Wave. Physics. M.5.
End of this chapter with Part 3! This part I gathered about 'wave phase' and 'wave equation'.
Even though this part looks a lot of formulas, the perspective concept will be a lot easier.
.
I've summed up all the important things to remember. Finishing these three parts is like repeating the whole wave chapter. Who likes to summarize this line, tell me. I'll do other chapters again.
ถ้าใครอ่านเรื่อง “เฟสของคลื่น” แล้วงงว่ามันคืออะไร ใช้ทำโจทย์ยังไง เราลองสรุปวิธีคิดแบบที่ช่วยให้ทำโจทย์ได้เร็วขึ้นนะ (เป็นแนวที่เราใช้ตอนทวนสอบ) 1) เฟสของคลื่นคือ “มุม” ที่บอกตำแหน่งบนกราฟคลื่นไซน์ เวลามองกราฟคลื่น ให้คิดว่ามันหมุนเป็นวงกลมได้ เฟสเลยวัดเป็นมุมได้ทั้ง “องศา” และ “เรเดียน” (ส่วนใหญ่สมการใช้เรเดียน) ตัวที่ชอบออกบ่อยคือ 0, π/2, π, 3π/2, 2π ซึ่งตรงกับตำแหน่ง ยอดคลื่น/ผ่านศูนย์/ท้องคลื่นตามลำดับ 2) เฟสตรงกัน vs เฟสตรงข้าม (จำจากส่วนต่างของเฟส) - เฟสตรงกัน: ส่วนต่างของเฟส = 2πn (n เป็นจำนวนเต็ม) แปลว่าอยู่ตำแหน่ง “รูปแบบเดียวกัน” เช่น ยอดกับยอด หรือท้องกับท้อง - เฟสตรงข้าม: ส่วนต่างของเฟส = (2n+1)π แปลว่าอีกจุดกลับเฟสไป 180° เช่น ยอดกับท้อง ทริกที่เราใช้คือ ถ้าส่วนต่างเป็น “เท่าของ π แบบคี่” ให้เดาว่าตรงข้าม ถ้าเป็น “เท่าของ 2π” ให้เดาว่าตรงกัน 3) สมการคลื่นที่ควรรู้ และอ่านตัวแปรให้เป็น รูปแบบที่เจอบ่อยคือ y(x,t)=A sin(kx−ωt+φ) (หรือเครื่องหมาย + แล้วแต่ทิศการเคลื่อนที่) - A คือแอมพลิจูด (ความสูงสุด) - k คือเลขคลื่น = 2π/λ - ω คือความถี่เชิงมุม = 2πf - φ คือเฟสเริ่มต้น สิ่งสำคัญคือ “เฟสของคลื่น” ณ จุด (x,t) คือ (kx−ωt+φ) นั่นเอง พอจับจุดนี้ได้ เวลาถามเรื่องเฟสตรงกัน/ตรงข้ามก็แค่เอาเฟสมาลบกัน 4) โจทย์แนว “ทำยังไงให้เร็ว” เวลาเทียบเฟสสองจุด ถ้าโจทย์ให้ 2 จุด x1 กับ x2 ที่เวลาเดียวกัน ส่วนต่างเฟส = k(x2−x1) = (2π/λ)Δx ดังนั้น - เฟสตรงกัน ⇒ (2π/λ)Δx = 2πn ⇒ Δx = nλ - เฟสตรงข้าม ⇒ (2π/λ)Δx = (2n+1)π ⇒ Δx = (2n+1)λ/2 อันนี้ช่วยมาก เพราะไม่ต้องแทนสมการยาว ๆ แค่ดูระยะห่างเป็นกี่เท่าของ λ 5) ถ้าโจทย์เทียบ “เวลา” ที่ตำแหน่งเดิม ส่วนต่างเฟส = ω(t2−t1) = 2πfΔt - เฟสตรงกัน ⇒ Δt = nT - เฟสตรงข้าม ⇒ Δt = (2n+1)T/2 โดย T=1/f 6) เช็กทิศทางคลื่นจากเครื่องหมายในสมการ - y=A sin(kx−ωt) เคลื่อนไปทาง +x - y=A sin(kx+ωt) เคลื่อนไปทาง −x เราใช้ทริกจำว่า “เครื่องหมายตรงข้ามกับทิศ” คือถ้าเป็น −ωt จะไปทิศ +x สรุปสุดท้าย: ถ้าจับได้ว่าเฟสคือมุม (kx±ωt+φ) และรู้เกณฑ์ 2π กับ π การทำโจทย์คลื่น ม.5 จะไวขึ้นมาก โดยเฉพาะข้อที่ถามเฟสตรงกัน/ตรงข้าม หรือระยะห่างระหว่างจุดบนคลื่น