คลื่นกล  เมื่อจับเชือกเส้นหนึ่งให้อยู่ในแนวราบโดยปลายหนึ่งตรึงไว้กับผนัง แล้วจับอีกปลายหนึ่งสบัดขึ้นลงดังรูปด้านซ้ายมือ การที่เราออกแรงสบัดปลายเชือกเป็นการให้พลังงานแก่เส้นเชือก พลังงานจะถูกถ่ายโอนผ่านเส้นเชือกไปยังปลายเชือกด้านที่ติดกับผนัง การถ่ายโอนพลังงานผ่านเส้นเชือกจะทำให้มีคลื่นเกิดขึ้น ซึ่งมีทิศทางในแนวราบ แต่อนุภาคของเส้นเชือกจะสั่นขึ้นลงในแนวดิ่งเท่านั้น ไม่ได้เคลื่อนที่ไปตามแนวราบกับคลื่น คลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่อย่างนี้ เรียกว่า คลื่นกล ตัวอย่างของคลื่นที่พบเสมอในชีวิตประจำวัน เช่น คลื่นเสียง คลื่นน้ำ คลื่นบนเส้นเชือก |
 ตัวอย่างของคลื่นบนสปริง ที่เรียกว่าคลื่นกล  ตัวอย่างของคลื่นบนเส้นเชือก ที่เรียกว่าคลื่นกล |
คลื่นตามขวางในเส้นเชือก
3.http://www.rsu.ac.th/science/physics/pom/physics_2/wave/wave_4.htm
| ฟังค์ชันคลื่น | ||||||||
| คลื่นมีลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคเป็นแบบฮาร์โมนิก ดังนั้นการกระจัดของอนุภาค y จะมีรูปแบบเหมือน สมการการเคลื่อนที่ แบบฮาร์โมนิกด้วย ดังนั้นถ้าพิจารณาการเคลื่อนที่ของคลื่น โดยให้เฟสเริ่มต้นเท่ากับศูนย์ สมการการเคลื่อนที่ของคลื่นหรือเรียกว่า ฟังค์ชันคลื่น ซึ่งก็คือฟังค์ชันที่แสดงตำแหน่งของอนุภาคใดอนุภาคหนึ่งบนคลื่น เป็นดังนี้ | ||||||||
| ||||||||
| โดยที่ A แทนอัมปลิจูดของคลื่น หรือการกระจัดสูงสุดของคลื่น | ||||||||
 แทนความถี่เชิงมุม (angular Frequency) โดยที่ =  =  มีหน่วยเป็นเรเดียนต่อวินาที (rad/s) | ||||||||
| ดังนั้น | ||||||||
| ||||||||
เมื่อเวลาผ่านไป คลื่นเคลื่อนที่ไปทางขวาด้วยอัตราเร็วเฟส  ได้ระยะทาง  จะได ้  เขียนฟังค์ชันคลื่นเป็นดังนี้ | ||||||||
|
4.http://www.rsu.ac.th/science/physics/pom/physics_2/wave/wave_6.htm
| การซ้อนทับของคลื่น (Superposition) | ||
| ถ้าคลื่น 2 ขบวน เคลื่อนที่มาซ้อนกัน โดยถ้าคลื่นทั้งสองมีเฟสตรงกัน คลื่นรวมจะมีอัมปลิจูดสูงขึ้น เรียกการรวมกันของคลื่น แบบนี้ว่าการแทรกสอดแบบเสริมกัน (Constructive Interference) แต่ถ้าคลื่นทั้งสองมีเฟสตรงข้ามกัน คลื่นรวมจะมีอัมปลิจูด ลดลงเรียกการรวมกันแบบนี้ว่า การแทรกสอดแบบหักล้าง (Destructive Interference) ดังรูป | ||
|
| คลื่นนิ่งในเส้นเชือกที่ตรึงปลายทั้ง 2 ข้าง | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ถ้าเชือกยาว L ถูกขึงตรึงที่ปลายทั้งสองข้าง เมื่อเชือกถูกดีดจะทำให้เกิดคลื่นตามขวางขึ้นในเส้นเชือกคลื่นตรงปลายที่ตรึงแน่น ทั้งสองข้างจะเป็นตำแหน่งบัพ (node) โดยระหว่างปลายตรึงจะเกิดกี่บัพก็ได้ ดังรูป | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
= 
L
