• คลื่นเสียง

  
  

  การสั่นและคลื่นเสียง

  ภาพประจำสัปดาห์   

  SHOCK  WAVES หรือ ชอร์กเวฟ

            ชอร์กเวฟเกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่นหรือเร็วกว่า  จะเกิดปรากฎการณ์ที่ว่าสันคลื่นไม่สามารถที่จะเคลื่อนที่ออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง โดยถ้าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่น   สันคลื่นจะเกิดการซ้อนกัน  เสริมกันกลายเป็นแอมพลิจูดขนาดใหญ่เรียกว่า  ชอร์กเวฟ    และเมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่น  สันคลื่นจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย  โดยมีมุม    =  sin^-1(v/u)    อัตราส่วน  u/v  เรียกว่า เลขมัค  (Mach number)     ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้บ่อยมากในสถานการณ์ต่างๆกัน  ดังเช่น  โซนิกบูม  คือ ชอร์กเวฟประเภทหนึ่งของเครื่องบินที่วิ่งเร็วเหนือเสียง    คลื่นที่เกิดหลังเรือเร็วก็เป็นชอร์กเวฟอีกประเภทหนึ่ง    นอกอวกาศก็สามารถจะเกิดชอร์กเวฟได้  อย่างเช่น ลมสุริยะที่วิ่งด้วยความเร็วสูงเข้าชนสนามแม่เหล็กโลก  เป็นต้น

  

  a)  เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของคลื่น  สันคลื่นจะรวมกันอยู่ที่ยอดก่อให้เกิดชอร์กเวฟขึ้น  b)  ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้อีกกรณีหนึ่งเมื่อความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง u  มากกว่าความเร็วของคลื่น v  ในช่วงระยะเวลา หน้าคลื่นจะเคลื่อนที่ได้เป็นระยะ   แต่แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้ระยะทางมากกว่า คือ         ชอร์กเวฟจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย  โดยมีมุม   =  sin^-1(v/u) 

     ค ลื่ นเ สี ย ง    

                  เสียงเกิดจาก การสั่นของวัตถุ เราสามารถทำให้วัตถุสั่นด้วยวิธีการ ดีด สี ตีและเป่า เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้โมเลกุลอากาศสั่นตามไปด้วยความถี่เท่ากับการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง เกิดเป็นช่วงอัดช่วงยายของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งพลังงานของการสั่นจะแผ่ออกไปรอบๆแหล่งกำเนิดเสียง ตรงกลางส่วนอัดและตรงกลางส่วนขยายโมเลกุลอากาศจะไม่มีการเคลื่อนที่(การกระจัดเป็นศูนย์) / แต่ตรงกลางส่วนอัดความดันอากาศจะมากและตรงกลางส่วนขยายความดันอากาศจะน้อยมาก ดังนั้นคลื่นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาวเพราะโมเลกุลของอากาศจะสั่นในทิศเดียวกับทิศที่เสียงเคลื่อนที่ไป ความดังของเสียงจะขึ้นอยู่กับช่วงกว้างของการสั่น(แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดมากเสียงจะดังมาก การเปลี่ยนความดันอากาศนี้สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า จนถึง หูของ ผู้ฟังทำให้ได้ยินเสียง
  รูปแสดงการเกิดคลื่นเสียงจากการสั่นของสายกีต้า เพียง 1 ทิศทาง  
  

  แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเสียง v source  =   v  sound    (Mach 1  )  จ่อที่กำแพงเสียง        เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสียง   (v s  =  v หรือ Mach  1  )   หน้าคลื่นทางขวาจะถูกอัดกันอยู่ทางด้านหน้า เป็นแนวเส้นโค้ง  ทำให้หน้าคลื่นเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน  ความดันของคลื่นเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย   เรียกว่า คลื่นกระแทก  ( shock wave)    ภาพบนคือลูกปืนที่วิ่งด้วยความเร็ว Mach 1.01  จะเห็นคลื่นกระแทกเป็นแนวโค้งหน้าลูกปืนอย่างชัดเจน      กดที่นี่ครับเพื่ออ่านต่อ

