จับประเด็นจากที่ ผศ.ธีรยุทธ ชาญนุวงศ์ บรรยาย ที่ห้องบรรยายรวมภาควิชาฟิสิกส์ มข.
คลื่นกล เป็นคลื่นที่ใช้ตัวกลาง การที่คลื่นมันเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้ ก็แสดงให้เห็นว่าตัวกลางประกอบด้วยอนุภาคที่ยึดกันอย่างยืดหยุ่น เมื่อได้รับพลังงานมันก็จะเคลื่อนที่จากจุดสมดุลและส่งผ่านพลังงานไปยังอนุภาคถัดไป
จากนั้นก็พูดถึงกายวิภาคของเคลื่อนเมื่อนำมาเขียนเป็นกราฟระหว่างการกระจัดกับเวลา y-t diagram) จากกราฟนั้น เราสามารถเขียนเป็นฟังก์ชั่นได้ดังนี้
y=Asin ωt or y = Acos ωt
ระยะทางระหว่างจุดสองจุดซึ่งมีมุมเฟสเดียวกันและอยู่ถัดไป เรียกว่า ความยาวคลื่น (หน่วยเป็นเมตร)
จำนวนลูกคลื่นในหนึ่งหน่วยเวลาเรียกว่าความถี่ หน่วยคือ ต่อเวลา
เวลาที่อนุภาคเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ เรียกว่า คาบ หน่วยคือ วินาที
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณทั้งสามนี้คือ
อัตราเร็วของคลื่น = ความยาวคลื่น x ความถี่ของคลื่น
การเขียนสมการแสดงการเคลื่อนที่ของคลื่นอาจเขียนได้อีกแบบหนึ่งดังนี้
y(x,t) = y0sin k(x-vt) = y0sin(kx-ωt)
ถ้ามันเคลื่อนที่ไปในทิศทาง -x
y(x,t)=y0sin(kx+ωt)
เมื่อ k = 2π/λ
ตัวอย่างเช่น สมการคลื่นคือ y = 2sin 2π(x/30-t/0.01) จงหา
ก)แอมพลิจูด ==> 2 เมตร
ข) ความยาวคลื่น ==> 30 เมตร
ค) ความถี่ = 100 Hz
ง) อัตรเร็วของคลื่น
จ) เลขคลื่น
จากนั้นอาจารย์ก็พูดถึงคลื่นความขวาง
เคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเส้นเชือก
ความเร็วคลื่นในเส้นเชือก คือ v = √(F/u) m/s เมื่อ F คือแรงตึงในเส้นเชือก และ u คือ มวลต่อความยาวของเชือก มีหน่วยเป็น (kg/m)
แล้วก็ยกตัวอย่างว่า เชือกระดับยาว 5 m มวล 1.45 g เชือกต้องมีแรงดึงเท่าใด จึงจะทำให้ คลื่นความถี่ 120 Hz บนเชือกมีความยาวคลื่น 60 cm ซึ่งอาจารย์ก็ทำให้ดู ปรากฏว่าได้ความตึงของเชือก 1.5 N
แล้วก็พูดถึงคลื่นตามยาว
คือ คลื่นที่อนุภาคของตัวกลาง เคลื่อนที่ขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เกิดเป็นส่วนที่มีความหนาแน่นสูง (ส่วนอัด) และส่วนที่มีความหนาแน่นต่ำ(ส่วนขยาย) เช่น คลื่นเสียงในอากาศ
คลื่นนิ่ง
ถ้าคลื่นตั้งแต่ 2 ชุดขึ้น เคลื่อนที่ในตัวกลางเดียวกัน จะเกิดการแทรกสอด เกิดเป็นคลื่นรวม
- ถ้าคลื่นสองชุดใดๆ ที่มีแอมพลิจูด,ความถี่,และความเร็วเท่ากัน คลื่นรวมที่ได้ จะเป็นคลื่นนิ่ง
คลื่น 2 ชุดใดๆ y1 และ y2
y1 = y0sin(kx-ωt) และ y2=y0win(kx+ωt) ===> มันเคลื่อนที่สวนทางกัน
เอาคลื่นทั้งสองมารวมกันจะได้
y = y1+y2 ซึ่งจะได้
y = y0sin(kx-wt)+y0sin(kx+wt) = y0[sin(kx-wt)+sin(kx+wt)] โดยอาศัยความรู้จากวิชาตรีโกณมิติ เราจะได้
y = 2y0 sin(kx)cos(wt)
รูปกราฟที่ได้ก็คือ รูปกราฟที่เป็นคลื่นนิ่งที่เราเคยเห็นในหนังสือทั่วไป
โดย A = 0 เรียกว่า โหนด(Node) หรือบัพ
ช่วงนี้มีโทรศัพท์เข้า แล้วก็เบรก(หยุดพัก) รับกาแฟและเค้กที่ล้นไปด้วยครีมมันๆ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น