ตัวอย่างโจทย์ 1. ปริมาณใดบนคลื่นที่ใช้บอกค่าพลังงานในคลื่น 2. พิจารณาคลื่นทั้ง 3 ชนิด ได้แก่ คลื่นในเส้นเชือกที่เกิดจากการสะบัดปลายเชือกขึ้นลง คลื่นผิวน้ำที่เกิดจากวัตถุกระทบผิวน้ำและคลื่นเสียงในน้ำ ข้อใดผิด 3. ในการเคลื่อนที่แบบคลื่น 4. จากการทดลองคลื่นผิวน้ำในถาดคลื่น ถ้าปรับกระแสไฟฟ้ามอเตอร์ให้ปุ่มกำเนิดคลื่นสั่นลดลงครึ่งหนึ่งของค่าเดิม ผลที่ได้จะเป็นไปตามข้อใด 5. ผูกปลายเชือกข้างหนึ่งกับจุดตรึงแน่น แล้วสะบัดปลายเชือกอีกข้างหนึ่งในแนวตั้งฉากกับความยาวคลื่นให้เกิดเป็นคลื่นรูปไซน์ จากการเปรียบเที่ยบการเคลื่อนที่ ข้อใดไม่เป็นจริง 6.  ในการสังเกตของนักเรียนกลุ่มหนึ่งพบว่า เมื่อทำให้เกิดคลื่นวงกลมขึ้นมาในถาดคลื่น รัศมีของคลื่นดลวงกลมขึ้นในถาดคลื่น รัศมีของคลื่นดลวงกลมที่เวลาต่างๆ เป็นไปตามกราฟด้านบน ถ้านักเรียนกลุ่มนี้ทำให้เกิดคลื่นต่อเนื่องในถาดคลื่นด้วยความถี่ 10 Hz ยอดคลื่น 2 ยอดที่อยู่ใกล้กันมากที่สุดจะอยู่ห่างกันกี่เซนติเมตร? ก. 0.5 cm ข. 2.0 cm ค. 2.5 cm ง. 5.0 cm 7. แหล่งกำเนิดคลื่นปล่อยคลื่นที่มีความยาวคลื่น 0.05 m วัดอัตราเร็วได้ 40 m/s เป็นเวลา 0.08 s ได้คลื่นทั้งหมดกี่ลูกคลื่น 8.
ข้อใดบ้างที่หมายถึงความเร็วคลื่น เฉลยโจทย์1. คำตอบ: ง. เหตุผล: พลังงานของคลื่นจะแปรผันตรงกับแอมพลิจูด 2. คำตอบ: ข. เหตุผล: คลื่นในเส้นเชือกและคลื่นผิวน้ำเป็นคลื่นตามขวาง 3. คำตอบ: ก. 4. คำตอบ: ง. 5. คำตอบ: ค. เหตุผล: ขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางความเร็วของคลื่นเป็นความเร็วโดยรวม ซึ่งมีค่าคงที่ ส่วนตัวกลางจะมีการสั่นแบบ Simple Harmonic แต่ละอนุภาคจะมีความเร็วต่างๆกัน 6. คำตอบ: ก. เหตุผล: 7. คำตอบ: ข. เหตุผล: 8. คำตอบ: ข้อ 3 เหตุผล: - ข้อ ก ผิด เพราะ อัตราส่งผ่านพลังงานคลื่นในตัวกลาง คือ กำลังของคลื่น - ข้อ ข ถูก เพราะ อัตราการกระจัดของเฟสคงที่ของคลื่นในตัวกลาง คือ ความเร็วของคลื่น - ข้อ ค ถูก เพราะ ผลคูณของความถี่และความยาวคลื่น คือ ความเร็ว เมื่อ : วันอาทิตย์, 11 มิถุนายน 2560 การจำแนกคลื่น คลื่นสามารถจำแนกได้หลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ในการพิจารณา เช่น 1. การจำแนกคลื่นตามความจำเป็นของการใช้ตัวกลาง 2.