  ชัค เยเกอร์ มนุษย์ผู้ฝ่ากำแพงเสียง ประสบอุบัติเหตุ        เพียง 2 วันก่อนขึ้นบินทดลองฝ่ากำแพงเสียง  ร้อยเอก ชัค เยเกอร์  แห่งกองทัพอากาศสหรัฐฯ ก็ประสบอุบัติเหตุจากการขี่ม้าจนกระดูกซี่โครงหัก 2 ซี่  และถูกกระแทกจนเกือบหมดสติ   ตอนเช้าวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ. 1947  ซึ่งเป็นวันรุ่งขึ้นหลังจากวันที่ประสบอุบัติเหตุ  หมอใช้เทปพันรอบตัวเขาเพื่อดามซี่โครงที่หักนั้นไว้ชั่วคราว  แขนขวาของเขาก็ยังปวดจนใช้การไม่ได้  แต่หากเขาปล่อยให้เจ้าหน้าที่กองทัพอากาศรู้เรื่องนี้เข้า  การบินทดลองซึ่งเป็นความลับสุดยอดครั้งนี้จะต้องเลื่อนออกไปทันที

• คลื่นแสง 

  ภาพนี้คัดลอกมาจาก Nick Strobel's Astronomy Notes, http://www.astronomynotes.com/, copyright 1998-2002 by Nick Strobel.

  ---

  ลักษณะความเป็นคลื่นของแสง    แสง หมายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าตั้งฉากซึ่งกันและกัน เคลื่อนที่ไปพร้อมกัน โดยทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นตั้งฉากกับทิศทางของสนามทั้งสอง (ดูภาพประกอบ) ลักษณะความเป็นคลื่นของแสงระบุได้ด้วยสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งใน 3 อย่าง กล่าวคือ  ความยาวคลื่น (): ระยะระหว่างยอดคลื่น(crest)ที่อยู่ติดกัน วัดในหน่วยความยาว เช่น เมตร เซนติเมตร เป็นต้น  ความถี่คลื่น (f): จำนวนการสั่นไหวของคลื่น (wave oscillatation) หรือ จำนวนลูกคลื่นต่อวินาที วัดในหน่วย cm-1 (Hz)  ความเร็วคลื่น (V): สัมพันธ์กับความยาวคลื่นและความถี่คลื่นดังสมการ  V  =  f  วัดในหน่วย เมตรต่อวินาที เป็นต้น     กรณีของคลื่นแสง,  v คือ ความเร็วแสง c = 3x108 เมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นค่าคงที่ ดังนั้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้น จะมีความถี่คลื่นสูง คลื่นที่มีความยาวคลื่นยาวจะมีความถี่ต่ำ  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นคลื่นวิทยุ ไมโครเวพ อินฟราเรด อัลตราไวโอเล็ต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา ฯลฯ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันหมด คือ ความเร็วแสง แม้ว่าคลื่นแต่ละชนิดดังกล่าวจะมีพลังงานไม่เท่ากัน     สมบัติความเป็นคลื่นของแสงได้รับการยืนยันจากการทดลองเกี่ยวกับการสะท้อน การหักเห การเลี้ยวเบน และการแทรกสอดว่ามีอยู่จริงและสามารถคำนวณผลลัพธ์ได้อย่างถูกต้อง เช่น การทดลองให้แสงผ่านช่องเล็กยาวแบบคู่ของทอมัส ยัง ในปี ค.ศ.1801 พบว่ามีการแทรกสอดของคลื่นแสงจากเส้นสว่างและมืดสลับกันอย่างชัดเจน  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดแรกที่ถูกค้นพบ คือ คลื่นวิทยุ พบโดย ไฮน์ริช แฮตซ์ ในห้องทดลองที่เบอร์ลินในปี 1888 ลักษณะความเป็นอนุภาคของแสง     แสง ประกอบด้วยกลุ่มอนุภาคขนาดเล็ก แต่ละอนุภาคมีมวลน้อยมากจนถือว่าปราศจากมวล เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง  อนุภาคดังกล่าวเราเรียกว่า โฟตอน พลังงานของแต่ละโฟตอนมีค่าเท่ากับ hf เรียกว่าปริมาณ 1 ควอนตัม   โดย h คือ ค่าคงที่ของพลังค์ = 6.63x10-34 J s และ  f คือ ความถี่คลื่นแสง    ผู้ที่เสนอความคิดว่าแสงประกอบด้วยกลุ่มก้อนพลังงานที่เรียกว่า ควอนตา เป็นคนแรกคือ มักซ์ พลังค์ ในปี 1900ผู้ที่พิสูจน์เป็นคนแรกว่าแสงประกอบด้วยลำโฟตอน คือ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จากการตีพิมพ์คำอธิบายเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ในปี 1905 ตกลงว่า แสง เป็น คลื่น หรือ อนุภาค ? คำตอบ:  แสงเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค มีลักษณะของภาพที่ปรากฎที่เรียกว่า ทวิภาพของคลื่น/อนุภาค แต่จะแสดงภาพ   ความเป็นคลื่นหรืออนุภาคเพียงอย่างหนึ่งอย่างใดภายใต้สภาวการณ์หนึ่งเท่านั้น เช่น หากให้แสงผ่านช่องเล็กยาว  แบบคู่ แสงจะแสดงภาพเป็นคลื่น แต่ถ้าควบคุมให้แสงค่อยๆผ่านช่องเล็กยาวแบบเดี่ยว แสงจะแสดงภาพเป็นอนุภาค

