การหักเหของคลื่น(Refraction)
[49] รูปที่ 32 การหักเหของคลื่นผิวน้ำ

   คือปรากฏการณ์ที่คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง
มีผลให้เกิดการเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น ตรงบริเวณผิวรอยต่อของตัวกลางทั้งสอง
โดยที่มีความถี่ของคลื่นคงเดิม แต่อัตราเร็ว และความยาวคลื่นเปลี่ยนไป
ในที่นี้เราจะศึกษาคลื่นน้ำ
ถ้าหากเราสร้างคลื่นต่อเนื่องที่เป็นคลื่นเส้นตรงเคลื่อนที่จากบริเวณหนึ่งไปยังบริเวณสอง
ซึ่งมีความลึกแตกต่างกัน
   ในน้ำลึกความเร็ว (v) และความยาวคลื่น()จะมากกว่าในน้ำตื้น
การหักเหของคลื่น(Refraction)
พิจารณาการหักเหของคลื่นน้ำที่รอยต่อของน้ำลึกกับน้ำตื้น
รูปที่ 33 แสดงการหักเหของคลื่น
จากรูปที่ 33 จะเห็นว่า
- หน้าคลื่นตกกระทบและหน้าคลื่นหักเห จะทำมุมกับเส้นรอยต่อระหว่างตัวกลาง
- รังสีตกกระทบและรังสีหักเห จะทำมุมกับเส้นปกติ

รูปที่ 34 แสดงการหักเหของคลื่น
จากรูปที่ 34 จะเห็นว่า
- ถ้าคลื่นเคลื่อนที่จากน้ำลึก -> น้ำตื้น มุมหักเหจะเบนเข้าหาเส้นปกติ
- ถ้าคลื่นเคลื่อนที่จากน้ำตื้น -> น้ำลึก มุมหักเหจะเบนเข้าออกจากเส้นปกติ
ในการหักเหลักษณะนี้จะทำให้แนวการเคลื่อนที่ของคลื่นเปลี่ยนไป เกิดมุมตกกระทบ (1) และ
มุมหักเห (2) จากการทดลองพบว่า อัตราส่วนของค่าไซน์ของมุมกระทบ (sin1) ต่อค่าไซน์ของมุมหักเห (sin2) ของตัวกลางน้ำลึกและน้ำตื้นคู่หนึ่งๆ จะมีค่าคงตัว
= ค่าคงตัว
และค่าคงตัวนี้จะเท่ากับอัตราส่วนของความเร็วคลื่น และจะเท่ากับอัตราส่วนของความยาวคลื่น
ดังนั้น   = =    --> เรียกว่ากฎของสเนลล์ (Snell 's law)
มุมวิกฤติ (Critical Angle , c)
    คือมุมตกกระทบใดๆ ที่ทำให้่มุมหักเหเป็น 90 องศา (เกิดได้กรณีที่น้ำ้เคลื่อนที่ี่จากน้ำตื้น -> น้ำลึก)
การสะท้อนกลับหมด
    เกิดเมื่อมุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤติทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมด

(เกิดได้กรณีที่น้ำ้เคลื่อนที่
ี่จากน้ำตื้น -> น้ำลึก)
[34] รูปที่ 35 แสดงการเกิดมุมวิกฤติ และการสะท้อนกลับหมด
คลื่นน้ำชุดหนึ่งเคลื่อนที่จากบริเวณน้ำลึกไปยังบริเวณน้ำตื้นแล้วไม่เบี่ยงเบน ถ้าความยาวคลื่นในเขตน้ำลึกยาว 1 เซนติเมตร ความยาวคลื่นในเขตน้ำตื้นยาว 0.75 เซนติเมตร ความเร็วคลื่นในเขตน้ำลึกมีค่าเป็นกี่เท่าของความเร็วในเขตน้ำตื้น
     วิธีทำ จากโจทย์ 1 = 1 cm = 0.01 m
                           2 = 0.75 cm = 0.0075 m
                            v1 = ?v2
             จาก = =
                  จะได้ =
                          
            อัตราเร็วคลื่นน้ำในเขตน้ำลึกเป็น เท่าของอัตราเร็วคลื่นในน้ำตื้น
คลื่นน้ำเส้นตรงในถาดคลื่นเคลื่อนที่จากบริเวณ (1) ไปบริเวณ (2) ซึ่งมีความลึกต่างกัน
การหักเหมีลักษณะดังรูป ถ้าแหล่งกำเนิดคลื่นมีความถี่เป็น 6 เฮิรตซ์ และหน้าคลื่นน้ำที่อยู่ถัดกันในบริเวณ(1)
ห่างกัน 0.02 เมตร จงหาอัตราเร็วของคลื่นน้ำในบริเวณ (2)
วิธีทำ จากโจทย์ 1= 45°
                      2= 30 °
                      1 = 0.02 m
                       v2 = ?
         จาก =
                                                             
                     อัตราเร็วของคลื่นน้ำในบริเวณ (2) มีค่าเท่ากับ 0.085 เมตร/วินาที



ติวเข้ม ฟิสิกส์ เคมี ชีวะ ที่บ้าน กับ ทีม ติวเตอร์ดีดี แอทโฮม

กด like ติดตามเรา

ติดตามเรา บน facebook

STAT

Flag Counter

ติดตามข่าวสารการศึกษา

 
Top