〰️

คลื่นตามขวาง & คลื่นตามยาว

Transverse Wave · Longitudinal Wave · องค์ประกอบของคลื่น | ฟิสิกส์ ม.4–6

KP Science simulation
ความเร็ว 1.0×
การกระจัด (y) กับ ตำแหน่ง (x)
〜 ตามขวาง
ความหนาแน่น (การอัด/ขยาย) กับ ตำแหน่ง (x)
≋ ตามยาว
การกระจัด (y) กับ เวลา (t) ที่ x=0
📊 ค่าปัจจุบัน
แอมพลิจูด
A
1.00
m
ความถี่
f
2.00
Hz
ความยาวคลื่น
λ
2.00
m
คาบ
T
0.500
s
ความเร็วคลื่น  v = f × λ
4.00
m/s
🎛 ควบคุม
A แอมพลิจูด m
f ความถี่ Hz
v ความเร็วคลื่น m/s
💡 λ = v ÷ f คำนวณอัตโนมัติ
🎨 สัญลักษณ์
📐 สมการ
สมการคลื่น:
y = A·sin(kx − ωt)
k = 3.14 rad/m  |  ω = 12.57 rad/s
v = f×λ  |  f = 1/T  |  λ = v/f

〜 คลื่นตามขวาง (Transverse Wave)

อนุภาคของตัวกลาง สั่นตั้งฉาก (⊥)กับทิศทางการเดินทางของคลื่น

y(x,t) = A·sin(kx − ωt)
  • มี สันคลื่น (Crest) และ ท้องคลื่น (Trough)
  • ตัวอย่าง: คลื่นน้ำ, คลื่นแสง (EM), สายกีตาร์, คลื่น S แผ่นดินไหว
  • เดินทางในตัวกลางแข็งและของเหลวที่ผิว (แสงในสุญญากาศได้ด้วย)

≋ คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave)

อนุภาคของตัวกลาง สั่นขนาน (∥)กับทิศทางการเดินทางของคลื่น

เกิด บริเวณอัด (Compression) และ บริเวณขยาย (Rarefaction)
  • บริเวณอัด — อนุภาคชิดกัน ความดันสูง
  • บริเวณขยาย — อนุภาคห่างกัน ความดันต่ำ
  • ตัวอย่าง: คลื่นเสียง, คลื่น P แผ่นดินไหว, คลื่นในสปริง
  • เดินทางได้ในทุกตัวกลาง (แข็ง, ของเหลว, แก๊ส)

📏 องค์ประกอบร่วม

  • แอมพลิจูด (A) — ระยะกระจัดสูงสุดจากแนวสมดุล (m)
  • ความยาวคลื่น (λ) — ระยะสันถึงสัน หรือ อัดถึงอัด (m)
  • ความถี่ (f) — จำนวนรอบต่อวินาที (Hz)
  • คาบ (T = 1/f) — เวลา 1 รอบ (s)
  • ความเร็วคลื่น (v = fλ) — ขึ้นกับตัวกลาง (m/s)
v = f × λ   |   f = 1/T

⚡ ตัวอย่างความเร็วคลื่น

  • เสียงในอากาศ (20°C) ≈ 343 m/s
  • เสียงในน้ำ ≈ 1480 m/s
  • เสียงในเหล็ก ≈ 5100 m/s
  • คลื่น P แผ่นดินไหว ≈ 6 km/s
  • แสงในสุญญากาศ = 3×10⁸ m/s

ความเร็วคลื่น ขึ้นอยู่กับตัวกลาง ไม่ใช่แอมพลิจูดหรือความถี่

🔁 ความแตกต่างสำคัญ

〜 ตามขวาง
  • ทิศการสั่น ⊥ ทิศคลื่น
  • มีสันคลื่น และ ท้องคลื่น
  • เกิดในของแข็ง + ผิวของเหลว
  • แสงเป็นคลื่นตามขวาง (Polarization ได้)
≋ ตามยาว
  • ทิศการสั่น ∥ ทิศคลื่น
  • มีบริเวณอัด และ บริเวณขยาย
  • เกิดในของแข็ง ของเหลว แก๊ส
  • เสียงเป็นคลื่นตามยาว (Polarization ไม่ได้)