บทท 3 คลน (waves)

การเคลอนทของคลน เปนการถายทอดพลงงานจากแหลงกาเนดไปยงบรเวณรอบขาง โดยอาศยสมบตของการสนของอนภาคตวกลาง คลนมหลายประเภทดวยกน เชน คลนกล คลน

เสยง คลนนา คลนแมเหลกไฟฟา ในชวตประจาวนของทกคนจะสมผสกบคลนหลายชนดตลอดเวลาอยางไมรตว เชนในขณะทนกเรยนกาลงอานหนงสออยน นกเรยนกกาลงสมผสกบ

คลนเสยง คลนแสง คลนวทย คลนโทรศพท รงสอนฟราเรด รงสอลตราไวโอเลต ฯลฯ

รป 3.1 ในหองสมดหรอหองเรยนมคลนหลายอยาง ทงทมองเหนและมองไมเหน

เนองจากทกคนอยทามกลางคลนหลายชนดตลอดเวลา และทกคนกใชประโยชนจากคลนอยาง

มากมาย เชน ใชคลนเสยง คลนแสง คลนโทรศพท คลนโทรทศน คลนวทย คลนไมโครเวฟ

คลน - 81

คลนเรดาร ฯลฯ ดงนนนกเรยนจงจาเปนตองเรยนรเกยวกบเรองของคลน ในระดบนจะกลาวถง

เฉพาะคลนกลเทานน เนองจากเปนคลนทมองเหนและสมผสได และศกษาไดงายกวาคลนชนด

อน

3.1 การจาแนกประเภทของคลน

คลนเปนการเคลอนทรปแบบหนง ถาใชเกณฑเกยวกบการใชตวกลางในการ

เคลอนท จะจาแนกคลนไดเปน 2 ประเภท คอ 3.1.1 คลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท 3.1.2 คลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

นกเรยนสามารถชม VDO เกยวกบคลนกล ไดจาก

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave2.htm

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave3.htm www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave4.htm www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave1.htm

3.1.1 คลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

คลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท เรยกวา “คลนกล (mechanical

wave)” ไดแก คลนเสยง คลนนา คลนในเสนเชอก คลนในสปรง คลนแผนดนไหว ฯลฯ คลน

เหลานสามารถถายโอนพลงงานโดยอาศยสมบตความยดหยนของตวกลาง

รป 3.2 คลนกล

คลน - 82

นกเรยนสามารถดการทดลองเสมอนจรงเรองคลนนา ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/physics2000/ritphysics/wave_particles/thai 2-waves.htm 3.1.2 คลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

คลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ไดแก คลนแมเหลกไฟฟาทกชนด คลน แมเหลกไฟฟาเปนคลนชนดเดยวทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท จงสามารถเคลอนทไปใน สญญากาศได คลนแมเหลกไฟฟาไดแก คลนวทย คลนไมโครเวฟ คลนแสง รงสเอกซ รงสแกมมา เปนตน

รป 3.3 คลนแมเหลกไฟฟา

ถาใชลกษณะการเคลอนทของอนภาคตวกลาง เปนเกณฑในการจาแนกประเภทของ

คลน จะจาแนกคลนไดเปน 2 ประเภท คอ

1) คลนตามขวาง (transverse wave) หมายถงคลนทอนภาคตวกลางเคลอนทใน แนวทตงฉากกบทศทางการเคลอนทของคลน คลนชนดนไดแก คลนในเสนเชอก คลนนา และ

คลนแมเหลกไฟฟาทกชนด

นกเรยนสามารถศกษา การทดลองเสมอนจรงเรองคลนตามขวาง ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/oldnews/37/wave/wave1/Twave01.html

คลน - 83

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/index.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/Explore/TransandLong/TransandLong.htm www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/Twave01Applet.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/HarmonicsApplet.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/TwaveRefTranApplet.html

รป 3.4 คลนตามขวางในเสนเชอก

2) คลนตามยาว (longitudinal wave) หมายถงคลนทอนภาคของตวกลาง

เคลอนทในแนวเดยวกบทศทางการเคลอนทของคลน คลนชนดนไดแก คลนในสปรง คลนเสยง

รป 3.5 คลนตามยาวในสปรง

คลน - 84

นกเรยนสามารถศกษาการทดลองเสมอนจรง เรองคลนตามยาว ไดจาก

www.rmutphysics.com/physics/oldfront/95/sound1/sound_1.htm www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Lwave.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/Lwave01Applet.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/Lwave02Applet.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/applet1/applet%20physics/phe/stlwavesthai.htm 3.2 องคประกอบของคลน