คลื่นแสง

• คลื่นแสง 

  ภาพนี้คัดลอกมาจาก Nick Strobel's Astronomy Notes, http://www.astronomynotes.com/, copyright 1998-2002 by Nick Strobel.

  ---

  ลักษณะความเป็นคลื่นของแสง    แสง หมายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าตั้งฉากซึ่งกันและกัน เคลื่อนที่ไปพร้อมกัน โดยทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นตั้งฉากกับทิศทางของสนามทั้งสอง (ดูภาพประกอบ) ลักษณะความเป็นคลื่นของแสงระบุได้ด้วยสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งใน 3 อย่าง กล่าวคือ  ความยาวคลื่น (): ระยะระหว่างยอดคลื่น(crest)ที่อยู่ติดกัน วัดในหน่วยความยาว เช่น เมตร เซนติเมตร เป็นต้น  ความถี่คลื่น (f): จำนวนการสั่นไหวของคลื่น (wave oscillatation) หรือ จำนวนลูกคลื่นต่อวินาที วัดในหน่วย cm-1 (Hz)  ความเร็วคลื่น (V): สัมพันธ์กับความยาวคลื่นและความถี่คลื่นดังสมการ  V  =  f  วัดในหน่วย เมตรต่อวินาที เป็นต้น     กรณีของคลื่นแสง,  v คือ ความเร็วแสง c = 3x108 เมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นค่าคงที่ ดังนั้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้น จะมีความถี่คลื่นสูง คลื่นที่มีความยาวคลื่นยาวจะมีความถี่ต่ำ  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นคลื่นวิทยุ ไมโครเวพ อินฟราเรด อัลตราไวโอเล็ต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา ฯลฯ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันหมด คือ ความเร็วแสง แม้ว่าคลื่นแต่ละชนิดดังกล่าวจะมีพลังงานไม่เท่ากัน     สมบัติความเป็นคลื่นของแสงได้รับการยืนยันจากการทดลองเกี่ยวกับการสะท้อน การหักเห การเลี้ยวเบน และการแทรกสอดว่ามีอยู่จริงและสามารถคำนวณผลลัพธ์ได้อย่างถูกต้อง เช่น การทดลองให้แสงผ่านช่องเล็กยาวแบบคู่ของทอมัส ยัง ในปี ค.ศ.1801 พบว่ามีการแทรกสอดของคลื่นแสงจากเส้นสว่างและมืดสลับกันอย่างชัดเจน  คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดแรกที่ถูกค้นพบ คือ คลื่นวิทยุ พบโดย ไฮน์ริช แฮตซ์ ในห้องทดลองที่เบอร์ลินในปี 1888 ลักษณะความเป็นอนุภาคของแสง     แสง ประกอบด้วยกลุ่มอนุภาคขนาดเล็ก แต่ละอนุภาคมีมวลน้อยมากจนถือว่าปราศจากมวล เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง  อนุภาคดังกล่าวเราเรียกว่า โฟตอน พลังงานของแต่ละโฟตอนมีค่าเท่ากับ hf เรียกว่าปริมาณ 1 ควอนตัม   โดย h คือ ค่าคงที่ของพลังค์ = 6.63x10-34 J s และ  f คือ ความถี่คลื่นแสง    ผู้ที่เสนอความคิดว่าแสงประกอบด้วยกลุ่มก้อนพลังงานที่เรียกว่า ควอนตา เป็นคนแรกคือ มักซ์ พลังค์ ในปี 1900ผู้ที่พิสูจน์เป็นคนแรกว่าแสงประกอบด้วยลำโฟตอน คือ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จากการตีพิมพ์คำอธิบายเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ในปี 1905 ตกลงว่า แสง เป็น คลื่น หรือ อนุภาค ? คำตอบ:  แสงเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาค มีลักษณะของภาพที่ปรากฎที่เรียกว่า ทวิภาพของคลื่น/อนุภาค แต่จะแสดงภาพ   ความเป็นคลื่นหรืออนุภาคเพียงอย่างหนึ่งอย่างใดภายใต้สภาวการณ์หนึ่งเท่านั้น เช่น หากให้แสงผ่านช่องเล็กยาว  แบบคู่ แสงจะแสดงภาพเป็นคลื่น แต่ถ้าควบคุมให้แสงค่อยๆผ่านช่องเล็กยาวแบบเดี่ยว แสงจะแสดงภาพเป็นอนุภาค

