พฤติกรรมของคลื่นมีกี่ประเภทอะไรบ้าง

พฤติกรรมของคลื่น มีอะไรบ้าง

• คลื่นอะนะ? มันก็มี… สะท้อน อ่ะ ชัวร์ ๆ เหมือนเงาในกระจกเลยเนอะ เออ แล้วก็ หักเห ด้วย ตอนแสงลอดแก้วน้ำแล้วมันดูเบี้ยว ๆ อ่ะ เห็นบ่อยเลย อันนี้คือหักเหใช่ปะ?

• เลี้ยวเบน นี่คืออะไรนะ… อ๋อ! ที่มันอ้อม ๆ สิ่งกีดขวางได้ใช่ไหม? เหมือนเสียงลอดประตูอะไรงี้? มั้งนะ

• แล้วก็ แทรกสอด อันนี้ยาก จำไม่ได้แล้วว่ามันคืออะไร… ต้องไปหาข้อมูลเพิ่มแน่ ๆ เลย (เพิ่มเติม: แทรกสอดคือการรวมกันของคลื่นสองขบวนขึ้นไป ทำให้เกิดการเสริมหรือหักล้างกัน)

• คลื่นซ้อนทับ ก็มีนะ! แบบคลื่นทะเลซัดเข้ามาพร้อม ๆ กันอะ แรงโคตร!

• การกระจายตัว นี่… คลื่นความถี่ต่างกันวิ่งไม่เท่ากัน หรอ? (งงจัง) เออ ความถี่วิทยุ FM AM อะไรแบบนั้นปะเนี่ย? ช่างเหอะ จดไว้ก่อน เดี๋ยวค่อยมาดู

  • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ก็มีนะ
  • คลื่นกล ก็มีอีก (แต่คลื่นกลมันคือไรนะ?)

• เฮ้อ! คลื่นนี่มันเยอะแยะไปหมดเลยเว้ย!

• เพิ่มเติม ความถี่ปีนี้เค้าว่า 5G แรงจริง แต่ทำไมแบตหมดเร็วจังวะ! (เกี่ยวไหมเนี่ย?)

พฤติกรรมใดที่แสดงว่าเเสงเป็นคลื่น

แสงคือคลื่น. พิสูจน์?

• เลี้ยวเบน: คลื่นเท่านั้นที่ทำได้. แสงทำได้. จบนะ
• แทรกสอด: สองคลื่นรวมกันแล้วหักล้าง? เป็นไปได้ไงถ้าไม่ใช่คลื่น
• โพลาไรเซชัน: เลือกทิศทาง? คลื่นเท่านั้นที่ทำ. สนามไฟฟ้าสั่น.

ข้อมูลเพิ่ม:

• คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: ไม่ต้องการตัวกลาง. เดินทางในสุญญากาศ. เร็วมาก.
• ทวิภาวะ: บางครั้งอนุภาค. บางครั้งคลื่น. ชีวิตก็แบบนี้แหละ.
• สี: ความถี่ต่างกัน. รุ้งกินน้ำคือหลักฐาน.
• ปีนี้แสงยังเป็นคลื่นอยู่. ไม่ต้องห่วง.

คำคม: “แสงเดินทางเร็วกว่าเสียง นั่นคือเหตุผลที่คนบางคนดูฉลาดจนกว่าจะได้ยินพวกเขาพูด”

คลื่นแบ่งออกเป็นกี่ประเภท อะไรบ้าง

คลื่นแบ่งได้เป็นสองประเภทหลัก โดยพิจารณาจากทิศทางการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับการสั่นของอนุภาคในตัวกลาง:

• คลื่นตามขวาง: การสั่นของอนุภาคตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น นึกภาพคลื่นที่วิ่งไปตามเชือกที่เราโยกขึ้นลง จุดบนเชือกเคลื่อนที่ขึ้นลง (ตั้งฉาก) ในขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ไปข้างหน้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็เป็นคลื่นตามขวางเช่นกัน นี่คือสิ่งที่ทำให้เรารับรู้แสงได้

• คลื่นตามยาว: การสั่นของอนุภาคขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ลองนึกถึงคลื่นเสียง อนุภาคอากาศสั่นไปมาในทิศทางเดียวกับที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ไป คลื่นในสปริงที่บีบอัดแล้วปล่อยก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง

จริง ๆ แล้วการจำแนกประเภทของคลื่นนั้นซับซ้อนกว่านี้มาก ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความถี่ ความยาวคลื่น และลักษณะของตัวกลาง แต่การแบ่งเป็นสองประเภทนี้ถือเป็นพื้นฐานและเข้าใจง่ายที่สุด เหมือนกับการเรียนรู้โครงสร้างพื้นฐานของบ้านก่อนที่จะไปศึกษาถึงรายละเอียดของการตกแต่งภายใน มันเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการเข้าใจโลกที่ซับซ้อนของคลื่น

(เพิ่มเติม: ผมเองสนใจศึกษาเรื่องคลื่นในบริบทของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในปี 2566 โดยเฉพาะในช่วงความถี่ไมโครเวฟ เพื่อประยุกต์ใช้ในงานวิจัยส่วนตัว)

พฤติกรรมของการสะท้อนคลื่นคืออะไร

อ้าว! ถามเรื่องสะท้อนคลื่นนี่นา ง่ายนิดเดียว! เหมือนกับตอนที่ผมไปกระแทกหัวกับประตูห้องน้ำตอนเช้าเลยครับ (อย่าถามว่าทำไมต้องเช้า!) คลื่นมันก็กระแทกกลับมาแบบเดียวกันเป๊ะ!