รป 3.6 สวนประกอบของคลน

สนคลน (crest) เปนตาแหนงสงสดของคลน หรอเปนตาแหนงทมการกระจดสงสดในทศขนขางบน

ทองคลน (trough) เปนตาแหนงตาสดของคลน หรอเปนตาแหนงทมการกระจดสงสดในทศลงขางลาง

แอมพลจด (amplitude; A) เปนระยะการกระจดมากสด ทงคาบวกและคาลบ

ความยาวคลน (wavelength ;λ ) เปนความยาวของคลนหนงลก มคาเทากบ

ระยะหางระหวางจดทมเฟสเดยวกนของคลนลกหนงกบคลนลกถดไป เชนระยะหางระหวางสน

คลนของคลนลกหนงกบสนคลนของคลนลกถดไป

คลน - 85

รป 3.7 ความยาวคลน

ความถ (frequency; f) หมายถง จานวนลกคลนทเคลอนทผานตาแหนงใดๆ ในหนง

หนวยเวลา

รป 3.8 ความถ

คาบ (period; T) หมายถง ชวงเวลาทใชในการสงคลนหนงลกออกไป

รป 3.9 คาบ

คลน - 86

นกเรยนสามารถทาการทดลองเสมอนจรงเรองคาบของคลน ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/physics2000/ritphysics/wave_particles/thai

8-wpwaves6.htm

อตราเรว ( speed) หาไดจากผลคณระหวางความยาวคลนและความถ หรอ v f λ=

นกเรยนสามารถศกษา การทดลองเสมอนจรงเรองลกษณะและชนดของคลน ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/oldnews/37/wave/wave1/waterwave.htm www.rmutphysics.com/charud/oldnews/37/wave/wave1/waveType.html

3.3 สมบตของคลน (wave properties)

คลนทกชนดจะมสมบต 4 อยาง คอ สะทอน หกเห แทรกสอด และ เลยวเบน

1) การสะทอน (reflection) เกดจากคลนเคลอนทไปกระทบสงกดขวาง แลวเปลยนทศกลบสตวกลางเดม ดงรป 3.10

รป 3.10 แสดงการสะทอนของคลน

คลน - 87

นกเรยนสามารถศกษา เรองการสะทอนของคลน ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/surendranath/TwaveRefTranApplet.html

2) การหกเห (refraction) เกดจากคลนเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง แลวทาใหอตราเรวและทศของคลนเปลยนไป ดงรป 3.11

(a)

(b)

รป 3.11 การหกเหของคลน

(a) แผนภาพการหกเหของคลน (b) การหกเหของคลนนา

3) การแทรกสอด (interference) เกดจากคลนนาสองขบวนเคลอนทมาพบกน แลว เกดการซอนทบกน ดงรป 3.12

(a)

(b)

รป 3.12 (a) การแทรกสอดกนของคลนนา (b) แผนภาพแสดงการแทรกสอด

คลน - 88

นกเรยนสามารถศกษา เรองการแทรกสอดของคลน ไดจาก

www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Interference2.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Interferencethai.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/applet1/applet%20physics/phe/interferencethai.htm

นกเรยนสามารถด VDO เกยวกบการแทรกสอดของคลน ไดจาก

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/index20.htm www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave5.htm

4) การเลยวเบน (diffraction)

เกดจากคลนเคลอนทไปพบสงกดขวาง แลวเคลอนทออมไปดานหลงของสงกด

ขวาง ดงรป 3.13

(a)

(b)

รป 3.13 (a) การเลยวเบนของคลนนา (b) การเลยวเบนของคลนวทย

นกเรยนสามารถศกษา เรองการเลยวเบน ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Diffraction3.html www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Diffraction2.html

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/C-K-NG/Diffraction.html

คลน - 89

การถายโอนพลงงานของคลน

คลนเปนการถายโอนพลงงานวธหนง สงทเคลอนทไปพรอมกบคลนคอพลงงาน เชน

เมอโยนกอนหนลงไปในนา ดงรป 3.14

รป 3.14 คลนนาทเกดจากการโยนกอนหนลงไปในนา

พลงงานจลนจากกอนหนจะเปลยนรปไปเปนพลงงานของคลนนา การสงเกตวาอนภาคของนา

ไมไดเคลอนทไปพรอมกบคลนทาไดโดยการโยนเมดโฟมลงไปในนาเรา จะพบวาเมดโฟมไมได

เคลอนทไปพรอมกบคลน แตเมดโฟมจะมการเคลอนทขน – ลงในแนวดง และสงทเคลอนทไป

พรอมกบคลนคอพลงงานทจะทาใหเรอ ทอยในนาบรเวณนนขยบขน – ลง ได ดงรป 3.15

(a)

