สูตรการแพร่กระจายคลื่นและวิธีคำนวณ

สูตรการแพร่กระจายคลื่นเร็วคือ v = λ xf หรือ v = λ / T

คุณเคยทำอะไรหล่นในน้ำนิ่งหรือไม่? หลงเชือก? คุณรู้ไหมว่าคุณได้สร้างคลื่น?

คลื่นคือการสั่นสะเทือนที่แพร่กระจาย เมื่อคุณให้น้ำหรือเชือกสั่นสะเทือนครั้งแรกการสั่นสะเทือนจะแพร่กระจาย การแพร่กระจายเหล่านี้เรียกว่าคลื่น

ความหมายของคลื่น : การสั่นสะเทือนที่แพร่กระจายผ่านตัวกลางหรือสุญญากาศเพื่อส่งพลังงาน

ประเภทของคลื่น

ขึ้นอยู่กับทิศทางของการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนคลื่นแบ่งออกเป็นสองคลื่นคือคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาว

คลื่นขวาง

คลื่นตามขวางนี้มีทิศทางการสั่นสะเทือนตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายตัวอย่างของคลื่นตามขวางนี้คือถ้าคุณเจอคลื่นน้ำในมหาสมุทรหรือคลื่นเชือก ทิศทางของการสั่นสะเทือนจะตั้งฉากกับทิศทางของการสั่นสะเทือนดังนั้นรูปร่างของคลื่นนี้จึงเป็นเหมือนภูเขาและหุบเขาที่ต่อเนื่องกัน

Wave Peak {ภูเขา} : เป็นจุดสูงสุดของคลื่น

Wave Bottom {valley} : คือจุดต่ำสุดหรือต่ำสุดของคลื่น

Waves Hill : เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นที่มีลักษณะคล้ายภูเขาที่มีจุดสูงสุดหรือจุดสูงสุดของคลื่น

ความยาวคลื่น : คือระยะห่างระหว่างสองยอดหรืออาจเป็นสองราง

แอมพลิจูด {A} : เป็นค่าเบี่ยงเบนที่ไกลที่สุดจากเส้นสมดุล

ช่วงเวลา {T} : เวลาที่ใช้ในการเดินทางสองยอดหรือสองหุบเขาติดต่อกันหรือง่ายกว่านั้นคุณสามารถพูดได้ว่าเวลาที่ใช้ในการก่อตัวเป็นคลื่น

คลื่นตามยาว

คลื่นตามยาวคือคลื่นที่มีการสั่นสะเทือนไปในทิศทางเดียวกันกับทิศทางการแพร่กระจายและในคลื่นตามยาวนี้การเคลื่อนที่ของตัวกลางคลื่นจะอยู่ในทิศทางเดียวกับการแพร่กระจายของคลื่น

คลื่นเสียงเป็นตัวอย่างของคลื่นตามยาว

ในคลื่นเสียงตัวกลางคืออากาศตัวกลางจะเทียบท่าสลับกันและยืดออกเนื่องจากการสั่นสะเทือนที่ขยับหรือเปลี่ยนสถานที่และนี่คือเงื่อนไขบางประการของคลื่นตามยาว

ความหนาแน่น : เป็นพื้นที่ตามแนวคลื่นที่มีความหนาแน่นหรือความดันโมเลกุลสูงกว่า

ยืด : เป็นพื้นที่ตามแนวคลื่นซึ่งมีความหนาแน่นของโมเลกุลต่ำกว่า

1 ความยาวคลื่น : คือระยะห่างระหว่างความหนาแน่นสองความหนาแน่นหรือระหว่างสองส่วนที่อยู่ติดกัน

คลื่นที่คืบคลานอย่างรวดเร็ว

ความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นคือระยะทางที่คลื่นเดินทางต่อหนึ่งหน่วยเวลา แนวคิดของความเร็วคลื่นก็เหมือนกับความเร็วโดยทั่วไป ความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีความเร็วคงที่หรือคงที่

อ่านเพิ่มเติม: ศิลปะการละคร: ความหมายประวัติศาสตร์ลักษณะประเภทและตัวอย่าง

สูตรการแพร่กระจายคลื่นเสียง

v = s / t

ข้อมูล :

• v = ความเร็ว (m / s)
• s = ระยะทาง (ม.)
• t = เวลา

สำหรับวัสดุที่มีความเร็วในการแพร่กระจายคลื่นค่าของตัวแปรระยะทางจะถูกแทนที่ด้วยความยาวคลื่น (in) เป็นเมตร (หน่วย SI) และค่าของตัวแปรเวลา (t) จะถูกแทนที่ด้วยความถี่ (f) หรือคาบ (T)

