สวัสดีเดือนเมษายนนะคะ กลับมาพบกับพี่บิวและฟิตเพิ่มเกรดอีกเช่นเคย ฟิตเพิ่มเกรดวันนี้พี่บิวจะพาน้องๆ ไปรู้จักกับสมบัติของคลื่นกลทั้ง 4 แบบ น้องๆ บางคนคงจะเคยได้ยินเรื่องการสะท้อน หักเห แทรกสอด เลี้ยวเบนกันแล้ว เคยสงสัยไหมคะ ว่ามันคืออะไร เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของเราอย่างไง ถ้าน้องๆ เคยสงสัยมารู้จักกับสมบัติของคลื่นทั้ง 4 แบบพร้อมพี่บิวเลยค่ะ
สมบัติการสะท้อน
การที่คลื่นเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดคลื่นไปเจอสิ่งกีดขวางและสะท้อนกลับมาที่แหล่งกำเนิดเดิม สมบัติการสะท้อนเป็นสมบัติที่พบเจอได้บ่อยๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น ถ้าพี่บิวคุยกับเพื่อนในถ้ำแล้วพี่บิวได้ยินเสียงตัวเองสะท้อนกลับมา นั่นก็เพราะว่า เสียงที่พี่บิวปล่อยออกไปจากแหล่งกำเนิด (ตัวพี่บิว) ไปเจอสิ่งกีดขวาง (ผนังถ้ำ) มันสะท้อนกลับมาหาตัวพี่บิวที่เป็นแหล่งกำเนิดนั่นเอง และตัวอย่างการสะท้อนอื่นๆ ที่พบเจอได้บ่อยๆ เช่น เงาของตัวเราในกระจก, การสะท้อนสิ่งของในน้ำ
กฎของการสะท้อน
– มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ (\(\theta_{1}=\theta_{2}\))
– คลื่นตกกระทบ เส้นปกติ คลื่นสะท้อนอยู่ในระนาบเดียวกัน
สมบัติการหักเห
สมบัติการหักเหเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเดินทางผ่านตัวกลาง 2 ตัว เช่น เช่น ถ้าพี่บิวเอาหลอดจุ่มลงในน้ำพี่บิวจะเห็นหลอดขนาดใหญ่และหักงอกว่าความเป็นจริง นั่นก็เพราะว่าอยู่ในตัวกลางที่ต่างชนิดกันนั่นเอง (อากาศกับน้ำ), การมองเห็นสิ่งต่างๆที่อยู่ในน้ำอยู่ตื้นกว่าความเป็นจริง, ภาพลวงตาแอ่งน้ำบนถนน
กฎการหักเห
– กฎของสเนลล์ (Snell’s Law)
\(\frac{sin\theta_{1}}{sin\theta_{2}}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{\lambda_1}{\lambda_2}\)
– ความถี่คงที่แต่ความเร็วและความยาวคลื่นจะเปลี่ยนแปลง
– มุมวิกฤต คือ มุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหเป็น 90 องศา
– การสะท้อนกลับหมด เกิดขึ้นเมื่อมุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤติ
สมบัติการแทรกสอด
การแทรกสอดเกิดขึ้นเมื่อคลื่น 2 ขบวนเคลื่อนที่มาพบกัน เช่น ถ้าพี่บิวหยดน้ำลงในอ่างน้ำ 2 หยดพร้อมๆ กันแล้วผิวน้ำในอ่างจะเกิดคลื่น 2 ลูกที่ไหลมารวมกัน
ขอบคุณรูปภาพจาก joshvalphoto
การแทรกสอดของคลื่นมี 2 แบบคือ
– แบบเสริมกัน (ปฏิบัพ) เกิดจากสันคลื่นมาเจอกับสันคลื่นหรือท้องคลื่นมาเจอกับท้องคลื่น
\(\left\vert {S_1}P\,-{S_2}P \right\vert\)\(\,=\,n{\lambda}\)
\(dsin\theta = n\lambda\)
โดยที่ \({\,}n = 0, 1, 2, …\)
– แบบหักล้างกัน (บัพ) เกิดจากสันคลื่นมาเจอกับท้องคลื่น
\(\left\vert {S_1}P\,-{S_2}P \right\vert\)\(\,=\,(n-\frac{1}{2}){\lambda}\)
\(dsin\theta = (n-\frac{1}{2})\lambda\)
โดยที่ \(n = 1, 2, 3, …\)
โดยที่ \(P\) คือ จุดที่เราสนใจ
\(S_1 , S_2\) คือ แหล่งกำเนิดคลื่น
\(d\) คือ ความกว้างของสลิต
สมบัติการเลี้ยวเบน
การเลี้ยวเบนคือการที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวางแล้วเคลื่อนที่อ้อมไปด้านหลังสิ่งกีดขวางนั้นได้ เช่น การที่พี่บิวได้ยินเสียงเพื่อนคุยกันอยู่คนละห้องโดยที่พี่บิวไม่เห็นตัวเพื่อน, น้ำไหลผ่านซอกหินแล้วเกิดเป็นคลื่นลูกใหม่
ขอบคุณรูปภาพจาก flickr
กรณีที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องเล็กๆ (สลิต) คลื่นที่เลี้ยวเบนออกไปอาจทำให้เกิดแนวบัพได้
เป็นยังไงบ้างคะ รู้จักกับคลื่นมากขึ้นหรือเปล่าถ้ายังไม่พอพี่บิวแนะนำคอร์สติวเรื่องคลื่นเพิ่มเติมกับคอร์สพิชิต TCAS คลื่น แสง เสียง
และถ้าน้องๆ อยากเตรียมความพร้อมก่อนเรียน พี่บิวแนะนำคอร์สเก่งฟิสิกส์ ม.4 เทอม 1 และคอร์สเก่งฟิสิกส์ ม.5 เทอม 1 สอนโดย อ.หลิน ดร.สลิลพร กิตติวัฒนากูล อ.พิเศษภาควิชาวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์วัสดุ University of Virginia มหาวิทยาลัยชั้นนำของสหรัฐอเมริกาและอ.ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
โอกาสที่จะได้เรียนกับตัวจริงด้านฟิสิกส์แบบนี้มีไม่บ่อยห้ามพลาดนะคะ และถ้าน้องๆ มีข้อสงสัยอยากสอบถามพี่บิวเพิ่มเติมสามารถสอบถามเข้ามาได้เลยที่ line @schooldekd หรือ facebook : schooldekd แล้วกลับมาพบกับพี่บิวอีกครั้งกับฟิตเพิ่มเกรดคราวต่อไปนะคะ สวัสดีค่ะ 😀
