การซ้อนทับของคลื่น (Superposition Of Wave)
ถ้าคลื่นสองขบวนเดินทางผ่านกันจะเกิดอะไรขึ้น?
เราคงเคยเห็นคลื่นในบ่อซึ่งมีสิ่งของตกลงไปพร้อมๆกันหลายๆอย่าง จะทำให้เกิดคลื่นจากแหล่งกำเนิดหลายๆแหล่ง เคลื่อนที่ผ่านกันไป โดยเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านกันไปแล้วจะมีรูปร่างลักษณะและทิศทางคงเดิม ไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งปรากฏการเช่นนี้เรียกว่า "การซ้อนทับของคลื่น"
การซ้อนทับของคลื่นจะเกิดการรวมกันของคลื่นใน 2 ลักษณะ ดังนี้
1. การรวมแบบเสริมกัน (Constructive Superposition) เกิดเมื่อคลื่นสองคลื่นที่มีการกระจัดไปทางทิศเดียวกันเคลื่อนที่มาพบกัน เช่น สันคลื่นกับสันคลื่น หรือ ท้องคลื่นกับท้องคลื่น คลื่นทั้งสองจะรวมกันทำให้การกระจัดลัพธ์ ณ ตำแหน่ง และเวลาหนึ่งๆ มีขนาดมากกว่าการกระจัดเดิมของคลื่นแต่ละคลื่น โดยการกระจัดรวม หาได้จากผลบวกของการกระจัดของคลื่นทั้งสอง ณ ตำแหน่งและเวลานั้นๆ เมื่อคลื่นทั้งสองเคลื่อนที่ผ่านพ้นกันไปแล้ว คลื่นแต่ละคลื่นจะยังคงมีลักษณะเหมือนเดิม และเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดิม ดังรูป
2. การรวบแบบหักล้าง (Destructive Superposition) เกิดเมื่อคลื่นสองคลื่นที่มีการกระจัดไปทางทิศตรงข้ามกัน เคลื่อนที่มาพบกัน เช่น สันคลื่นกับท้องคลื่นหรือท้องคลื่นกับสันคลื่น คลื่นทั้งสองจะรวมกันทำให้การกระจัดลัพธ์ ณ ตำแหน่ง และเวลาหนึ่งๆ มีขนาดน้อยกว่าการกระจัดเดิมของคลื่นแต่ละคลื่น โดยการกระจัดรวม หาได้จากผลต่างของการกระจัดของคลื่นทั้งสอง ณ ตำแหน่งและเวลานั้นๆ เมื่อคลื่นทั้งสองเคลื่อนที่ผ่านพ้นกันไปแล้ว คลื่นแต่ละคลื่นจะยังคงมีลักษณะเหมือนเดิม และเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดิม ดังรูป
การแทรกสอด
ภาพที่สวยงามนี้ไม่ได้เกิดจากจิตรกรชื่อดัง หากแต่ผู้สร้างสรรค์ผลงานศิปะเหล่านี้คือธรรมชาติ..... ธรรมชาติของคลื่น แล้วคลื่นสามารถสร้างสรรค์ลวดลายที่สวยงามเช่นนี้ได้อย่างไร??? ลองมาศึกษาไปพร้อมๆกันครับ
เมื่อคลื่นจากแหล่งกำเนิดอาพันธ์ (ความถี่เท่ากัน) ตั้งแต่ 2 ขบวน เคลื่อนที่มาพบกันจะเกิดการรวมกันแบบเสริมและแบบหักล้าง ซึ่งสังเกตได้จากริ้วหรือลวดลายของการแทรกสอด ซึ่งประกอบด้วย
1. การแทรกสอดแบบเสริม ซึ่งเกิดจากสันคลื่นพบสันคลื่นหรือท้องคลื่นพบท้องคลื่น เรียกตำแหน่งนี้ว่า ปฏิบัพ (Antinode)
2. การแทรกสอดแบบหักล้าง ซึ่งเกิดจากส่วนที่เป็นสันคลื่นพบกับส่วนที่เป็นท้องคลื่น เรียกตำแน่งนี้ว่า บัพ (Node)
ดังรูป
ซึ่งในส่วนนี้สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากองค์ความรู้เรื่องการซ้อนทับของคลื่นนะครับ
และพบว่าเมื่อลากเส้นเชื่อมต่อปฏิบัพที่อยู่ถัดกันไป จะได้แนวเส้นที่เรียกว่า เส้นปฏิบัพ (Antinode line) ส่วนเส้นที่เชื่อมต่อบัพที่อยู่ถัดกันไป จะได้เส้นที่เรียกว่า เส้นบัพ (Node line) เส้นเหล่านี้เองที่ทำให้เกิดเป็นลวดลายของการแทรกสอด
ในองค์ความรู้ต่อไปเราจะมาดูกันว่า เราจะสามารถหาเส้นบัพและเส้นปฏิบัพเหล่านี้ได้อย่างไร
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.
Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved.
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)