ค่าของ 1 ความยาวคลื่นλ (m) เทียบเท่ากับค่าของระยะทาง s (m) ที่เดินทางโดยวัตถุ ค่า 1 ความถี่ (Hz) เท่ากับ 1 / t (วินาที) และค่าของ 1 คาบ (วินาที) เท่ากับ t วินาทีดังนั้นการใช้ตัวแปรλ, f หรือ T ความเร็วของการแพร่กระจายแสงจะเป็นดังนี้:

v = λ xf หรือ v = λ / f

ข้อมูล :

• v = ความเร็ว (m / s)
• λ = ความยาวคลื่น (ม.)
• f = ความถี่ (Hz)

ตัวอย่างปัญหาการแพร่กระจายคลื่นอย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างปัญหาที่ 1การแพร่กระจายคลื่นอย่างรวดเร็ว

จงหาความถี่และคาบของคลื่นเสียงถ้าความยาวคลื่น 20 เมตรและความเร็วของเสียง 400 เมตร / วินาที?

อภิปราย / ตอบ:

ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

v = 400 ม. / วินาที

λ = 20 ม

ถามว่าความถี่และช่วงเวลา…?

ตอบ:

ความถี่:

v = λ xf

f = v / λ

f = 400 ม. / วินาที / 20 ม. = 20 เฮิรตซ์

ระยะเวลา:

v = λ / T

T = λ / v

T = 20 ม. / 400 ม. / วินาที = 1/20 วินาที

ตัวอย่างปัญหา 2

เรือวัดความลึกของทะเลโดยใช้เครื่องเสียง หากเสียงถูกยิงไปที่ก้นทะเลเสียงสะท้อนจะได้รับหลังจากผ่านไป 15 วินาที จากนั้นกำหนดความลึกของทะเลหากความเร็วของการแพร่กระจายเสียงคือ 2,000 m / s?

อภิปราย / ตอบ:

ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

t = 15 วินาที

v = 2,000 ม. / วินาที

ถามว่า s ... ?

ตอบ:

s = vt / 2 (คลื่นจะตีกลับและกลับไปที่เรือดังนั้นจึงต้องหารด้วย 2)

s = 2000 ม. / sx 15 วินาที / 2 = 15,000 ม

ตัวอย่างปัญหา 3

คลื่นเดินทางบนเชือก ภายใน 0.5 วินาทีมี 3 เนินและ 3 ราง ถ้าระยะห่างระหว่างยอดคลื่นสองลูกคือ 40 ซม. ความเร็วในการแพร่กระจายคลื่นคือ….

ก. 2.4 ม. / วินาที

ข. 1.2 ม. / วินาที

ค. 0.8 ม. / วินาที

D.0.2 ม. / วินาที

คำตอบ: ก.

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

t = 5 วินาที

n = 3 คลื่น (เพราะมี 3 เนินและ 3 ราง)

λ = 40 ซม. = 0.4 ม

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

ฉ = n / t

f = 3 / 0.5 = 6 เฮิรตซ์

v = λ. ฉ

v = 0.4 6 = 2.4 ม. / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 4

คลื่นเดินทางบนน้ำ ใน 10 วินาทีมี 5 คลื่น ถ้าระยะห่างระหว่างยอดคลื่นสองลูกคือ 4 เมตรความเร็วในการแพร่กระจายคลื่นคือ….

ก. 2 ม. / วินาที

ข. 2.5 ม. / วินาที

ค. 20 ม. / วินาที

ง. 40 ม. / วินาที

คำตอบ: ก.

อภิปรายผล:

เป็นที่รู้จัก:

t = 10 วินาที

n = 5

λ = 4 ม

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

ฉ = n / t

f = 5/10 = 0.5 เฮิรตซ์

v = λ . ฉ

v = 4 ม. 0.5 เฮิรตซ์ = 2 เมตร / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 5

นักวิจัยสังเกตและบันทึกข้อมูลการเคลื่อนที่ของคลื่นในระดับน้ำทะเล ข้อมูลที่ได้รับ: ภายใน 10 วินาทีมี 4 คลื่นและระยะห่างระหว่างยอดของคลื่นลูกแรกและยอดของคลื่นลูกที่สองคือ 10 เมตร ความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นคือ ...

ก. 2 ม. / วินาที

ข. 2.5 ม. / วินาที

ค. 4 ม. / วินาที

ง. 10 ม. / วินาที

คำตอบ: ค

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

t = 10 วินาที

n = 4

λ = 10 ม

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

ฉ = n / t

f = 4/10 = 0.4 เฮิรตซ์

อ่านเพิ่มเติม: Legend Is: คำจำกัดความลักษณะและโครงสร้างและตัวอย่าง

v = λ. ฉ

v = 10 ม. 0.4 เฮิรตซ์ = 4 เมตร / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 6

ให้คลื่นที่มีความยาวคลื่น 0.75 ม. แพร่กระจายด้วยความเร็ว 150 m / s ความถี่คืออะไร?