คลื่นเสียง

• คลื่นเสียง

  
  

  การสั่นและคลื่นเสียง

  ภาพประจำสัปดาห์   

  SHOCK  WAVES หรือ ชอร์กเวฟ

            ชอร์กเวฟเกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่นหรือเร็วกว่า  จะเกิดปรากฎการณ์ที่ว่าสันคลื่นไม่สามารถที่จะเคลื่อนที่ออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง โดยถ้าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่น   สันคลื่นจะเกิดการซ้อนกัน  เสริมกันกลายเป็นแอมพลิจูดขนาดใหญ่เรียกว่า  ชอร์กเวฟ    และเมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่น  สันคลื่นจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย  โดยมีมุม    =  sin^-1(v/u)    อัตราส่วน  u/v  เรียกว่า เลขมัค  (Mach number)     ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้บ่อยมากในสถานการณ์ต่างๆกัน  ดังเช่น  โซนิกบูม  คือ ชอร์กเวฟประเภทหนึ่งของเครื่องบินที่วิ่งเร็วเหนือเสียง    คลื่นที่เกิดหลังเรือเร็วก็เป็นชอร์กเวฟอีกประเภทหนึ่ง    นอกอวกาศก็สามารถจะเกิดชอร์กเวฟได้  อย่างเช่น ลมสุริยะที่วิ่งด้วยความเร็วสูงเข้าชนสนามแม่เหล็กโลก  เป็นต้น

  

  a)  เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของคลื่น  สันคลื่นจะรวมกันอยู่ที่ยอดก่อให้เกิดชอร์กเวฟขึ้น  b)  ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้อีกกรณีหนึ่งเมื่อความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง u  มากกว่าความเร็วของคลื่น v  ในช่วงระยะเวลา หน้าคลื่นจะเคลื่อนที่ได้เป็นระยะ   แต่แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้ระยะทางมากกว่า คือ         ชอร์กเวฟจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย  โดยมีมุม   =  sin^-1(v/u) 