6.http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science04/78/2/sound1/htmls/6.html
เป็นปรากฎการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง 2 ขบวน
ที่มีความถี่แตกต่างกันเล็กน้อย
และเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวมคลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน
ทำให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป
เป็นผลทำให้เกิดเสียงดังเสียงค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง
ความถี่ของบีตส์ หมายถึง เสียงดังเสียงค่อยที่เกิดขึ้นสลับกันในหนึ่งหน่วยเวลา
เช่น ความถี่ ของบีตส์เท่ากับ 7 รอบ/วินาที
หมายความว่าใน 1 วินาที จะมีเสียงดัง 7 ครั้ง และเสียงค่อย 7 ครั้ง
7.http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science04/78/2/sound1/htmls/5.html
คุณสมบัติของคลื่นเสียง
1 การสะท้อนของเสียง คือ เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียง
ตกกระทบวัตถุแล้วสะท้อนกลับมาที่เดิม
เสียงสะท้อนกลับ คือเสียงที่สะท้อนกลับมาสู่หู
ช้ากว่าเสียงที่ตะโกนออกไปเกิน วินาทีหูจึงจะสามารถ
แยกเสียงที่ตะโกนกับเสียงสะท้อนกลับมาได้
การสะท้อนของคลื่นจะเกิดขึ้นได้ีเมื่อวัตถุหรือสิ่งกีด
ขวาง มีขนาดโตกว่าความยาวคลื่นที่ตกกระทบ
2 การหักเหของเสียง
จะเกิดการหักเหเช่นเดียวกับคลื่นผิวน้ำเช่นเห็นฟ้าแลบ
โดยไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องเนื่องจากคลื่นเสียงเคลื่อนที่
ผ่านอากาศร้อนได้เร็วกว่าอากาศเย็นอัตราเร็วของเสียง
จึงน้อยกว่าบริเวณใกล้ผิวโลก
3 การแทรกสอดของเสียง
เสียงมีคุณสมบัติสามารถ
แทรกสอดกันได้เมื่อฟังเสียงบริเวณที่มีการแทรกสอด
กันจะได้ยินเสียงดังค่อยต่างกันซึ่งจะได้ศึกษาต่อไป
4 การเลี้ยวเบนของเสียง
เสียงสามารถเคลื่อนที่อ้อมสิ่งกีดขวางไปด้านหลังของ
สิ่งกีดขวางได้ เช่นเดียวกับ คลื่นผิวน้ำ ซึ่งจะพบเห็นใน
ชีวิตประจำวันอยู่เสมอ
8.http://mysoulmate.site40.net/1_8_The-Doppler-Effect.html
The Doppler Effect
The Doppler effect can be observed for any type of wave - water wave, sound wave, light wave, etc. We are most familiar with the Doppler effect because of our experiences with sound waves. Perhaps you recall an instance in which a police car or emergency vehicle was traveling towards you on the highway. As the car approached with its siren blasting, the pitch of the siren sound (a measure of the siren's frequency) was high; and then suddenly after the car passed by, the pitch of the siren sound was low. That was the Doppler effect - an apparent shift in frequency for a sound wave produced by a moving source.