การจำแนกคลื่นตามลักษณะการสั่นของตัวกลาง 3. การจำแนกคลื่นตามความต่อเนื่องของแหล่งกำเนิด องค์ประกอบของคลื่น 1. สันคลื่น (peaks) คือ ตำแหน่งสูงสุดของคลื่น ได้แก่จุด C และ C' 2. ท้องคลื่น (troughs) คือ ตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น ได้แก่จุด D และ D' 3. แอมปลิจูด (amplitude) คือ ระยะจัดสูงสุดของคลื่นวัดจากตำแหน่งสมดุล แทนด้วย A ดังรูป 4. คาบ (Period) คือ ช่วงเวลาในการสั่น 1 รอบของอนุภาค มีหน่วยเป็นวินาที แทนด้วย T 5. ความถี่ (Frequency) คือ จำนวนรอบที่อนุภาคสั่นใน 1 วินาที มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที หรือหรือ เฮิรตซ์ (Hertz , Hz) แทนด้วย โดยที่คาบและความถี่มีความสัมพันธ์ดังนี้ f =1/T หรือ T = 1/f 6. ความยาวคลื่น (Wavelength) คือ ระยะทางที่คลื่นไปได้ในช่วงเวลาของ 1 คาบ แทนด้วย บางทีความยาวคลื่นคือระยะจากระหว่างจุด 2 จุดที่อยู่ถัดกัน ซึ่งมีลักษณะเหมือนกัน เช่น จากจุด C ถึง C' หรือจากจุด D ถึง D' ลักษณะที่เหมือนกัน เรียกว่า มีเฟสตรงกัน (inphase) หรือพิจารณาได้ว่าความยาวคลื่นคือระยะห่างระหว่างสันคลื่น(หรือท้องคลื่น) 2 ตำแหน่งที่อยู่ถัดกัน อัตราเร็วคลื่น หากเราต้องการหาอัตราเร็วของคลื่น เราต้องพิจารณาเลือกจุดๆ หนึ่งบนคลื่น เพื่อสังเกตอัตราเร็วของการเคลื่อนที่ ในที่นี้เราจะเลือกพิจารณาการเคลื่อนที่ของสันคลื่น หากนึกเปรียบเทียบกับการเคลื่อนที่ของนักเล่นกระดานโต้คลื่นซึ่งเคลื่อนที่มาพร้อมกับสันคลื่นก็จะช่วยให้เห็นภาพได้ง่ายขึ้น เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่โดยทั้วไป อัตราเร็วของสันคล่ืนที่เรากำลังพิจารณาสามารถหาได้จากระยะทางที่สันคลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา หรือ v= s/t เมื่อ v แทน อัตราเร็ว มีหน่วยเป็นเมตร/วินาที s แทน ระยะทาง มีหน่วยเป็นเมตร t แทน เวลาที่คลื่นใช้ในการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็นวินาที แต่หาก เราพิจารณาคลื่นที่เคลื่อนที่ไปได้ 1 ลูกคลื่นพอดี นั่นคือ ระยะทางในการเคลื่อนที่ของคลื่นเท่ากับความยาวคลื่นλ และเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ 1 ลูกคลื่นนั้นก็คือ คาบของการเคลื่อนที่ T จะได้ว่า v = s/t = λ/T หรือ v =λf (เมื่อ ความถี่ f = 1/T) เมื่อ v แทน อัตราเร็ว มีหน่วยเป็นเมตร/วินาที λ แทน ความยาวคลื่น มีหน่วยเป็นเมตร f แทน ความถี่ มีหน่วยเป็น s-1หรือ เฮิรตซ์ (Hz) คลื่นกับแผ่นดินไหว แผ่นดินไหว เป็นปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนหรือเขย่าของพื้นผิวโลก เพื่อปรับตัวให้อยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งแผ่นดินไหวสามารถก่อให้เกิดความเสียหายและภัยพิบัติต่อบ้านเมือง ที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิต ส่วนสาเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่เกิดจากธรรมชาติ โดยแผ่นดินไหวบางลักษณะสามารถเกิดจากการกระทำของมนุษย์ได้ แต่มีความรุนแรงน้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองจากธรรมชาติ นักธรณีวิทยาประมาณกันว่าในวันหนึ่ง ๆ จะเกิดแผ่นดินไหวประมาณ 1,000 ครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแผ่นดินไหวที่มีการสั่นสะเทือนเพียงเบา ๆ เท่านั้น คนทั่วไปไม่รู้สึก แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (แนวระหว่างรอยต่อธรณีภาค) ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของชั้นหินขนาดใหญ่เลื่อน เคลื่อนที่ หรือแตกหักและเกิดการโอนถ่ายพลังงานศักย์ ผ่านในชั้นหินที่อยู่ติดกัน พลังงานศักย์นี้อยู่ในรูปคลื่นไหวสะเทือน จุดศูนย์กลางการเกิดแผ่นดินไหว (focus) มักเกิดตามรอยเลื่อน อยู่ในระดับความลึกต่าง ๆ ของผิวโลก เท่าที่เคยวัดได้ลึกสุดอยู่ในชั้นแมนเทิล ส่วนจุดที่อยู่ในระดับสูงกว่า ณ ตำแหน่งผิวโลก เรียกว่า "จุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว" (epicenter) การสั่นสะเทือนหรือแผ่นดินไหวนี้จะถูกบันทึกด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า ไซสโมกราฟ โดยการศึกษาเรื่องแผ่นดินไหวและคลื่นสั่นสะเทือนที่ถูกส่งออกมา จะเรียกว่า "วิทยาแผ่นดินไหว" สาเหตุการเกิดแผ่นดินไหว 1.แผ่นดินไหวจากธรรมชาติ ดดดดดแผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง ส่วนมากเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นดิน อันเนื่องมาจากการปลดปล่อยพลังงานเพื่อระบายความเครียด ที่สะสมไว้ภายในโลกออกมาอย่างฉับพลันเพื่อปรับสมดุลของเปลือกโลกให้คงที่ โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อน ภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ (ดู การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก) แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake) 2.แผ่นดินไหวจากการกระทำของมนุษย์ มีทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น การระเบิด การทำเหมือง สร้างอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนใกล้รอยเลื่อน การทำงานของเครื่องจักรกล การจราจร รวมถึงการเก็บขยะนิวเคลียร์ไว้ใต้ดิน เป็นต้น การสร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งอาจพบปัญหาการเกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากน้ำหนักของน้ำในเขื่อนกระตุ้นให้เกิดการปลดปล่อยพลังงาน ทำให้สภาวะความเครียดของแรงในบริเวณนั้นเปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งทำให้แรงดันของน้ำเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดพลังงานต้านทานที่สะสมตัวในชั้นหิน เรียกแผ่นดินไหวลักษณะนี้ว่า แผ่นดินไหวท้องถิ่น ส่วนมากจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ระดับความลึก 5-10 กิโลเมตร ขนาดและความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งเข้าสู่ภาวะปกติ รายงานการเกิดแผ่นดินไหวในลักษณะเช่นนี้เคยมีที่ เขื่อนฮูเวอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อ พ.ศ. 2488 แต่มีความรุนแรงเพียงเล็กน้อย เขื่อนการิบา ประเทศซิมบับเว เมื่อ พ.ศ. 2502 เขื่อนครีมัสต้า ประเทศกรีซ เมื่อ พ.ศ. 2506 และครั้งที่มีความรุนแรงครั้งหนึ่งเกิดจากเขื่อนคอยน่า ในประเทศอินเดีย เมื่อ พ.