     ค ลื่ นเ สี ย ง    

                  เสียงเกิดจาก การสั่นของวัตถุ เราสามารถทำให้วัตถุสั่นด้วยวิธีการ ดีด สี ตีและเป่า เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้โมเลกุลอากาศสั่นตามไปด้วยความถี่เท่ากับการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง เกิดเป็นช่วงอัดช่วงยายของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งพลังงานของการสั่นจะแผ่ออกไปรอบๆแหล่งกำเนิดเสียง ตรงกลางส่วนอัดและตรงกลางส่วนขยายโมเลกุลอากาศจะไม่มีการเคลื่อนที่(การกระจัดเป็นศูนย์) / แต่ตรงกลางส่วนอัดความดันอากาศจะมากและตรงกลางส่วนขยายความดันอากาศจะน้อยมาก ดังนั้นคลื่นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาวเพราะโมเลกุลของอากาศจะสั่นในทิศเดียวกับทิศที่เสียงเคลื่อนที่ไป ความดังของเสียงจะขึ้นอยู่กับช่วงกว้างของการสั่น(แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดมากเสียงจะดังมาก การเปลี่ยนความดันอากาศนี้สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า จนถึง หูของ ผู้ฟังทำให้ได้ยินเสียง
  รูปแสดงการเกิดคลื่นเสียงจากการสั่นของสายกีต้า เพียง 1 ทิศทาง  
  

  แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเสียง v source  =   v  sound    (Mach 1  )  จ่อที่กำแพงเสียง        เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสียง   (v s  =  v หรือ Mach  1  )   หน้าคลื่นทางขวาจะถูกอัดกันอยู่ทางด้านหน้า เป็นแนวเส้นโค้ง  ทำให้หน้าคลื่นเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน  ความดันของคลื่นเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย   เรียกว่า คลื่นกระแทก  ( shock wave)    ภาพบนคือลูกปืนที่วิ่งด้วยความเร็ว Mach 1.01  จะเห็นคลื่นกระแทกเป็นแนวโค้งหน้าลูกปืนอย่างชัดเจน      กดที่นี่ครับเพื่ออ่านต่อ

  ชัค เยเกอร์ มนุษย์ผู้ฝ่ากำแพงเสียง ประสบอุบัติเหตุ        เพียง 2 วันก่อนขึ้นบินทดลองฝ่ากำแพงเสียง  ร้อยเอก ชัค เยเกอร์  แห่งกองทัพอากาศสหรัฐฯ ก็ประสบอุบัติเหตุจากการขี่ม้าจนกระดูกซี่โครงหัก 2 ซี่  และถูกกระแทกจนเกือบหมดสติ   ตอนเช้าวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ. 1947  ซึ่งเป็นวันรุ่งขึ้นหลังจากวันที่ประสบอุบัติเหตุ  หมอใช้เทปพันรอบตัวเขาเพื่อดามซี่โครงที่หักนั้นไว้ชั่วคราว  แขนขวาของเขาก็ยังปวดจนใช้การไม่ได้  แต่หากเขาปล่อยให้เจ้าหน้าที่กองทัพอากาศรู้เรื่องนี้เข้า  การบินทดลองซึ่งเป็นความลับสุดยอดครั้งนี้จะต้องเลื่อนออกไปทันที

กฎของบอยด์(Robert Boyle)

วันจันทร์นี้ ครูไม่อยู่ให้นักเรียนชั้น ม.5/1 ทำรายงานใน blogger นะครับ หัวข้อ

ความร้อน
-พลังงานความร้อน
-พลังงานความร้อนกับการเปลี่ยนสถานะของสาร
-สมดุลความร้อน
...

-การถ่ายเทความร้อน
-สมบัติของแก๊สในอดมคติ
-กฎของบอยด์(Robert Boyle)
-กฎของชาร์ล(Charles’s law)
-กฎของเกย์-ลูกแซก(Gay-Lussac’s law)
-แบบจำลองของแก๊ส
-ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
-การหาอุณหภูมิผสมและความดันผสมจากทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
-พลังงานภายในระบบ
-การประยุกต์
-ตัวอย่างการคำนวณ

กฎของบอยด์(Robert Boyle)

เขาเกิดเมื่อปี ค.ศ. 1627 ที่เมือง Munster ประเทศไอร์แลนด์ ในตระกูลขุนนาง ชั้นสูง ในวัยเด็กได้รับการศึกษาจากหลายประเทศ ในปี ค.ศ. 1641 เขาเดินทางไปเรียนภาษาที่ประเทศอิตาลี่ และได้อ่านตำราของกาลิเลโอ ทำให้เขาสนใจที่จะเป็นนักวิทยา ศาสตร์ จึงหันมาศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด (Oxford University) จนสำเร็จการศึกษา

