นิยามของคลื่นตามขวาง
คลื่นตามขวาง คือคลื่นที่มีทิศทางการแพร่กระจายตั้งฉากกับทิศทางการสั่นของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่าน
ตัวอย่างของคลื่นตามขวาง
ตัวอย่างของคลื่นตามขวางคือคลื่นบนเส้นเชือกหรือลวด ถ้าคลื่นบนเส้นเชือกเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา เส้นเชือกจะเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น
ส่วนประกอบของคลื่นตามขวาง
ลูกศรสีแดงไปทางขวาแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ลูกศรสีแดงขึ้นและลงแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของแต่ละส่วนของเชือก
A (แอมพลิจูด) = การโก่งตัวสูงสุดของสาย
แลมบ์ดา (ความยาวคลื่น) = ระยะห่างระหว่างยอดคลื่นสองยอดที่อยู่ติดกัน = ระยะห่างระหว่างท้องคลื่นสองท้องที่อยู่ติดกัน = ระยะห่างระหว่างจุดสองจุดที่อยู่ติดกันซึ่งมีความยาวคลื่นเดียวกัน ประเด็นก็คือ ความยาวคลื่นหนึ่งๆ จะมีหนึ่งยอดคลื่นและหนึ่งท้องคลื่น
a – b = เนินคลื่น
b – c = หุบเขาคลื่น
ความถี่ (f) ของคลื่นคือจำนวนความยาวคลื่นที่ผ่านจุดเดียวกันในหนึ่งวินาที ถ้าเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือก มีความยาวคลื่นสองความยาว (ยอดคลื่นสองยอดและท้องคลื่นสองท้อง) ที่ผ่านจุดเดียวกัน เช่น จุด b ความถี่ของคลื่นนั้นจะเป็น 2 / วินาที หรือ 2 เฮิรตซ์
คาบ (T) คือช่วงเวลาที่คลื่นหนึ่งความยาวคลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดเดิมซ้ำๆ ถ้าเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปตามเส้นเชือก มีคลื่นหนึ่งความยาวคลื่น (หนึ่งยอดคลื่นและหนึ่งท้องคลื่น) ผ่านจุดเดิมซ้ำๆ เช่น จุด b ในหนึ่งวินาที คาบของคลื่นนั้นก็คือ 1 วินาที
ความเร็วคลื่น (v) = ความถี่ x ความยาวคลื่น = ความยาวคลื่น / คาบ
ตัวอย่างคำถาม
เชือกยาว 4 เมตร ถ้าปลายด้านหนึ่งของเชือกถูกขยับขึ้นลง 30 เซนติเมตร จะเกิดคลื่นตามขวางขึ้นและเคลื่อนที่ไปตามเชือกด้วยความเร็ว 1 เมตร/วินาที ถ้ามีเนินสองเนินและท้องคลื่นสองแห่งตามแนวเชือก จงหา (ก) ความยาวคลื่น (ข) ความถี่ (ค) คาบ (ง) แอมพลิจูด
การอภิปราย
(ก) ความยาวคลื่น
เชือกมีความยาว 4 เมตร และตามแนวเชือกมีคลื่นสองช่วง (เนินสองแห่งและหุบเขาสองแห่ง) ดังนั้นหนึ่งช่วงคลื่นจึงเท่ากับ 2 เมตร
(b) ความถี่ (f)
(ค) ระยะเวลา (T)
T = 1/f = 1/0,5 = 2 วินาที
(d) แอมพลิจูด (A)
ค่าแอมพลิจูดหรือค่าเบี่ยงเบนสูงสุด = 30 ซม. = 0,3 เมตร