(b)

รป 3.15 การถายโอนพลงงานของคลน

(a) อนภาคของนาสนขน – ลงในแนวดง (b) เรอโคลงเคลง เมอถกคลน

คลน - 90

3.4 เสยงและการไดยน

เนองจากเสยงกเปนคลนชนดหนง เชนเดยวกบคลนนา คลนในเสนเชอกหรอคลนใน

สปรง ดงนนเสยงจงตองมสมบตของคลนครบทง 4 ขอ คอ

1) สะทอน 2) หกเห

3) แทรกสอด 4) เลยวเบน และเราสามารถแสดงใหเหนไดวาเสยงมสมบตของคลนครบทงสขอ ดงน

1) สะทอน ตวอยางทแสดงใหเหนวาเสยงสามารถสะทอนได ไดแก การทเราตะโกนบรเวณหนาผาแลวมเสยงสะทอนกลบมา หรอการสะทอนของคลนโซนาร ดงรป 3.16

รป 3.16 การสะทอนของคลนเสยง

2) หกเห เสยงจะเกดการหกเหเมอเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง เชน ถา

บรเวณพนดนอากาศรอนกวาดานบน เสยงจะเดนทางเปนเสนโคงงอขนดงรป (a) แตถาบรเวณ

พนดนอากาศเยนกวาดานบน เสยงจะเดนทางเปนเสนโคงงอลง ดงรป (b)

(a)

(b)

รป 3.17 การหกเหของเสยง

คลน - 91

คลน - 92

นกเรยนสามารถศกษา การทดลองเสมอนจรงเรองสมบตของคลน ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/lectureonline/ritphysics/kap13/cd372.htm www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/applet1/applet%20physics/phe/huygensprthai.htm

ในชวตประจาวนของทกคนมความเกยวของกบเสยงตลอดเวลา เสยงเปนตวกระตนใหประสาทหมความรสกในการไดยน ในปจจบนมนษยมความรความเขาใจเกยวกบธรรมชาตของเสยงมากขน จงสามารถ

สงเคราะหเสยงตางๆขนมาได ดงรป 3.20

รป 3.20 เครองสงเคราะหเสยง

เสยงสามารถเคลอนทไดทงในตวกลางทเปนของแขง ของเหลว และแกส โดยเสยงเคลอนทใน

ของแขงไดดทสด รองลงมาคอของเหลวและแกสตามลาดบ

การถายทอดพลงงานของเสยง

คลนเสยงเปนการถายทอดพลงงานจากวตถทมการสน ผานตวกลางมายงหผฟง ในลกษณะของคลน คลนเสยงเปนคลนตามยาวเหมอนกบคลนในสปรง ดงนนเมอคลนเสยง

เคลอนทผานตวกลางใดๆ จงทาใหอนภาคของตวกลางนนๆสนกลบไปกลบมาในแนวเดยวกบทศ

การเคลอนทของคลนเสยงและการสนของอนภาคตวกลาง จะทาใหเกดคลนความดนในเนอของตวกลาง ดงรป 3.21

คลน - 93

(a)

(b)

รป 3.21 เปรยบเทยบลกษณะของคลนเสยงกบคลนในสปรง

(a) ลกษณะของคลนอดและคลนขยายของคลนเสยง

(b) ลกษณะของคลนอดและคลนขยายของคลนในสปรง

คลนเสยงสามารถเดนทางไดทงในของแขง ของเหลว และแกส โดยคลนเสยงเคลอนทในของแขง

ไดดทสด รองลงมาคอของเหลวและแกสตามลาดบ เสยงทกเสยงทเราไดยน เกดจากการสนสะเทอนของแหลงกาเนดเสยง เมอแหลงกาเนดเสยงสนสะเทอน จะถายทอดพลงงานใหกบโมเลกลของตวกลาง เปนทอดๆตอไป

