Rajabhat ChiangMai University Lecture 8 : คลื่น · - คลื่นกล (Mechanical...

Lecture 8 : คลน

Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University Fundamental Physics

ทมาและการก าเนดคลน

ชนดของคลน

องคประกอบของคลน

คณสมบตของคลน

การสงถายพลงงานความรอน

ทมาและการก าเนดของคลน (น า)

ทมาและการก าเนดคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ทมาและการก าเนดของคลน (ในเสนเชอก)

ทมาและการก าเนดคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

1. แบงตามลกษณะการอาศยตวกลาง

ชนดของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

- คลนกล (Mechanical wave) : อาศยตวกลาง

- คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnatic wave) : ไมอาศยตวกลาง

2. แบงตามลกษณะการเคลอนท

ชนดของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://ebook.nfe.go.th/nfe_ebook/data_o_ebook/html/021/176.htm

คลนตามยาว (Longitudinal wave) :

ตวกลางเคลอนทแนวเดยวกบการเคลอนทของคลน

คลนตามขวาง (Transverse wave) :

ตวกลางเคลอนทแนวตดขวางกบการเคลอนทอของคลน

2. แบงตามลกษณะการเกด

ชนดของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/basic/basic1/fix.gif

http://4.bp.blogspot.com/-2-ZlEp5v8lo/TmyLjXxN0fI/AAAAAAAAAts/vPzBUx-du_M/s1600/wavbeh1.gif

คลนดล (Pulse wave) :

คลนทเกดเพยงคร งเดยว

คลนตอเนอง (Continuous wave) :

คลนทเกดขนแบบตอเนอง

องคประกอบของคลน

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/pendulum3.gif

https://sites.google.com/site/bdjuntasan/fisiks-4/swn-prakxb-khxng-khlun

คอ จ านวนรอบทคลนเคลอนทไดในระยะเวลา 1 s (รอบ/s)

หรอ Hz (เฮรท)

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ความถ (Frequency; f)

http://www.atom.rmutphysics.com/CHARUD/scibook/wave5/equation/frequency.html

คอ ระยะเวลาทคลนเคลอนทครบ 1 รอบ มหนวยเปน s (s/รอบ)

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

คาบ (Period; T)

http://www.atom.rmutphysics.com/CHARUD/scibook/wave5/equation/equation.html http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/95/wave1/wave_2.htm

s

m

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ความถ (Frequency; f) & คาบ (Period; T)

ค าถาม

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ความยาวคลน ( )

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://www.atom.rmutphysics.com/CHARUD/scibook/wave5/equation/velocity.html

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ตวอยางการเกดคลนสนาม

ชนดของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://www.fisho.com/blog/rat/image/3234_1.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/21/Tsunami_comic_book_style.png

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ตวอยางท 1

ในการส นเชอกทมความยาวมากเสนหนง ปรากฏวาหลงจาก

การส น 0.5 วนาท ท าใหเกดคลนดงรป

ก) ความยาวของคลนนมคาเทาใด

ข) อตราเรวของคลนบนเสนเชอกนมคาเทาใด

ค) คาบของการเคลอนทของคลนนมคาเทาใด

ง) ความถของคลนนมคาเทาใด

องคประกอบของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การบาน 1

ในการส นเชอกทมความยาวมากเสนหนง ปรากฏวาหลงจาก

การส น 3 วนาท ท าใหเกดคลนดงรป

ก) ความยาวของคลนนมคาเทาใด

ข) อตราเรวของคลนบนเสนเชอกนมคาเทาใด

ค) คาบของการเคลอนทของคลนนมคาเทาใด

ง) ความถของคลนนมคาเทาใด

5 10 15

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

1. การสะทอน (Reflection)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

ตวอยางท 2

• กลาสเรอเคาะทองเรอดวยคอน เกดเสยงสะทอนจากกนมหาสมทรกลบมาถงตวเขาในเวลา 0.50 วนาท หลงจากเคาะ อยากทราบวากนมหาสมทรลกจากเรอเทาใด ใหความเรวเสยงในน าทะเลเปน 1500 m/s (375)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การบาน 2

