การถ่ายโอนพลังงานของคลื่นกล

การถ่ายโอนพลังงานของคลื่นกล

คลื่น (wave)

เป็นกระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากแหล่งกำเนิดคลื่นออกไป โดยใช้คลื่นเป็นตัวถ่ายทอดพลังงาน แต่อนุภาคตัวกลางที่คลื่นผ่านไม่ได้เคลื่อนที่ไปพร้อมคลื่น แต่มีการสั่นรอบจุดสมดุลแบบซิมเปิลฮาร์มอนิก

ชนิดของคลื่น

การจำแนกชนิดของคลื่นใช้เกณฑ์การจำแนกดังต่อไปนี้(ก)  คลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวเราแบ่งชนิดคลื่นตามลักษณะการสั่นของอนุภาคของตัวกลางได้ 2 แบบคือ


1. คลื่นตามขวาง(Transverse wave) ถ้าพิจารณาการเคลื่อนที่ของอนุภาคในเส้นเชือก จะเห็นว่าอนุภาคมีการเคลื่อนที่ขึ้นลงตามแนวดิ่ง ขณะที่คลื่นในเส้นเชือกเคลื่อนที่ไปตามแนวราบ เราเรียก การเคลื่อนที่ของ คลื่นในลักษณะที่อนุภาคมีทิศการสั่นตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ว่า คลื่นตามขวาง เช่น คลื่นแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น



ภาพเคลื่อนไหวแสดงคลื่นตามขวาง

 

2. คลื่นตามยาว(Longitudinal wave) ถ้าเรานำสปริงยาวๆมาวางตามแนวนอน ใช้มือตีสปริงที่ปลาย
ข้างหนึ่ง จะทำให้เกิดคลื่นที่มีช่วงอัดและช่วงขยายสลับกันและเคลื่อนที่ไปตามแนวแกนของสปริง
ซึ่งแสดงไว้ในรูป คลื่นที่เกิดขึ้นในสปริงเคลื่อนที่ไปทางขวามือโดยที่แต่ละขดของสปริงมีการสั่นตาม
แนวแกนของสปริง ตัวอย่างคลื่นตามยาว เช่น คลื่นในสปริง  คลื่นเสียง





แสดงการสั่นของอนุภาคอากาศ เมื่อคลื่นเสียงผ่านอากาศ

แสดงคลื่นตามยาวในสปริง

(ข) คลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเราแบ่งชนิดของคลื่นตามการใช้และไม่ใช้ตัวกลางได้ 2 แบบ

1. คลื่นกล (Mechanical wave)  เป็นคลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงานจึงจะทำให้คลื่นแผ่ออกไป ได้ ได้แก่คลื่นน้ำ คลื่นในเส้นเชือก คลื่นเสียง คลื่นแผ่นดินไหว เป็นต้น
2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic wave) เป็นคลื่นที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน เช่นแสง คลื่นวิทยุ เป็นต้น

สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

(ค) คลื่นดล และคลื่นต่อเนื่องเราแบ่งชนิดของคลื่นตามลักษณะการเกิดได้ 2 แบบ
1. คลื่นดล (Pulse wave)คือคลื่นที่เกิดจาการสั่นของแหล่งกำเนิดในช่วงสั้นๆ เช่น 1 - 2 ลูก
2. คลื่นต่อเนื่อง (Continuous wave)คือคลื่นที่เกิดจาการสั่นของแหล่งกำเนิดอย่างต่อเนื่อง