คลื่นคืออะไร?

คลื่นเป็นการรบกวนที่เคลื่อนที่ไปในอวกาศ เฉพาะ, พลังงาน จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง โดยไม่ต้องบรรทุกสิ่งของ. มีคลื่นของธรรมชาติ กลศาสตร์, แม่เหล็กไฟฟ้า และ แรงโน้มถ่วง. สำหรับการแพร่กระจาย เราสามารถจำแนกคลื่นได้สามประเภท: คลื่น หนึ่งมิติ, สองมิติ และ สามมิติ ส่วนทิศทางการรบกวนก็แบ่งออกเป็น คลื่นขวาง และ ตามยาว.

เช็คเอาท์: ธรรมชาติของคลื่น

คุณสมบัติของคลื่น

โดยไม่คำนึงถึงธรรมชาติ รูปแบบของการแพร่กระจาย หรือการรบกวน คลื่นทั้งหมดมีคุณสมบัติเหมือนกัน: ความถี่, ความยาวในคลื่น, แอมพลิจูด, ความเร็ว และ เวลาที่แน่นอน. รูปด้านล่างแสดงคลื่นและองค์ประกอบของคลื่น ดู:

ในรูปนี้ สามารถสังเกตองค์ประกอบที่สำคัญบางอย่างของคลื่นได้

• ความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นแสดงด้วยสัญลักษณ์ λ และเทียบเท่ากับพื้นที่ที่คลื่นเคลื่อนที่จนกว่าจะรู้ตัว วอกแวกที่สมบูรณ์. ความยาวคลื่นยังถูกกำหนดเป็น ระยะห่างระหว่างหุบเขาสองแห่งที่ต่อเนื่องกัน, สองยอดติดต่อกัน หรือ สามโหนดต่อเนื่องกัน โหนดคือตำแหน่งที่อยู่ตรงกลางที่ยังคงอยู่ระหว่างการแพร่กระจายคลื่น ในระบบหน่วยสากล (SI) ความยาวคลื่นคือปริมาณที่กำหนดเป็นเมตร (m)

• ความถี่

ความถี่คลื่นถูกกำหนดโดย

จำนวนการแกว่ง ที่เธอแสดง ทุกวินาที. ในระบบสากล ขนาดนี้วัดเป็น ส^-1 (ผกผันของวินาที) ซึ่งเท่ากับ เฮิรตซ์ (เฮิร์ตซ์). ตัวอย่างเช่น: คลื่นของ 20 Hz ดำเนินการ เต็มยี่สิบรอบทุกวินาที.

• เวลาที่แน่นอน

คาบของคลื่นคือ ช่วงเวลา ที่เธอเอาไปแสดง หนึ่งการสั่นเสร็จสมบูรณ์. ใน SI ขนาดนี้วัดเป็น วินาที (ส). นอกจากนี้คุณสมบัติ เวลาที่แน่นอน และ ความถี่ สามารถสัมพันธ์กันด้วยนิพจน์ต่อไปนี้:

คำบรรยาย:
ตู่ = ช่วงเวลา
ฉ = ความถี่ (Hz หรือ s^-1)

• ความเร็วในการขยายพันธุ์

THE ความเร็วคลื่นมันขึ้นอยู่กับ ของ ค่อนข้าง ที่มันแพร่กระจาย ในระบบหน่วยสากล มีหน่วยวัดเป็น เมตรต่อวินาที (นางสาว). นอกจากนี้ ปริมาณนี้มีความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์กับความถี่ (หรือคาบ) และปริมาณความยาวคลื่น:

คำบรรยาย:
วี = ความเร็วการแพร่กระจายคลื่น (m/s)
λ = ความยาวคลื่น (ม.)
ฉ = ความถี่ (Hz หรือ s^-1)

• แอมพลิจูด

แอมพลิจูดของคลื่นสัมพันธ์กับมัน ความเข้ม ตัวอย่างเช่น เมื่อเพิ่มระดับเสียง คลื่นเสียงจะถูกสร้างด้วยแอมพลิจูดสูง แอมพลิจูดวัดเป็นระยะห่างจากตำแหน่งสมดุลถึงความสูงของสันเขาหรือหุบเขา ต่อตัวอย่าง: เมื่อหยดน้ำตกลงบนพื้นผิวของทะเลสาบ คลื่นขนาดเล็กจะก่อตัวขึ้น จุดที่คลื่นนี้สูงเท่ากับส่วนอื่นๆ ของทะเลสาบคือ ตำแหน่งในสมดุล, เรียกอีกอย่างว่า เรา.

