผมตอบครูได้แล้วว่าความเร็วคลื่นในน้ำลึกเร็วกว่าในน้ำตื่นครับการได้ยินเสียงในอากาศร้อนมีความเร็วมากกว่าในอากาศเย็นครับ

    ตอบลบ
  15. เยี่ยมมากครับๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆพอแล้ว

    ตอบลบ