ในปี ค.ศ. 1654 เขาได้ร่วมมือกับ โรเบิร์ต ฮุค สร้างเครื่องมือ และอุปกรณ์ที่ใช้ทด ลองทางฟิสิกส์ และทำการทดลองเรื่องความกดดันของอากาศ และ ก๊าซ รวมถึงปริมาตรของก๊าซด้วย ทำให้เกิด กฎของบอยล์ ขึ้น กล่าวว่า เมื่อ อุณหภูมิคงที่ปริมาตรของก๊าซจะแปรผกผันกับความกดดันเสมอ และ เขายังได้ค้นคว้าเกี่ยวกับความเร็วของเสียง เรื่องของสี เรื่องไฟฟ้า สถิต และ เรื่องของผลึกต่าง ๆ และเขาให้คำจำกัดความของคำว่า ธาตุ คือ สสารที่ไม่สามารถแยก หรือ ทำลายให้เปลี่ยนแปลงได้อีก

เขาเป็นคนแรกที่กล่าวว่า ความร้อนเกิดจากการเคลื่อนที่ของ โมเลกุล และได้พัฒนาเครื่องสูบอากาศที่มีอยู่ ให้ดีขึ้น เขาได้แสดงให้เห็นว่า ไฟฟ้ามีประจุอยู่ 2 ชนิด โดยทดลองจากแท่ง อำพัน และแท่งแก้วที่นำ มาถูกับผ้าขนสัตว์ ได้ผลว่า แท่งอำพัน และ แท่งแก้ว จะดูดกัน แต่ถ้าเป็นแท่งอำพันทั้ง 2 แท่ง หรือแท่งแก้วทั้ง 2 แท่ง มันจะผลักกัน เขาจึงสรุปได้ว่ามีอำนาจไฟฟ้าเกิดขึ้น 2 ชนิด และอำนาจไฟฟ้าทั้ง 2 จะตรงข้ามกัน นักวิทยาศาสตร์ในรุ่นต่อมา จึงเรียกอำนาจไฟฟ้าทั้ง 2 ชนิดนี้ว่า ประจุลบ และประจุบวก ถ้าประจุเหมือนกันจะผลักกัน ถ้าประจุต่างกันจะดูดกัน

เขาได้เขียนหนังสือเกี่ยวกับวิทยาการแขนงต่าง ๆ ไว้มากมาย เช่น หนังสือที่ อธิบายว่าธาตุ จะต้องมีเนื้อเดียว หรือเรียกว่าสารเชิงเดียว และจะ ไม่มีสารอื่น ๆ เจือปน อีกเล่มที่น่าสนใจคือ เขาจะกล่าวว่าการจะเชื่อถือสิ่งใด ๆ นั้น จะต้องได้ทดลองค้นคว้าเสียก่อนไม่ใช่หลงเชื่ออย่างงมงาย

เขาเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1691 ที่ กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ

การซ้อนทับของคลื่น

การบ้าน 5/1 ให้ส่งเว็บบล็๋อก หัวข้อต่อไปนี้นะครับ
------------------------
คลื่นกล
-การจำแนกคลื่นกล
-คลื่นกับการส่งผ่านพลังงาน
-คลื่นบนเส้นเชือกและผิวน้ำ
-ส่วนประกอบของคลื่น
-อัตราเร็วของคลื่น
-การบอกตำแหน่งของการเคลื่อนที่แบบคลื่น
-ถาดคลื่น
...

-หน้าคลื่น
-คลื่นดลและคลื่นต่อเนื่อง
-การซ้อนทับของคลื่น
-สมบัติของคลื่น
-สมบัติของคลื่น
-การสะท้อนของคลื่น
-การหักเหของคลื่น
-การแทรกสอดของคลื่น
-คลื่นนิ่ง
-การสั่นพ้อง
-การเลี้ยวเบนของคลื่น

 

การซ้อนทับของคลื่น

การซ้อนทับของคลื่น(Superposition Principle)

จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายการซ้อนทับของคลื่น และการเขียนภาพของคลื่นใหม่ที่เกิดจากการซ้อนทับของคลื่นสองคลื่น