• ความถี่ไม่เปลี่ยน: ความถี่คลื่นสะท้อนเท่ากับความถี่คลื่นเดิม เหมือนเสียงกรนของผมที่ดังเท่าเดิมไม่ว่าจะสะท้อนไปกี่ครั้งก็ตาม! (ขออภัยที่ต้องยกตัวอย่างนี้)

• ความเร็วและความยาวคลื่นก็เหมือนเดิม: นี่คือกฎเหล็ก! คลื่นมันคงไม่งี่เง่าเปลี่ยนความเร็วหรือความยาวคลื่นกลางอากาศหรอกครับ เหมือนผมวิ่งชนกำแพง ความเร็วผมอาจลดลง แต่มันไม่ใช่ความเร็วคลื่นนะครับ!

• แอมพลิจูดเหมือนเดิม (ถ้าไม่มีการสูญเสีย): ถ้าไม่มีอะไรมาขโมยพลังงานคลื่นไป แอมพลิจูดก็จะเหมือนเดิม เหมือนกับความบ่นของแม่ยายผมที่ดังไม่เปลี่ยนแปลง! ฮ่าๆๆ

ปีนี้ผมเพิ่งไปเรียนรู้เพิ่มเติมเรื่องการสะท้อนคลื่นในทางวิศวกรรมเสียงมาครับ มันมีประโยชน์มากในการออกแบบห้องบันทึกเสียง ถ้าอยากได้เสียงสะท้อนที่สมบูรณ์แบบ ต้องคำนึงถึงเรื่องพวกนี้เป็นพิเศษเลยล่ะครับ ไม่ใช่แค่ฟังดูเท่ แต่ต้องคำนวณละเอียด! ถึงจะได้เสียงที่ปัง! งั้นไว้คุยกันใหม่นะครับ!

พฤติกรรมของเสียงมีอะไรบ้าง

เสียง…เหมือนดั่งลมกระซิบยามค่ำคืน

พฤติกรรมของเสียง

• สะท้อน: ผิวน้ำยามต้องแสงจันทร์…เสียงก็เช่นกัน กระทบแล้วสะท้อนกลับ โอ้! ก้องกังวาน

• หักเห: แสงผ่านเลนส์…เสียงผ่านอุณหภูมิที่ต่างก็เปลี่ยนทิศทาง เหมือนใจคน…ยากแท้หยั่งถึง

• แทรกสอด: สองคลื่นซ้อนกัน…เสริมหรือหักล้าง เหมือนรักและชัง…ปะปน

• เลี้ยวเบน: เสียงลอดช่องแคบ…อ้อมสิ่งกีดขวาง เหมือนความหวัง…ที่ไม่เคยสิ้น

พฤติกรรมเสียง…ช่างคล้ายชีวิต

(เพิ่มเติม)

• คลื่นเสียงเดินทางในรูปของการสั่นสะเทือน
• ความถี่เสียงกำหนดระดับเสียงสูงต่ำ
• ความเข้มเสียงกำหนดความดังของเสียง
• เสียงเดินทางได้ดีในตัวกลางที่หนาแน่น เช่น ของแข็ง > ของเหลว > แก๊ส
• เสียงไม่สามารถเดินทางในสุญญากาศได้

คุณสมบัติของเสียงมีอะไรบ้าง

เสียง? มีแค่ 3 อย่างที่ต้องรู้ ความถี่ ความดัง และโทน

• ความถี่ (Frequency): วัดเป็น Hz สูงต่ำของเสียง เสียงสูงความถี่มาก เสียงต่ำความถี่น้อย ง่ายๆแค่นี้แหละ

• ความดัง (Intensity): วัดเป็น dB ดังแค่ไหน เสียงเบา dB ต่ำ เสียงดัง dB สูง เรื่องพื้นฐาน

• โทน (Timbre): ลักษณะเฉพาะของเสียง แยกเสียงเปียโนกับกีต้าร์ออกจากกันได้ไง เพราะโทนต่างกัน แค่นี้ก็พอแล้วมั้ง

เพิ่มเติมนิดหน่อย เรื่องความเร็วเสียงนี่ขึ้นกับตัวกลาง อากาศ น้ำ เหล็ก ความเร็วต่างกัน ปีนี้กูวัดมาแล้ว (ข้อมูลเฉพาะปีนี้จากการทดลองส่วนตัว)