KruFern Math Studio

คลื่น (Waves)

วิทยาศาสตร์ ม.3 · หน่วยคลื่นและแสง

บทที่ 1 · คลื่น (Waves)

จำแนกตามลักษณะการเคลื่อนที่

คลื่นตามขวาง & คลื่นตามยาว

คลื่นพาพลังงานไปข้างหน้า แต่อนุภาคของตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่ไปกับคลื่น — สังเกตจุดสีม่วงที่ทำเครื่องหมายไว้ ว่ามันสั่นอยู่กับที่อย่างไร

อนุภาคที่ติดตาม ทิศการสั่นของอนุภาค ทิศที่คลื่นเคลื่อนที่
1.0×
i
ตามขวาง: อนุภาคสั่นตั้งฉากกับทิศที่คลื่นเคลื่อนที่ — จุดม่วงขยับขึ้น-ลง แต่คลื่นวิ่งไปทางขวา ตัวอย่างเช่น คลื่นน้ำ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คำศัพท์ที่ควรทราบ

ส่วนประกอบของคลื่น

ปรับแอมพลิจูดกับความยาวคลื่น แล้วดูว่าสันคลื่น ท้องคลื่น และระยะต่าง ๆ เปลี่ยนไปอย่างไร

40 หน่วย
180 หน่วย
สันคลื่น (crest) ท้องคลื่น (trough) แอมพลิจูด A ความยาวคลื่น λ

สมการคลื่น

V = f λ

คลื่น 1 ลูกมีระยะ 1 ความยาวคลื่น ใน 1 คาบ · เมื่อความเร็ว V คงที่ ลองเพิ่มความถี่ f แล้วดูว่าความยาวคลื่น λ สั้นลงอย่างไร

2.0 Hz
6.0 m/s
ความยาวคลื่น λ = V/f
3.00m
คาบ T = 1/f
0.50s
ความเร็ว V = fλ
6.0m/s
i
ความถี่ต่ำ → คลื่นยาว · ความถี่สูง → คลื่นสั้น (เมื่อ V คงที่) เพราะ λ = V/f เมื่อ f มากขึ้น λ จึงเล็กลง

จุดที่ออกสอบบ่อยที่สุด

กราฟ 2 แบบ หน้าตาเหมือนกัน แต่คนละความหมาย

กราฟรูปคลื่นเหมือนกันเป๊ะ แต่แกนนอนต่างกัน จึงอ่านค่าได้ไม่เหมือนกัน — สลับดูทีละแบบ

อ่านแอมพลิจูด (A)
ได้ ✓
อ่านความยาวคลื่น (λ)
—
อ่านคาบ (T) และความถี่ (f)
—
!

การหาตำแหน่งของอนุภาคบนคลื่น

อนุภาคกำลังเคลื่อนที่ขึ้นหรือลง?

แตะจุดใดก็ได้บนคลื่น ระบบจะเลื่อนคลื่นไปเล็กน้อยตามทิศที่คลื่นเคลื่อนที่ แล้วแสดงว่าอนุภาคจุดนั้นขยับขึ้นหรือลง

i
เทคนิค: คลื่นไปทางขวา → อนุภาคจะ "เลียนแบบจุดที่อยู่ทางซ้ายของมัน" ถ้าจุดทางซ้ายสูงกว่า อนุภาคเคลื่อนที่ขึ้น ถ้าต่ำกว่าก็เคลื่อนที่ลง

คลื่นเสียง (sound wave)

ส่วนอัด & ส่วนขยาย

เสียงเป็นคลื่นตามยาว โมเลกุลอากาศถูกอัดให้ชิดกัน (ความดันสูง) สลับกับขยายให้ห่างกัน (ความดันต่ำ) กราฟด้านล่างคือความดันที่เปลี่ยนไปตามตำแหน่ง

3.0 หน่วย
ส่วนอัด — อากาศหนาแน่น ความดันสูง ส่วนขยาย — อากาศเบาบาง ความดันต่ำ
ลองคิด: ถ้าเพิ่มความถี่ (f สูงขึ้น) ความยาวคลื่นของเสียงจะเป็นอย่างไร?

คลื่นเสียงรอบตัว

การได้ยิน · อัตราเร็ว · โซนาร์

สำรวจว่าหูมนุษย์ได้ยินความถี่ช่วงไหน เสียงเดินทางเร็วแค่ไหนเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน และโซนาร์วัดความลึกของทะเลได้อย่างไร

440 Hz
ช่วงเสียง
ได้ยิน
หูมนุษย์
ได้ยิน ✓
i
…

เรื่องที่ 2 · คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สเปกตรัม · ปริซึม · สีของแสง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ต้องอาศัยตัวกลาง เคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วย 3×10⁸ m/s — สำรวจสเปกตรัมทั้งหมด และดูปริซึมแยกแสงขาวเป็น 7 สี

แสงที่ตามองเห็น
ประเภทคลื่น
แสงที่ตามองเห็น
ความยาวคลื่น
380–760 nm
i
…

สรุปคำศัพท์ท้ายบท

คำศัพท์-นิยาม เรื่องคลื่น

รวมนิยามสำคัญทั้งหมด อ่านทบทวนก่อนสอบ · แตะที่หัวข้อเพื่อดูคำอธิบาย หรือกด "เปิดทั้งหมด"

แบบฝึกท้ายบท

ทบทวนความรู้ · คลื่นทั้งบท

สุ่มข้อสอบจากทั้ง 6 หัวข้อ เลือกคำตอบแล้วรู้ผลทันที พร้อมเหตุผล เมื่อทำครบจะสรุปว่าควรกลับไปทบทวนสถานีไหน

10 ข้อ
i
ข้อสอบครอบคลุม: ชนิดของคลื่น · ส่วนประกอบ · สมการ V=fλ · การอ่านกราฟ · ทิศอนุภาค · คลื่นเสียง · โจทย์ประยุกต์ (ฟ้าแลบ-ฟ้าร้อง, โซนาร์วัดความลึก) — ทั้งแบบความรู้และแบบคำนวณ