📋 วิธีการทดลองและวิธีการบันทึกผล
1️⃣ การทดลองที่ 1: วัดความเร็วคลื่นจากระยะทาง (v = Δx / Δt)
🎯 จุดประสงค์
หาความเร็วคลื่นในเส้นเชือกโดยการวัดระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในช่วงเวลาหนึ่ง
📐 ตัวแปรที่ปรับได้
- แรงดึง (T) — 1 ถึง 100 N
- ความหนาแน่นเชิงเส้น (μ) — 0.001 ถึง 0.1 kg/m
- แอมพลิจูด (A) และ ความถี่ (f)
- ชนิดปลายเชือก — ไม่มีการสะท้อน / ปลายตรึง / ปลายอิสระ
🔬 วิธีการทดลอง (โหมด Manual)
- ตั้งค่า T, μ, A, f ตามต้องการ เลือกชนิดคลื่นเป็น "พัลส์"
- กดปุ่ม "ส่งคลื่น" → พัลส์จะเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา
- เมื่อยอดคลื่นไปถึงตำแหน่งแรกที่ต้องการวัด กด "เริ่มจับเวลา" → โปรแกรมจะมาร์คจุดบนไม้บรรทัด
- เมื่อยอดคลื่นไปถึงตำแหน่งที่สอง กด "หยุดเวลา" → โปรแกรมจะมาร์คจุดที่สองและบันทึกเวลา Δt
- อ่านระยะทาง Δx ระหว่างจุดทั้งสองจากไม้บรรทัด แล้วกรอกค่า
- กด "บันทึก" → โปรแกรมคำนวณ v = Δx/Δt และเทียบกับค่าจริง
💡 เคล็ดลับ: ใช้คลื่นพัลส์จะวัดได้ง่ายกว่า เพราะเห็นยอดคลื่นชัดเจน ทดลองซ้ำหลายครั้งเพื่อหาค่าเฉลี่ย
📝 วิธีการบันทึกผล
บันทึก Δt (โปรแกรมบันทึกอัตโนมัติ), กรอก Δx ที่อ่านได้จากไม้บรรทัด, เทียบ v ที่วัดกับ v จริง = √(T/μ)
⚠️ ค่า v จริง = √(T/μ) เป็นค่าตามทฤษฎี ถ้ามี %Error สูง ให้ตรวจสอบว่าอ่านค่าระยะทางถูกต้องหรือไม่
2️⃣ การทดลองที่ 2: วัดความเร็วจากความยาวคลื่น (v = fλ)
🎯 จุดประสงค์
หาความเร็วคลื่นจากการวัดความยาวคลื่นของคลื่นต่อเนื่อง โดยใช้ความสัมพันธ์ v = fλ
📐 ตัวแปรที่ปรับได้
- ความถี่ (f) — ปรับเปลี่ยนได้เพื่อวัด λ ที่ความถี่ต่างๆ
- แรงดึง (T), ความหนาแน่นเชิงเส้น (μ), แอมพลิจูด (A)
🔬 วิธีการทดลอง (โหมด Manual)
- ตั้งค่า T, μ, A ตามต้องการ ตั้งความถี่ f ที่ต้องการ
- กดปุ่ม "ส่งคลื่น" → คลื่นต่อเนื่องจะเคลื่อนที่
- รอจนคลื่นเต็มเชือกแล้ว กด "หยุดภาพ" → คลื่นจะแช่แข็ง
- อ่านค่า λ จากไม้บรรทัดบน canvas: วัดระยะห่างระหว่างยอดคลื่น 2 ยอดติดกัน
- กรอกค่า λ ที่วัดได้ แล้วกด "บันทึก"
- ปรับความถี่ใหม่ ทำซ้ำ เพื่อตรวจสอบว่า v = fλ คงที่
💡 เคล็ดลับ: เมื่อ f เพิ่ม → λ ลด → แต่ v ควรจะเท่าเดิม เพราะ v ขึ้นกับ T และ μ เท่านั้น
📝 วิธีการบันทึกผล
ตาราง: f (อัตโนมัติ), T = 1/f (อัตโนมัติ), λ (กรอกเอง), v = fλ (คำนวณ), เทียบกับ v จริง
3️⃣ การทดลองที่ 3: วัดคาบ (Period Measurement)
🎯 จุดประสงค์
วัดคาบการสั่นของคลื่นจากการสังเกตการเคลื่อนที่ขึ้นลงของจุดบนเชือก
📐 ตัวแปร
- ความถี่ (f) — สุ่มโดยโปรแกรม (1–6 Hz)
- ความเร็ว (v) — สุ่มโดยโปรแกรม
- ปรับได้: แอมพลิจูด, แดมป์
🔬 วิธีการทดลอง (โหมด Manual)
- กดปุ่ม "ส่งคลื่น" → โปรแกรมสุ่ม f และ v ให้
- กดปุ่ม "วางจุดวัดคาบ" → จุดสีจะปรากฏบนเชือก
- สังเกตจุดสีเคลื่อนที่ขึ้นลงเป็น Simple Harmonic Motion
- กด "เริ่มจับเวลา" → นาฬิกาเริ่มนับ โปรแกรมนับรอบอัตโนมัติ
- รอจนนับได้หลายรอบ (5-10 รอบ) แล้วกด "หยุดเวลา"
- กด "บันทึก" → คำนวณ T = เวลา/จำนวนรอบ → เทียบ T จริง
💡 เคล็ดลับ: ยิ่งจับหลายรอบ ค่า T ยิ่งแม่นยำ เพราะ error ในการกดจับเวลาจะถูกเฉลี่ย
4️⃣ การทดลองที่ 4: วัดความถี่ (Frequency Measurement)
🎯 จุดประสงค์
วัดความถี่ของคลื่นโดยการนับจำนวนรอบที่ผ่านเส้นอ้างอิงในเวลาที่กำหนด
📐 ตัวแปร
- ความถี่ (f) — สุ่มโดยโปรแกรม
- เวลาจับ — ตั้งได้ (1–30 s)
- ปรับได้: แอมพลิจูด, แดมป์
🔬 วิธีการทดลอง (โหมด Manual)
- กดปุ่ม "ส่งคลื่น" → โปรแกรมสุ่ม f และ v ให้
- กดปุ่ม "วางเส้นอ้างอิง" → เส้นประปรากฏบน canvas
- ตั้งเวลาที่ต้องการจับ (เช่น 5 วินาที)
- กด "เริ่มจับเวลา" → โปรแกรมจดจำเฟสของคลื่นขณะนั้น
- สังเกต: เมื่อเฟสเดียวกันผ่านเส้นอ้างอิง จะกระพริบสว่าง → นับจำนวนรอบ
- เมื่อหมดเวลา คลื่นหยุด → จะแสดงตำแหน่งเฟสที่ตรงกัน + ระยะห่างจากเส้นอ้างอิง
- กรอกจำนวนรอบที่นับได้ → กด "บันทึก" → คำนวณ f = n/t
💡 เคล็ดลับ: ตั้งเวลาจับยาวๆ จะนับรอบได้เยอะ ค่า f ที่ได้จะแม่นยำขึ้น
⚠️ ระวังอย่านับรอบที่ไม่ใช่เฟสเดียวกัน สังเกตจากการกระพริบของจุดสว่าง