• กลาสเรอเคาะทองเรอดวยคอน เกดเสยงสะทอนจากกนมหาสมทรกลบมาถงตวเขาในเวลา 0.50 วนาท หลงจากเคาะ อยากทราบวากนมหาสมทรลกจากเรอเทาใด ใหความเรวเสยงในน าทะเลเปน 1500 m/s (375)

10

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

2. การหกเห (Refraction)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

2. การหกเห (Refraction) (ตอ)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

3. การแทรกสอด (Interference)

http://newt.phys.unsw.edu.au/jw/strings.html

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

3. การแทรกสอด (Interference) (ตอ)

http://4.bp.blogspot.com/--v7qQUqCHx8/Ti9mjwXb43I/AAAAAAAAAS8/hObgumY6FLQ/s1600/nodes+and+antinodes.png

คลนนง (Standing wave)

คอการแทรกสอดของคลนตอเนอง 2 ขบวนทเกดจากแหลงก าเนดอาพนธ

ซงเคลอนทเขาหากนในตวกลางเดยวกน ท าใหเราเหนต าแหนงบพและปฏบพ

ทเกดขนมต าแหนงทอย คงทแนนอน ไมมการยายต าแหนง

- จดบพ (Node) : ต าแหนงไมมการสนเลย

- ปฏบพ (Antinode) : ต าแหนงทสนไดมากทสด

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

3. การแทรกสอด (Interference) (ตอ)

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/standing2.html

คลนนงจากปลายตรงทงสองขาง

(Two fixed end)

คลนนงจากปลายอสระทงสองขาง

(Two free end)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

3. การแทรกสอด (Interference) (ตอ)

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/standing3.html

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

3. การแทรกสอด (Interference) (ตอ)

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/standing3.html

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6/wave/standing3.html

การบาน 3 คลนนงในเสนเชอกทยาว 1 m มจ านวน 5 loop

ถาความถของการสนมคาเทากบ 50 Hz จงหาวา

ก) ความเรวของคลนนในเสนเชอกมคาก m/s

ข) ความยาวคลนมคาเทาใด

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

4. การเลยวเบน (Diffraction)

http://www.youtube.com/watch?v=BH0NfVUTWG4

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

4. การเลยวเบน (Diffraction)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

4. การเลยวเบน (Diffraction) (ตอ)

http://www.surendranath.org/Applets/Optics/Slits/SingleSlit/SS.html

การเลยวเบนผานชองเดยว (Single slit diffraction)

คณสมบตของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

4. การเลยวเบน (Diffraction) (ตอ)

http://www.surendranath.org/Applets/Optics/Slits/DoubleSlit/DS.html

การเลยวเบนผานชองค (Double slit diffraction)

คลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การสงถายพลงงานของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การน าความรอน (conduction) : อนภาคของสอตวกลางไม

เคลอน ท าหนาทเพยงสงถายพลงงาน

http://tdflashzone.net23.net/index.php?p=2_73 http://www.aos.wisc.edu/~aalopez/aos101/wk5/heatrans.jpg

การสงถายพลงงานของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การพาความรอน (convection) : อนภาคของสอตวกลางเปนตว

เคลอนทพาความรอนไปดวย

http://tdflashzone.net23.net/index.php?p=2_52 http://www.aos.wisc.edu/~aalopez/aos101/wk5/heatrans.jpg

การสงถายพลงงานของคลน Department of Physics

Rajabhat ChiangMai University

การแผรงสความรอน (radiation) : ไมอาศยตวกลางในการสง

ถายพลงงาน

http://www.goalfinder.com/images/SPHPHE1/greenhouse-earth-2.jpg http://www.aos.wisc.edu/~aalopez/aos101/wk5/heatrans.jpg