---

การซ้อนทับของคลื่น

[20] รูปที่ 18 แสดงการเกิดการซ้อนทับของคลื่น

    เมื่อคลื่นสองขบวนเคลื่อนที่มาพบกัน จะเกิดการรวมกันเป็นคลื่นใหม่ โดยที่คลื่นเดิมซ่อนรูปอยู่
ในคลื่นใหม่ ซึ่งคลื่นเดิมจะแสดงคุณสมบัติเดิมออกมารูปเดิมอีกเมื่อคลื่นนั้นเคลื่อนที่ผ่านไป
การกระจัดของคลื่นใหม่ที่เกิด ณ ตำแหน่งต่างๆเป็นผลบวกของการกระจัดของคลื่นทั้งสอง
ที่ตำแหน่งนั้น (บวกกันแบบเวกเตอร์)
ซึ่งมีผลให้แอมพลิจูดของคลื่นใหม่ = ผลรวมของแอมพลิจูดของคลื่นทั้งสอง

การรวมกันของคลื่นสามารถจำแนกได้เป็น 2 แบบด้วยกันคือ

1) การรวมกันแบบเสริม
เป็นการรวมกันชนิดที่ทำให้การ กระจัดของ
คลื่นลัพธ์(คลื่นลูกใหม่)มีค่ามากขึ้นซึ่ง
เกิดจากคลื่นทั้งสองมีการกระจัดทิศ
เดียวกันมารวมกัน อาจเป็นการกระจัดบวก
ของทั้งสองคลื่น หรืออาจเกิดจากการ
กระจัดที่เป็นลบ ของทั้งสองคลื่นก็ได้
มีผลให้แอมพลิจูดลัพธ์เพิ่มขึ้น
2) การรวมกันแบบหักล้างกัน เป็นการรวมกันชนิดที่ทำให้การกระจัดของคลื่นลัพธ์
(คลื่นลูกใหม่) มีค่าลดลง ซึ่งเกิดจากคลื่นทั้งสอง
มีการกระจัดทิศตรงข้ามมารวมกัน มีผลให้
แอมพลิจูดลัพธ์ลดลง

         
       
[26] รูปที่ 19 แสดงการเกิดการซ้อนทับของคลื่น

การรวมคลื่นเมื่อคลื่นย่อยมีการกระจัดทิศเดียวกัน การรวมคลื่นเมื่อคลื่นย่อยมีการกระจัดทิศตรงข้าม      [45] รูปที่ 20 แสดงการเกิดการซ้อนทับของคลื่น

การรวมกันของคลื่นวงกลมแบบต่อเนื่อง
     ถ้ามีคลื่นดลรูปวงกลม จากแหล่งกำเนิดคลื่น 2 แหล่ง เคลื่อนที่เข้าหากันดังรูป ให้เส้นทึบแทนท้องคลื่น
และเส้นประแทนสันคลื่น เมื่อท้องคลื่นรวมกับท้องคลื่น (เป็นการรวมแบบเสริมกัน) เขียนแทนด้วย
เมื่อสันคลื่นรวมกับสันคลื่น (เป็นการรวมแบบเสริมกัน) เขียนแทนด้วย
เมื่อสันคลื่นรวมกับท้องคลื่น หรือ ท้องคลื่นรวมกับสันคลื่น (เป็นการรวมแบบหักล้าง) เขียนแทนด้วย

รูปที่ 21 แสดงการรวมกันของคลื่น

แอมพลิจูดลัพธ์ของคลื่นที่มีความถี่เท่ากันและเคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน
ถ้ามีคลื่น 2 ขบวนที่มีความถี่เท่ากัน เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน เกิดการรวมกันของคลื่นได้
คลื่นลัพธ์ที่มีแอมพลิจูดค่าหนึ่ง ซึ่งสามารถหาได้จากสูตรดังนี้

ถ้าให้ A1 = แอมพลิจูดของคลื่นขบวนที่ 1
        A2 = แอมพลิจูดของคลื่นขบวนที่ 2
          A = แอมพลิจูดของคลื่นลัพธ์
         = ความต่างเฟสของคลื่นสองขบวน