เรอยๆ จากเหตผลดงกลาวทาใหคลนเสยงเดนทางในของแขงไดไดดกวาการเดนทางใน อากาศ

เพราะโมเลกลของแขงอยใกลชดกนมากกวาโมเลกลของของเหลวและแกส และคลนเสยงไม

สามารถเดนทางผานสญญากาศได เนองจากไมมตวกลาง

รป 3.22 เสยงเดนทางในของแขงไดดทสด

คลน - 94

3.4.1 คลนเสยงเกดขนไดอยางไร

คลนเสยง เกดจากการสนสะเทอนของแหลงกาเนด พลงงานจากการสนของ

แหลงกาเนด จะถกถายโอนใหแกอนภาคของตวกลางทอยรอบขาง สาหรบเสยงของมนษยเกด

จากการสนสะเทอนของเสนเสยงทอยในกลองเสยง (ลกกระเดอก) ดงรป 3.23

รป 3.23 เสนเสยงขณะมลมออกจากหลอดลม

เสยงของเครองดนตร กเกดจากการสนสะเทอน ดงรป 3.24

รป 3.24 เสยงจากแหลงกาเนด ชนดตางๆ

นกเรยนสามารถดวดโอเกยวกบเสยงและการไดยน ไดจาก

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/25/sound.htm

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/20/wave6.htm

www.atom.rmutphysics.com/charud/video/19/sound.htm

คลน - 95

3.4.2 ลกษณะของคลนเสยง

คลนเสยงเปนคลนตามยาวเหมอนคลนในสปรง ถาเราสามารถมองเหนโมเลกลของ

อากาศและฝนละอองได เราจะเหนอากาศมความหนาแนนเปลยนไป ดงรป 3.25

รป 3.25 คลนอดและคลนขยายทเกดขนในอากาศ

เมอคลนอดและคลนขยายของอากาศเคลอนทเขามาในหจะทาใหเยอแกวหสน และพลงงานจาก

การสนจะถกแปลงใหเปนสญญาณสงไปยงสมอง ทาใหสมองรบรและจาแนกเสยงตางๆ ได

รป 3.26 หเปนแหลงรบเสยงของมนษย

นกเรยนสามารถศกษา การทดลองเสมอนจรงเรองลกษณะของคลนเสยง ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/oldnews/37/wave/sound1/sound.htm

www.physics.umd.edu/lecdem/services/demos/demosh1/h1-02.htm

คลน - 96

3.4.3 การจาแนกประเภทของคลนเสยง ถาจาแนกประเภทของคลนเสยงโดยใชความถและการไดยนของมนษยเปนเกณฑจะ

จาแนกคลนเสยงไดเปน 3 ประเภท คอ

(1) คลนใตเสยง (infra sound or infrasonic) หมายถงเสยงทมความถตากวาเสยงท

มนษยไดยน คอเปนเสยงทมความถตากวา 20 Hz มนษยไมสามารถไดยนเสยงประเภทน เสยง

ประเภทนไดแก เสยงจาก คลนแผนดนไหว ภเขาไฟระเบด กอสราง หรอจากรถบรรทก ฯลฯ

(2) เสยงทมนษยไดยน (sound) หมายถงเสยงทกเสยงทมนษยไดยน เสยงประเภทนม

ความถอยระหวาง 20 - 20,000 Hz เชนเสยงทเราไดยนในชวตประจาวน

รป 3.27 เสยงทมนษยไดยน

(3) คลนเหนอเสยง (ultrasound or ultrasonic) หมายถงเสยงทมความถสงกวา

เสยงทมนษยไดยน เปนเสยงทมความถสงกวา 20,000 Hz มนษยไมสามารถไดยนเสยงประเภท

น แตคางคาว ปลาโลมา และสตวอกหลายชนด ไดยนเสยงน เสยงประเภทนไดแกเสยงจาก

นกหวดอลตราโซนกสทใชเปาเรยกสนข โดยทมนษยจะไมไดยนเสยงน

คลน - 97

รป 3.28 นกหวดอลตราโซนกส

3.4.4 ความดงของเสยง

ความดงของเสยง เปนปรมาณทแสดงถงพลงงานของเสยง เสยงดง คอเสยงทม

พลงงานมาก เสยงคอย คอเสยงทมพลงงานนอย ในทางวทยาศาสตรจะใชปรมาณทเรยกวา

ระดบความเขมของเสยง เปนตวบอกความดงของเสยง

- ความดงนอยทสดทหมนษยสามารถไดยนมคาประมาณ 0 dB ความดงระดบน

เรยกวา “ขดเรมของการไดยน”(threshold of hearing) ความดงขนาดนประมาณเทากบความดงของเสยงของนาฬกาทระยะหาง 6 เมตร

- ความดงของเสยงทมากทสดทหมนษยสามารถทนฟงไดมคาประมาณ 120 dB

ความดงระดบนเรยกวา “ขดเรมของความเจบปวด” (threshold of pain)