ศ. 2508 ซึ่งมีขนาดถึง 6.5 ริกเตอร์ ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 180 คน การสูบน้ำใต้ดิน การสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้มากเกินไป รวมถึงการสูบน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ ซึ่งอาจทำให้ชั้นหินที่รองรับเกิดการเคลื่อนตัวได้ การทดลองระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน ก่อให้เกิดความสั่นสะเทือนจากการทดลองระเบิด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบต่อชั้นหินที่อยู่ใต้เปลือกโลกได้ คลื่นในแผ่นดินไหวคลื่นแผ่นดินไหวถูกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ คลื่นในตัวกลางเป็นคลื่นที่มีลักษณะแผ่กระจายเป็นวงรอบๆจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว แบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ คลื่นปฐมภูมิ (คลื่น P) คลื่นตามยาว อนุภาคของคลื่นชนิดนี้เคลื่อนที่ในแนวทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น สามารถผ่านได้ในตัวกลางทุกสถานะ คลื่นทุติยภูมิ (คลื่น S) คลื่นตามขวาง อนุภาคของคลื่นมีทิศตั้งฉากกับทิศคลื่นเคลื่อนที่ ผ่านได้ในตัวกลางสถานะของแข็ง คลื่นพื้นผิวเป็นคลื่นที่แผ่จากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว มี 2 ชนิด คลื่น L (Wave of Love : Love wave) เป็นคลื่นที่อนุภาคสั่นในแนวราบ มีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น คลื่น R (Wave of Rayleigh : Rayleigh wave) อนุภาคในคลื่นนี้สั่นเป็นรูปรี ในทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เป็นสาเหตุทำให้พื้นโลกสั่นขึ้นลง ขนาดและความรุนแรงของแผ่นดินไหว ขนาดของแผ่นดินไหว หมายถึง จำนวนหรือปริมาณของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวในแต่ละครั้ง การหาค่าขนาดของแผ่นดินไหวทำได้โดยวัดความสูงของคลื่นแผ่นดินไหวที่บันทึกได้ด้วยเครื่องตรวดวัดแผ่นดินไหว แล้วคำนวณจากสูตรการหาขนาด ซึ่งคิดค้นโดย ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ และนิยมใช้หน่วยวัดขนาดของแผ่นดินไหวคือ "ริกเตอร์" โดยสูตรการคำนวณมีดังนี้ M =
logA - logA0 โดยขนาดของแผ่นดินไหวในแต่ละระดับจะปล่อยพลังงานมากกว่า 30 เท่าของขนาดก่อนหน้า เช่น 4 กับ 5 ริกเตอร์ แผ่นดินไหวขนาด 5 ริกเตอร์จะปล่อยพลังงานออกมามากกว่า 4 ริกเตอร์ 30 เท่า, แผ่นดินไหวขนาด 7 ริกเตอร์จะปล่อยพลังงานออกมามากกว่า 5 ริกเตอร์ = 30x30 = 900 เท่า เป็นต้น ความรุนแรงของแผ่นดินไหว (อังกฤษ: Intensity) ที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้งนั้นขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่รู้สึกได้มากน้อยเพียง ใด และขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความเสียหายจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับศูนย์กลางแผ่นดินไหว และจะลดหลั่นลงไปตามระยะทางที่ห่างออกไป ดังนั้น การสูญเสียจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยตรง สำหรับการวัดขนาดของแผ่นดินไหวมีหลายวิธี เช่น มาตราวัดขนาดของแผ่นดินไหวแบบริกเตอร์ และแบบเมร์กัลลี มาตราริกเตอร์ ขนาดและความสัมพันธ์ของขนาดโดยประมาณกับความสั่นสะเทือนใกล้ศูนย์กลาง มาตราเมร์กัลลี อันดับที่และลักษณะความรุนแรงโดยเปรียบเทียบ ที่มา : วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี หัวเรื่อง และคำสำคัญ คลื่นกล,Mechanical wave,การหาอัตราเร็วของคลื่น,การเคลื่อนที่,การเคลื่อนที่ของสันคลื่น ลิขสิทธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) วันที่เสร็จ วันอาทิตย์, 11 มิถุนายน 2560 สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา ฟิสิกส์ ช่วงชั้น มัธยมศึกษาตอนปลาย ดูเพิ่มเติม |
จะ เกิด คลื่น ทั้งหมด กี่ ลูก
ลิขสิทธิ์ © 2024 toptenid.com Inc.