ก. 225 เฮิรตซ์

ข. 50 เฮิรตซ์

ค. 200 เฮิรตซ์

ง. 20 เฮิรตซ์

คำตอบ: ค

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

λ = 0.75 ม

v = 150 ม. / วินาที

ถามว่า f = ….?

ตอบ:

v = λ . ฉ

f = v / λ

f = 150 / 0.75 = 200 เฮิรตซ์

ตัวอย่างปัญหา 7

คลื่นด้านบนแสดงคลื่นที่เคลื่อนที่ไปทางขวาตามตัวกลางยืดหยุ่น คลื่นที่แพร่กระจายในตัวกลางเร็วแค่ไหนถ้าความถี่ของคลื่น 0.4 เฮิรตซ์?

ก. 0.2 ม. / วินาที

ข. 0.3 ม. / วินาที

ค. 0.4 ม. / วินาที

ง. 0.5 ม. / วินาที

คำตอบ: ก.

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

λ = 0.5 ม

f = 0.4 เฮิรตซ์

ถามว่า v = …?

v = λ . ฉ

v = 0.5 0.4 = 0.2 ม. / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 8

ปลายเชือกด้านหนึ่งถูกมัดและปลายอีกด้านสั่นดังแสดงในรูปต่อไปนี้

ถ้าช่วงคลื่น 0.2 วินาทีความเร็วคลื่นของเชือกคือ….

ก. 40 ม. / วินาที

ข. 80 ม. / วินาที

ค. 1.6 ม. / วินาที

ง. 8.0 ม. / วินาที

คำตอบ: ก.

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

T = 0.2 วินาที

λ = 8 ม

ถามว่า v = …?

ตอบ:

v = λ / T

v = 8 / 0.2 = 40 ม. / วินาที

ตัวอย่างปัญหาที่ 9 สูตรการแพร่กระจายคลื่น

เชือกสั่นสะเทือนจนกลายเป็นเนินเขาสองลูกและหุบเขายาว 12 ซม. ถ้าความถี่ของคลื่นคือ 4 Hz ขนาดของการแพร่กระจายคลื่นคือ….

ก. 32 ซม. / วินาที

ข. 48 ซม. / วิ

ค. 0.5 ซม. / วิ

ง. 2 ซม. / วินาที

คำตอบ: ก.

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

มีเนินเขา 2 แห่งและหุบเขา 1 แห่งซึ่งหมายถึงการก่อตัวของคลื่น 1.5 ลูก

λ = 12 ซม. / 1.5 = 8 ซม

f = 4 เฮิรตซ์

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

v = λ. ฉ

v = 8 ซม. 4 เฮิร์ต

v = 32 ซม. / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 10

ดูภาพการแพร่กระจายคลื่นต่อไปนี้!

ความเร็วคลื่นด้านบนคือ….

ก. 0.8 ม. / วินาที

ข. 4.0 ม. / วินาที

ค. 18.0 ม. / วิ

ง. 36.0 ม. / วินาที

คำตอบ: B

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

n = 1.5

t = 3 วินาที

λ = 8 ม

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

ฉ = n / t

f = 1.5 / 3 = 0.5 เฮิรตซ์

v = λ. ฉ

v = 8 ม. 0.5 เฮิร์ตซ์

v = 4.0 ม. / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 11

นักเรียนสังเกตและบันทึกการเคลื่อนไหวของคลื่นบนผิวน้ำ ภายใน 20 วินาทีคลื่น 5 ครั้งเกิดขึ้น หากระยะห่างระหว่าง 2 ยอดคลื่นเท่ากับ 5 ม. ให้คำนวณความเร็วของการแพร่กระจายคลื่น!

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

t = 20 วินาที

n = 5

λ = 5 ม

ถามว่า v = ….?

ฉ = n / t

f = 5/20 = 0.25 เฮิรตซ์

คำนวณโดยสูตรการแพร่กระจายคลื่นผลลัพธ์คือ:

v = λ . ฉ

v = 5 ม. 0.25 เฮิรตซ์ = 1.25 เมตร / วินาที

ตัวอย่างปัญหา 12

คลื่นเดินทางบนผิวน้ำ ใน 10 วินาที 4 เนินและ 4 รางเกิดขึ้น หากระยะห่างระหว่างยอดคลื่นสองลูกที่ใกล้ที่สุดคือ 2 ม. ให้คำนวณความเร็วของการแพร่กระจายคลื่น!

อภิปราย / ตอบ:

เป็นที่รู้จัก:

t = 10 วินาที

n = 4

λ = 2 ม

ถามว่า v = ….?

ตอบ:

ฉ = n / t

f = 4/10 = 0.4 เฮิรตซ์

เมื่อใช้สูตรการแพร่กระจายคลื่นอย่างรวดเร็วจะได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

v = λ. ฉ

v = 2 ม. 0.4 เฮิรตซ์

v = 0.8 ม. / วินาที

5 ดาว / 5 ดาว ( 1โหวต)