ดูยัง: คลื่นเป็นระยะ

การแพร่กระจายคลื่น Wave

คลื่นสามารถแพร่กระจายใน สามทิศทาง อย่างไรก็ตาม จากอวกาศ คลื่นบางคลื่นสามารถเดินทางในมิติที่น้อยกว่า เช่น คลื่นหนึ่งมิติและคลื่นสองมิติ จำนวนทิศทางที่คลื่นแพร่กระจายสามารถกำหนดได้โดยเรขาคณิตของตัวกลางที่อยู่ในและโดย โพลาไรซ์ ของคลื่น (ในกรณีที่เป็นโพลาไรซ์ได้)

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

• คลื่นมิติเดียว: เป็นการรบกวนที่แพร่กระจายในทิศทางเดียวเท่านั้นในอวกาศ ตัวอย่าง: คลื่นที่เกิดจากสปริงกดไปข้างหน้าหรือข้างหลัง

• คลื่นสองมิติ: คลื่นที่แพร่กระจายบนพื้นผิวจึงเดินทางในอวกาศสองทิศทางพร้อมกัน ตัวอย่าง: คลื่นที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของทะเลสาบอันเป็นผลมาจากการรบกวนที่เกิดจากหินที่ตกลงมา

• คลื่นสามมิติ: เป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ไปในอวกาศ 3 ทิศทางพร้อมๆ กัน เป็นรูปทรงกลมและมีศูนย์กลางอยู่ที่แหล่งกำเนิด กล่าวคือ เมื่อทั้งสองมีต้นกำเนิดมาจากตำแหน่งเดียวกัน ตัวอย่าง: คลื่นเสียงออกจากลําโพง แสงกระจายจากหลอดไฟที่มีแสงสว่าง

ดูด้วย: การจำแนกคลื่น

รบกวน

ตามความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางของการรบกวนที่กำเนิดคลื่นกับทิศทางที่คลื่นนี้จะแพร่กระจาย สามารถจำแนกคลื่นได้เป็น ตามยาว หรือ ขวาง.

• คลื่นตามยาว: คลื่นที่แพร่กระจายไปในทิศทางเดียวกับการรบกวนที่เกิดขึ้น ตัวอย่าง: เสียงเป็นคลื่น ตามยาว เกิดจากการอัดตัวและการสร้างหายากของโมเลกุลในตัวกลาง เช่น อากาศ บริเวณที่ ความหนาแน่น จากการเข้าพักทางอากาศ ใหญ่กว่า และ เล็กกว่าตามลำดับ ดูรูปด้านล่าง:

• คลื่นตามขวาง: คลื่นที่กระจายไปในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางของการรบกวนที่เกิดขึ้น ตัวอย่าง: คลื่นที่เกิดขึ้นบนเชือกที่ถูกเหวี่ยงหรือแสงที่เกิดจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสั่น ดูที่รูปภาพ:

ธรรมชาติของคลื่น

คลื่นสามารถมีธรรมชาติ กลศาสตร์, แม่เหล็กไฟฟ้า หรือ แรงโน้มถ่วง.

• คลื่นกล: คลื่นเหล่านี้ไม่แพร่กระจายในสุญญากาศ แต่เป็นการรบกวนที่สามารถแพร่กระจายได้เฉพาะในตัวกลางที่เต็มไปด้วยสสาร เช่น น้ำ อากาศ โลหะ และอื่นๆ ตัวอย่าง: เสียงและแผ่นดินไหว

คลื่นเสียงแพร่กระจายในอากาศผ่านการสั่นสะเทือนของส้อมเสียง

ดูยัง: คลื่นเสียง

• คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: เป็นคลื่นที่ไม่ต้องการตัวกลางในการแพร่กระจาย เกิดจากการสั่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ตัวอย่าง: แสง อินฟราเรด อัลตราไวโอเลต

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการสั่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

• คลื่นแรงโน้มถ่วง: อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เสนอการมีอยู่เมื่อนานมาแล้ว แต่เพิ่งได้รับการยืนยันในปี 2559 โดยมีการชนกันของสองคน หลุมดำ ห่างไกล คลื่นประเภทนี้ทำให้เกิดการเสียรูปในกาลอวกาศ

ระบบไบนารีเช่นเดียวกับในรูปสามารถแกว่งไปมารอบจุดศูนย์กลางมวลด้วยความเร็วสูงทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วง

ดูยัง: คลื่นความโน้มถ่วง

โดย Rafael Hellerbrock
จบฟิสิกส์ 

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "คลื่นคืออะไร"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.