ปรากฏ การณ์ดอปเปลอร์สามารถสังเกตได้จาก คลื่นน้ำ คลื่นเสียง คลื่นเสียง เป็นต้น เช่น เสียงไซเลนของรถพยาบาลเมื่อเข้ามาใกล้เราจะมีความถี่มาก ทำให้เราได้ยินเสียง-แหลม แต่เมื่อเคลื่อนที่ใกล้ออกไปเสียงจะทุ้มลง ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ นี้เกิดขึ้นที่ความถี่ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดเสียง
9.http://physicsst59.exteen.com/20080815/entry-9
ประโยชน์คลื่นเสียง | ||||
| ||||
| 1. ด้านการแพทย์ | ||||
| ||||
| 2. ด้านวิศวกรรมและอุตสาหกรรม | ||||
| ||||
3. ด้านธรณีวิทยา | ||||
| 4. ด้านประมง ใช้เครื่อง SONAR ( Sound Navigation and Ranging ) ส่งคลื่นเสียงหาฝูงปลา | ||||
การหักเหเกิดจากการที่คลื่นมีอัตราเร็วในตัวกลางไม่เท่ากันนั่นคือ เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางหนึ่งผ่านรอยต่อเข้าไป
ในอีกตัวกลางหนึ่งปริมาณของคลื่นที่เปลี่ยนไปคือ อัตราเร็ว 
ความยาวคลื่น 
แต่ปริมาณที่มีค่าคงเดิมคือความถี่ 
ในกรณีของคลื่นน้ำ อัตราเร็วของคลื่นจะขึ้นอยู่กับความลึก คือ 
เมื่อ v = อัตราเร็วคลื่นผิวน้ำ
g = ความเร่งโน้มถ่วงของโลก
d = ความลึกของน้ำ
จากการทดลอง พบว่าการหักเหเป็นไปตาม "กฎของสเนล" (Snell's Law) คือ
“ สำหรับตัวกลางคู่หนึ่ง ๆ อัตราส่วนของค่า sine ของมุมในตัวกลางตกกระทบ (ตัวกลางที่ 1 
) ต่อค่า sine ของมุมในตัวกลางหักเห
( ตัวกลางที่ 2 
) จะมีค่าคงที่เสมอ ”
จากกฎของสเนล เขียนเป็นสมการได้ว่า
หรือ
เมื่อ คือ มุมตกกระทบในตัวกลาง 1 คือ มุมหักเหในตัวกลาง 2
คือ อัตราเร็วของคลื่นตกกระทบในตัวกลาง 1
คือ อัตราเร็วของคลื่นหักเหในตัวกลาง 2
คือ ความยาวคลื่นตกกระทบในตัวกลาง 1
คือ ความยาวคลื่นหักเหในตัวกลาง 2
ในกรณีที่คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีอัตราเร็วต่ำผ่านรอยต่อไปยังตัวกลางที่มีอัตราเร็วสูงทำให้
มุมตกกระทบมีค่าน้อยกว่ามุมหักเห กรณีนี้อาจทำให้เกิดมุมวิกฤต หรือเกิดการสะท้อนกลับหมดได้
มุมวิกฤต( 
) คือ มุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหเป็น 90°
ในการคำนวณมุมวิกฤต เขียนเป็นสมการได้ว่า 
การสะท้อนกลับหมด คือ การหักเหที่มุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤต ทำให้คลื่นเคลื่อนที่กลับในตัวกลางเดิม
และเป็นไปตามกฎการสะท้อน
12.http://www.northeducation.ac.th/elearning/ed_sc30/chap06/sc6130_4.html
การเลี้ยวเบน (diffraction) เมื่อมีสิ่งกีดขวางการเคลื่อนที่ของคลื่นจะมีการสะท้อนกลับบางส่วน และอีdส่วนจะมีการแผ่จาก ขอบของสิ่งกีดขวางอ้อมไปด้านหลัง ปรากฏการเคลื่อนที่แบบนี้เรียกว่า การเลี้ยวเบนของคลื่น | ||
| ||
ภาพ ลักษณะการเลี้ยวเบนของคลื่นน้ำผ่านสิ่งกีดขวาง |
13.http://physicsst59.exteen.com/20080815/entry-1
สรุปสูตรจากสมบัติโดยทั่วไปของเสียงและคลื่นทั่วไป
สิ่งที่ต้องการหา | สูตร |
ความเร็วเสียงในอุณหภูมิต่าง ๆ | Vt= 331+0.6t |
ความเร็วเสียง | V = fl |
ความเร็วเสียง | V = s/t |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงดัง | S1P- S2P = nl |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงดัง | dsinq = nl |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงดัง | |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงค่อย | S1P- S2P = (n-1/2)l |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงค่อย | dsinq = (n-1/2)l |
สูตรที่ใช้ในการแทรกสอดของเสียงค่อย |
สิ่งที่ต้องการหา | สูตร |