รป 3.29 เสยงทดงเกน 120 dB มนษยไมสามารถทนฟงได

คลน - 98

เครองมอทใชในการวดระดบความเขมของเสยง (ความดง) มชอวา sound level meter มลกษณะ

ดงรป 3.30

รป 3.30 เครองมอวดระดบความเขมของเสยง

ตารางเปรยบเทยบปรมาณตางๆเกยวกบเสยง

ตวอยาง ระดบความเขมเสยง

(dB) ความดนเสยง

(Pa) ความเขมเสยง

(w/m²) ระยะ30 m จากเครองบนเจต

140 200 100

ขดเรมของความ

เจบปวดแกวห

130 10

เสยงฟาผา 120 20 1 เรอยไฟฟา 110 0.1 ดสโกเทค 100 2 0.01

เครองเจาะถนน 90 0.001 เสยงบรเวณรมถนน 80 0.2 0.0001 เสยงเครองยนต 70 0.00001

คลน - 99

การสนทนาทวไป 60 0.02 0.000001 สานกงานทเงยบ 50 0.0000001 เสยงกระซบ 40 0.002 0.00000001

หองนอนในเวลา

กลางคน

30 0.000000001

เสยง Background ในหองอดเสยง

20 0.0002 0.0000000001

ใบไมรวง 10 0.00000000001 ขดเรมของการไดยน 0 0.00002 0.000000000001

3.4.5 คณภาพของเสยง (quality)

รป 3.32 เครองดนตรแตละชนดมคณภาพเสยงตางกน

หมายถงลกษณะเฉพาะตวของเสยงแตละชนด เชน เสยงจาก สอมเสยง ฟรต และคา

รเนต ถาเสยงจากแหลงกาเนดทงสามมความถเทากน ความดงเทากน แตเสยงทงสามกม

คณภาพตางกน คณภาพเสยงนไมไดหมายถงดหรอไมดแตหมายความวาเสยงทงสามมลกษณะ

แตกตางกน ดงรป 3.33

คลน - 100

รป 3.33 ลกษณะเฉพาะตวของเสยงจาก สอมเสยง ฟรต และคารเนต

รป 3.34 เครองดนตรแตละชนดจะมคณภาพเสยงตางกน

ระดบเสยง (pitch) ระดบเสยง (Pitch) หมายถงความถสง - ตาของเสยง หรอความทม - แหลมของเสยง สง

ททาใหเกดเสยงดงกลาวคอความถ ในการสนของแหลงแหลงกาเนดเสยง ถาแหลงกาเนดเสยง

สนดวยความถสงเสยงกจะแหลม และถาแหลงกาเนดเสยงสนดวยความถตาเสยงกจะทม

คลน - 101

(a)

(b)

รป 3.35 ระดบเสยง (a) เสยงทม (b) เสยงแหลม

นกเรยนสามารถศกษา การทดลองเสมอนจรงเรองระดบเสยง ไดจาก

www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/lectureonline/ritphysics/applist/sound/sound.htm ตอบคาถามระหวางเรยน

คาถาม มเสยงในชวงความถใดบางทคนไดยน แตสตวไมไดยน หรอสตวไดยนแตคนไมไดยน จะ

นาความรนมาใชประโยชนไดอยางไร

แนวคาตอบ จากภาพ 3.20 (ในหนงสอแบบเรยนของกระทรวง) จะเหนวาคนและสตวแตละชนด

มความสามารถในการไดยนแตกตางกน เชน ความสามารถในการไดยนของคนอย

ในชวง 20 20000 Hz− แตความสามารถในการไดยนของสนขอยในชวง 15 50000 Hz− จาก

ขอมลนจงไดมคนนาเอาความรนไปประยกตใชใหเกดประโยชน โดยการทานกหวดทใชเปาเรยก

สนขโดยคนไมไดยนได ดงทไดกลาวมาแลว

คาถาม เราสามารถใชอลตราซาวดสารวจความลกของมหาสมทร และแหลงปลาดวยวธใด แนวคาตอบ

คลน - 102

ในการสารวจความลกของมหาสมทร จะสงคลนเสยงอลตราซาวดลงไปใตทองทะเลแลวเสยงนจะสะทอนกลบขนมา ทาใหเครองสามารถคานวณหาความลกของทองทะเลได และการสารวจ

