คลื่นจะแสดงพฤติกรรมการสะท้อนได้อย่างไร
คลื่นสะท้อนเกิดขึ้นอย่างไร?
จำได้ตอนเรียนฟิสิกส์ ม.ปลาย อาจารย์อธิบายคลื่นสะท้อนให้ฟัง (ประมาณปี 2558 ที่โรงเรียนมัธยมวัดบวรนิเวศวิทยาคม) แกใช้กระจกกับเลเซอร์ แสงเลเซอร์กระทบกระจกแล้วสะท้อนกลับมา ง่ายมาก! เหมือนโยนลูกบอลอ่ะ มันก็เด้งกลับมา แต่ในทางฟิสิกส์มันละเอียดกว่านั้นเยอะเลย
ความถี่ อัตราเร็ว ความยาวคลื่น แอมพลิจูด มันเท่ากันหมด ถ้าไม่นับพลังงานที่สูญเสียไประหว่างทาง อันนี้แหละที่ยาก จำได้ครูบอกว่า พลังงานสูญเสียไปบ้าง ก็เลยทำให้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมันน้อยกว่าคลื่นตกกระทบ นึกภาพง่ายๆ คือลูกบอลเด้งกลับมาแต่ความแรงมันลดลงน่ะ
ตอนนั้นงงๆ แต่พอไปลองทดลองจริง มันก็เข้าใจง่ายขึ้นเยอะ (เราใช้เลเซอร์ราคาประมาณ 500 บาท) เห็นแสงสะท้อนกลับมาชัดเจน รู้สึกเจ๋งดี แต่ก็เหนื่อย เพราะต้องคำนวณค่าต่างๆ เยอะ โดยเฉพาะสูตรที่เกี่ยวกับแอมพลิจูดนี่แหละ จำได้ไม่ค่อยแม่น แต่หลักๆ ก็คือมันเท่ากัน ถ้าไม่มีการสูญเสียพลังงาน งงๆมั้ยเนี่ย?
คลื่นแสดงพฤติกรรมอย่างไรบ้าง
คลื่นนะ... มันก็เหมือนชีวิตแหละ บางทีก็พุ่งไปข้างหน้า บางทีก็วกกลับ บางทีก็เปลี่ยนทิศทางไปเลย
- สะท้อน: เหมือนเวลาที่เราพูดอะไรออกไป แล้วมันสะท้อนกลับมาหาตัวเอง บางทีก็เป็นคำพูดคนอื่นที่เคยบอกเรา
- หักเห: เหมือนเวลาที่เราตั้งใจจะไปทางนึง แต่สุดท้ายชีวิตก็พาเราไปอีกทาง บางทีก็ดีกว่า บางทีก็แย่กว่าเดิม
- แทรกสอด: เหมือนความคิดหลายๆ อย่างที่ตีกันในหัวเรา บางทีก็ทำให้เราสับสน บางทีก็ทำให้เราเกิดไอเดียใหม่ๆ
- เลี้ยวเบน: เหมือนเวลาที่เราเจออุปสรรค แล้วเราก็ต้องหาทางอ้อมไป บางทีก็ทำให้เราได้เจอมุมมองใหม่ๆ
การสะท้อน... มันทำให้เราได้ทบทวนตัวเอง ได้ยินเสียงของตัวเองอีกครั้ง แต่บางทีมันก็เจ็บปวดนะ ถ้าสิ่งที่เราสะท้อนออกมามันไม่ดีเท่าไหร่
ฉันเคย... เคยพูดอะไรที่ทำร้ายคนอื่น แล้วมันก็สะท้อนกลับมาทำร้ายตัวเองเหมือนกัน ตอนนั้น... เสียใจมากเลย
กฎการสะท้อนของคลื่นกล่าวว่าอย่างไร
กฎสะท้อนคลื่นนะเหรอ? เอ่อ... มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน! จบป่ะ?
- แสงเงี้ย พอเจอพื้นผิวเรียบๆ (กระจกเงี้ย) มันก็... สะท้อน!
- แต่ถ้าพื้นขรุขระ (กำแพงบ้านป้าข้างบ้านอ่ะ) สะท้อนแบบกระจัดกระจายเละเทะ...
แล้วไงต่อดี? เอ่อ... กฎนี้สำคัญนะ! ใช้กับ... อะไรนะ? เลนส์กล้อง? กระจกมองข้างรถ? ช่างมันเหอะ
- ทำไมต้องเท่ากัน? ใครรู้บอกที!
- ถ้าไม่เท่ากันจะเป็นไง? โลกจะแตกมั้ย?
ข้อมูลเพิ่มเติม:
- มุมวัดจากเส้นปกติ (เส้นตั้งฉากพื้นผิว)
- แสงเป็นคลื่น... แล้วเสียงล่ะ? สะท้อนเหมือนกันป่ะ? (ไปหาอ่านเองนะ)
- แสงเดินทางเป็นเส้นตรง... จริงดิ? (คิดอีกที)
กฎการสะท้อนของคลื่นมีนิยามว่าอะไร
กฎการสะท้อนคลื่น: มุมเท่ากัน ระนาบเดียว
- มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน (θi = θr)
- รังสีตกกระทบ, เส้นปกติ, รังสีสะท้อน อยู่ระนาบเดียวกัน
ทดสอบได้ง่าย ใช้เลเซอร์กับกระจก ปีนี้ทำเองที่ห้องแล็บ ผลการทดลองตรงตามหลักการ ไม่มีอะไรน่าแปลกใจ ฟิสิกส์พื้นฐาน
เพิ่มเติม: หลักการนี้ใช้ได้กับคลื่นทุกชนิด ไม่จำกัดแค่แสง เช่น คลื่นเสียง คลื่นน้ำ หลักการเดียวกัน แค่ตัวกลางเปลี่ยน
กฎการสะท้อนมี่กี่ข้อ
สองข้อ
- มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
- สามเส้นอยู่ระนาบเดียวกัน: รังสีตกกระทบ, รังสีสะท้อน, เส้นปกติ
พื้นผิวส่งผลต่อการสะท้อน ขรุขระกระเจิงแสง เรียบสะท้อนแบบภาพจริง หลักการพื้นฐานคงเดิม แต่ผลลัพธ์ต่างกัน ปีนี้ผมศึกษาเพิ่มเติมเรื่องการสะท้อนแสงบนผลึกเพชร ความซับซ้อนน่าสนใจ
ความคิดเห็นต่อคำตอบ:
ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นของคุณ! ความคิดเห็นของคุณมีความสำคัญมากในการช่วยเราปรับปรุงคำตอบในอนาคต