ความถี่บีตส์ | fB= f1-f2 |
ความเข้มเสียง(I) | I=W/At = P/A = P/4pR2 |
การเปรียบเทียบค่าความเข้มเสียงของ 2 สถานที่ซึ่งมีแหล่งกำเนิดเดียวกัน | |
ระดับความเข้มเสียง(b) | |
หาความต่างของระดับความเข้มเสียง | b1-b2= b1-b2 = |
15.http://www.sa.ac.th/winyoo/mechanicswave/wa_resonace.htm
การสั่นพ้อง (Resonance)
ถ้าเป็นคลื่นเสียงก็จะทำให้เสียงดังมากขึ้น จนอาจทำให้วัตถุเสียหายได้ หรือเกิดความรำคาญได้
การสั่นพ้องเกิดขึ้นได้ 2 แบบคือ
1. การสั่นพ้องด้วยแรง หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการออกแรงกระทำกับวัตถุเป็นจังหวะที่มีความถี่
เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุเป็นเวลานาน
เมื่อลมพัดที่ความเร็วคงตัวค่าหนึ่งเป็นเวลานาน ซึ่งแรงลมพอดีกับความถี่ธรรมชาติของสะพาน
ทำให้สะพานเกิดการสั่นพ้อง แอมปลิจูดของการสั่นที่มากขึ้นทำให้สะพานขาด
2. การสั่นพ้องด้วยคลื่น หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการส่งคลื่นที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ
ของวัตถุกระทบกับวัตถุเป็นเวลานาน
ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency)
เมื่อทำให้วัตถุสั่นหรือแกว่งอย่างอิสระ วัตถุจะสั่นหรือแกว่งด้วยความถี่คงที่ค่าหนึ่ง ซึ่งเรียกความถี่นี้ว่า
“ความถี่ธรรมชาติ”
1. ความถี่ธรรมชาติในการแกว่งของลูกตุ้ม
รูป การแกว่งของลูกตุ้ม
2. ความถี่ธรรมชาติในการสั่นของมวลติดสปริง
รูป แสดงการสั่นของมวลติดสปริง
3. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเส้นเชือกที่ขึงตึง
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในเส้นเชือก ที่ขึงตึง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามยาวคลื่นได้หลายค่า
หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ 
เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n
เนื่องจากอัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือกมีค่าขึ้นอยู่กับความตึงเชือก T และมวลต่อหน่วยความยาว μ
ดังนั้นจึงเขียนได้ว่า 
4. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของลำอากาศในท่อ
4.1 ท่อปลายปิดข้างหนึ่ง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ
ปลายปิดจะเป็นตำแหน่งบัพ(ของการกระจัด)
ปลายเปิดจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อปิดด้านหนึ่ง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า
หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 3, 5, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ 
4.2 ท่อปลายเปิดสองข้าง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายเปิดทั้งสองข้าง
จะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อเปิดสองด้าน ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า
หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้น
ซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ
5. ความถี่ธรรมชาติของวัตถุแผ่นบาง แผ่นวัตถุบางที่อ่อนตัวและถูกขึงให้ตึงหรือตรึงขอบได้ เช่น แผ่นหน้ากลอง
เมื่อทำให้สั่นจะสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติได้หลายค่า
การศึกษาเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของแผ่นวัตถุบางนี้มีประโยชน์มากในการออกแบบไดอะแฟรมของลำโพง
รูป แสดงการสั่นที่ความถี่ธรรมชาติของแผ่นบางรูปวงกลม
สีดูอ่อนไปหน่อย
ตอบลบตกแต่งเพิ่มก็น่าจะดี
รู้ว่างานน่าจะครบ(มั้ง)
ให้ 95 คะแนน