หาฝงปลากทาโดยวธการเดยวกนนคอคลนเสยงอลตราซาวดลงไปใตทองทะเล เมอคลนเสยงไป

กระทบฝงปลากจะสะทอนกลบมาทาใหทราบวาฝงปลาอยทใด

คาถาม จากตาราง 3.1(ในหนงสอแบบเรยนของกระทรวงศกษาธการ) ถาเราไดยนเสยงความ

เขมมากตดตอกนเปนเวลานาน จะเปนอนตรายตอหหรอไม แนวคาตอบ การไดยนเสยงความเขมหรอความดงมาก เชนเสยงในดสโกเทค ตดตอกนเปนเวลานาน จะกอใหเกดอนตรายตอหได และในอนาคตอาจเปนคนหตงได

เนอหาฉบบสมบรณสามารถดไดจากหนงสอ การเคลอนทและพลงงาน (เลม 2) เรยบเรยงโดย อ. สชาต สภาพ มจาหนายทรานหนงสอ ซเอด บค แพรพทยา ศนยหนงสอจฬาฯ ดอกหญา ศกษาภณฑ B2S หรอตดตอสงซอทางไปรษณยไดท สานกพมพ science publishing เลขท 111/258 หมบาน มนวดกรนพารค ต.พมลราช อ.บางบวทอง จ. นนทบร โทร 085-8086712

เฉลยคาถามทายบท (จากหนงสอแบบเรยนของกระทรวงศกษาธการ)

1. ขวญและเรยมกาลงเลนบอลอยในสวนสาธารณะ ตอมาลกบอลตกลงไปกลางสระนา ซงไม

สามารถเออมถงได

ขวญคดวา ถาใชเทาตผวนาสมาเสมอเพอทาใหนาเกดคลน คลนจะผลกลกบอลใหนา

คลน - 103

เขาฝงตรงขาม สวนเรยมบอกวา ถาขวางไมไปถกลกบอลทจด A ลกบอลจะเคลอนทเขาหาฝง

ดานตรงขาม ความคดของใครถก เพราะเหตใด แนวคาตอบ นาจะเปนไปไดทงสองความคดเหน เนองจากคลนนาถงแมวาในบทเรยนจะบอกวาเปนคลน

ตามขวางแตในความเปนจรงกมสวนทเปนคลนตามยาวดวย ดงนนเมอใชเทาตนาใหเกด

คลนกจะทาใหลกบอลเคลอนทเขาหาฝงได สวนการใชไมขวางไปทลกบอลกทาใหลกบอล

เคลอนทเขาหาฝงได จงสรปวาความคดของทงสองคนถกตอง

2. จากภาพ แสดงคลนขบวนหนง

ก. จงทาเครองหมายเพอแสดงความยาวคลนและแอมพลจดของคลน

ข. ถาคลนนใชเวลาในการเคลอนท 0.15 วนาท จงหาคาบ

ค. จงหาความถของคลนน แนวคาตอบ

ก. ความยาวระหวางสนคลนถงสนคลน หรอทองคลนถงทองคลน เรยกวา ความยาวคลน

จากภาพ ความยาวคลน ไดแกระยะทางจากจด A ถงจด B หรอระยะทางจากจด C ถงจด

D สวนแอมพลจดของคลนหมายถงความสงของลกคลน ไดแกระยะจากจด a ถงจด b

หรอระยะจากจด c ถงจด d

ข. เนองจาก ในเวลา0.15 วนาทมคลนออกมา 3.25 ลก ดงนนในการปลอยคลนออกมา

1 ลก จะใชเวลา 25.315.0

วนาท หรอ 0.046 วนาท ดงนนคาบเวลาของคลนเทากบ

0.046 วนาท

ค. จาก f = T1

คลน - 104

= 10 046. s

= 21.67 s-1 = 22 Hz ความถของคลน (f) เทากบ 22 เฮรตซ

3. ภาพ ก และ ข แสดงภาพคลนกาลงเคลอนทบนผวนา

ก. คลนในภาพ ก เปนคลนตามขวางหรอคลนตามยาว

ข. ถาคลนในภาพ ก 2 ลก เคลอนทผานธงทก 1 วนาท ความถของคลนมคาเทาใด

ค. จงใชสมการ v f λ= หาอตราเรวของคลนในภาพ ก

ง. ถาคลนในภาพ ข มอตราเรวเทากบคลนในภาพ ก ความถของคลนในภาพ ข จะมคา

เทาใด แนวคาตอบ

ก. คลนในภาพ ก เปนคลนตามขวาง

ข. ความถของคลนเทากบ 2 เฮรตซ

ค. หาอตราเรวของคลนในภาพ ก จากสมการ v f λ=

2 2v Hz m= ( )( )

4v m s= / ดงนน อตราเรวคลนเทากบ 4 เมตรตอวนาท

ง. หาความถของคลนในภาพ ข จากสมการ v f λ=

4 4m s f m=/ ( ) 1f Hz= ดงนน ความถของคลนในภาพ ข เทากบ 1 เฮรตซ

4. เมอคลนเคลอนทจากตวกลางหนงเขาไปอกตวกลางหนง ปรมาณใดตอไปนมคาคงเดมและ

คลน - 105

ปรมาณใดเปลยนไป ความยาวคลน ความถ และอตราเรวของคลน

แนวคาตอบ ปรมาณทมคาคงเดมคอความถ สวนความเรวและความยาวคลนจะมคาเปลยนแปลง

5. จากภาพ แสดงคลนกาลงเคลอนทเขาหาแนวกาแพงหนของทาเรอแหงหนง จะเกดอะไรขนเมอ

ก. คลนเคลอนทเขาหาเนนทรายทองนาทบรเวณ A

ข. เมอคลนเคลอนทผานขอบแนวกาแพงหนทตาแหนง B

เขอนกนคลน บรเวณทาเรอ แนวคาตอบ

ก. เมอคลนเคลอนทเขาหาเนนทรายบรเวณ A ความเรวของคลนจะลดลง

ข. เมอคลนเคลอนทผานขอบกาแพงหนทตาแหนง B คลนจะเกดการเลยวเบน ออมกาแพง

กนคลน

6. จงยกตวอยางทแสดงใหเหนวา สงตอไปนเกดขนไดจรง

ก. เสยงสามารถเคลอนทผานแกสได ข) เสยงสามารถเคลอนทผานของเหลวได

ค. เสยงสามารถเคลอนทผานของแขงได

คลน - 106

รป นกแสดงระบาใตนาฟงเสยงเพลงจากลาโพงทอยใตนา

แนวคาตอบ ก. เสยงสามารถเคลอนทผานแกสได

เชนเสยงทเราไดยนอยทกวนนกเดนทางผานอากาศหรอแกส

ข. เสยงสามารถเคลอนทผานของเหลวได ตวอยางเชนนกระบาใตนาสามารถฟงเสยงเพลงในนาได

ค. เสยงสามารถเคลอนทผานของแขงได ตวอยางเชน

รปนกรบในสมยโบราณฟงเสยงฝเทามาโดยการใชหแนบพน

หรอสามารถทดลองโดยการใชหแนบกบวตถใดๆแลวใหเพอนเคาะวตถนน นกเรยนจะไดยน เสยงชดเจนและไดยนเสยงชดมากกวาเสยงทเดนทางผานอากาศ

7. คนทวไปจะไดยนเสยงทมความถ 10 เฮรตซ และระดบความเขมของเสยง 80 เดซเบลล ได

หรอไม เพราะเหตใด

แนวคาตอบ คนทวไปจะไมไดยนเสยงดงกลาว เพราะเสยงมความถ 10 เฮรตซ ซงตากวา

ความถตาสดของการไดยนของมนษยซงมคา 20 เฮรตซ

คลน - 107

8. คนปกตจะไดยนเสยงทมความถ 20 เฮรตซ ไดเสมอไปหรอไม เพราะเหตใด แนวคาตอบ เสยงทมความถ 20 เฮรตซ บางครงคนอาจจะไมไดยนกเปนไปได เนองจากองคประกอบของ

การไดยนไมไดขนอยกบความถเพยงอยางเดยว แตยงขนอยกบความเขมเสยงอกดวย

9. บรเวณใกลสนามบนมกมเสยงดงมาก ซงเปนมลภาวะทางเสยง ถาโรงเรยนของนกเรยนอย ใกลสนามบน จะมวธลดปญหานไดอยางไร

แนวคาตอบ

การปลกตนไมในแนวทเสยงจะผานเขาบาน หรอการดดแปลงผนงบานโดยใชวสดทมสมบต

ดดซบเสยงหรอสะทอนเสยงไดด

9. เหตใดเราจงไมสามารถเลยนเสยงนกรองทเราชอบไดเหมอน แนวคาตอบ

เสยงเปนเอกลกษณของแตละคนเชนเดยวกบลายนวมอ ดงนนจงไมสามารถเลยนเสยงได

เหมอนจรง

10. คลนแมเหลกไฟฟาแตกตางจากคลนกลอยางไร แนวคาตอบ คลนแมเหลกไฟฟาเปนคลนทสามารถเคลอนทไปในทตางๆไดโดยไมจาเปนตองอาศยตวกลาง

สวนคลนกลเปนคลนทจาเปนตองอาศยตวกลางในการเคลอนท

11. จงเรยงคลนแมเหลกไฟฟาตอไปน จากคลนทมความยาวคลนนอยไปมาก รงสอนฟาเรด

คลนวทย รงสอลตราไวโอเลต รงสแกมมา แสงทมองเหนได รงสเอกซ และไมโครเวฟ

แนวคาตอบ รงสแกมมา รงสเอกซ รงสอลตราไวโอเลต แสงทมองเหนได รงสอนฟราเรด ไมโครเวฟและคลนวทย ตามลาดบ

คลน - 108

12. สถานวทยเอเอมแหงหนงสงกระจายเสยงคลนวทยทมความถ 1000 กโลเฮรตซ จงหาความถ

และความยาวคลนของคลนน แนวคาตอบ จาก v f λ=

83 10 1000Hz λ× = ( ) 300mλ = ดงนน ความยาวคลนของคลนวทยเทากบ 300 เมตร

เนอหาฉบบสมบรณสามารถดไดจากหนงสอ การเคลอนทและพลงงาน (เลม 2) เรยบเรยงโดย อ. สชาต สภาพ มจาหนายทรานหนงสอ ซเอด บค แพรพทยา ศนยหนงสอจฬาฯ ดอกหญา ศกษาภณฑ B2S หรอตดตอสงซอทางไปรษณยไดท สานกพมพ science publishing เลขท 111/258 หมบาน มนวดกรนพารค ต.พมลราช อ.บางบวทอง จ. นนทบร โทร 085-8086712

หนงสออเลกทรอนกส

ฟสกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสกส 1 (ความรอน)

ฟสกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวทยาฟสกส เอกสารคาสอนฟสกส 1ฟสกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสกสดวยภาษา c ฟสกสพศวง สอนฟสกสผานทางอนเตอรเนต

ทดสอบออนไลน วดโอการเรยนการสอน หนาแรกในอดต แผนใสการเรยนการสอน

เอกสารการสอน PDF กจกรรมการทดลองทางวทยาศาสตร

แบบฝกหดออนไลน สดยอดสงประดษฐ

การทดลองเสมอน

บทความพเศษ ตารางธาต)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานกรมฟสกส ลบสมองกบปญหาฟสกส

ธรรมชาตมหศจรรย สตรพนฐานฟสกส

การทดลองมหศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหดกลาง

แบบฝกหดโลหะวทยา แบบทดสอบ

ความรรอบตวทวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐ( คดปรศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คาศพทประจาสปดาห ความรรอบตว

การประดษฐแของโลก ผไดรบโนเบลสาขาฟสกส

นกวทยาศาสตรเทศ นกวทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพศวง การทางานของอปกรณทางฟสกส

การทางานของอปกรณตางๆ

การเรยนการสอนฟสกส 1 ผานทางอนเตอรเนต

1. การวด 2. เวกเตอร3. การเคลอนทแบบหนงมต 4. การเคลอนทบนระนาบ5. กฎการเคลอนทของนวตน 6. การประยกตกฎการเคลอนทของนวตน7. งานและพลงงาน 8. การดลและโมเมนตม9. การหมน 10. สมดลของวตถแขงเกรง11. การเคลอนทแบบคาบ 12. ความยดหยน13. กลศาสตรของไหล 14. ปรมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอทหนงและสองของเทอรโมไดนามก 16. คณสมบตเชงโมเลกลของสสาร

17. คลน 18.การสน และคลนเสยง การเรยนการสอนฟสกส 2 ผานทางอนเตอรเนต

1. ไฟฟาสถต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตวเกบประจและการตอตวตานทาน 5. ศกยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหลก 8.การเหนยวนา9. ไฟฟากระแสสลบ 10. ทรานซสเตอร 11. สนามแมเหลกไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเหน13. ทฤษฎสมพทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นวเคลยร

การเรยนการสอนฟสกสทวไป ผานทางอนเตอรเนต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตม 4. ซมเปลฮารโมนก คลน และเสยง

5. ของไหลกบความรอน 6.ไฟฟาสถตกบกระแสไฟฟา 7. แมเหลกไฟฟา 8. คลนแมเหลกไฟฟากบแสง9. ทฤษฎสมพทธภาพ อะตอม และนวเคลยร

ฟสกสราชมงคล