🌊 สรุป 4 สมบัติของ ‘คลื่น’ ออกสอบ A-Level ฟิสิกส์ !!

ถ้าให้เลือกหัวข้อ “คลื่น” ที่เจอบ่อยในข้อสอบ A‑Level ฟิสิกส์ เราว่า 2 คำที่ควรแม่นคือ “เฟสคลื่น” และ “สมบัติของคลื่น: การสะท้อน” เพราะแค่ตีความผิดนิดเดียว (โดยเฉพาะเรื่องกลับเฟส) คำตอบจะสลับทันที 1) เฟสคลื่นคืออะไร (จำแบบใช้ทำโจทย์) เฟสคลื่นคือ “สถานะการสั่น” ณ ตำแหน่งและเวลาใดเวลาหนึ่ง เช่น จุดบนเชือกกำลังอยู่ยอดคลื่น/ท้องคลื่น หรือกำลังเคลื่อนขึ้น/ลง ถ้า 2 จุด “เฟสตรงกัน” แปลว่าอยู่ในสถานะการสั่นเหมือนกันทุกอย่าง (ยอดพร้อมยอด ท้องพร้อมท้อง และทิศการเคลื่อนที่เหมือนกัน) ส่วน “เฟสตรงข้าม” คือห่างกันครึ่งรอบการสั่น สูตรลัดที่ใช้บ่อย: - ความต่างเฟส (Δφ) = 2π(Δx/λ) (ดูจากระยะห่างตำแหน่ง) หรือ Δφ = 2π(Δt/T) - เฟสตรงกัน: Δx = nλ - เฟสตรงข้าม: Δx = (n+1/2)λ ตรงนี้เอาไปใช้กับโจทย์ถาม “จุด A กับ B เฟสเดียวกันไหม” ได้ทันที แค่เทียบระยะกับความยาวคลื่น λ 2) สมบัติของคลื่น: การสะท้อน (Reflection) ที่ชอบออกสอบ หลักใหญ่คือ “กฎการสะท้อน” ใช้ได้ทั้งคลื่นและแสง: - มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน (วัดจากเส้นฉาก) - รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นแนวฉากอยู่ในระนาบเดียวกัน แต่สำหรับคลื่นบนเชือก/สปริง จะมีประเด็นพิเศษคือ “กลับเฟสหรือไม่กลับเฟส” กรณีสำคัญของคลื่นสะท้อนบนเชือก - ปลายเชือกตรึงแน่น (fixed end): คลื่นสะท้อน “กลับเฟส” 180° (ยอดกลายเป็นท้อง) จำง่ายๆ: ตรึงแน่น = กลับด้าน - ปลายเชือกอิสระ (free end): คลื่นสะท้อน “เฟสคงเดิม” (ยอดยังเป็นยอด) วิธีเช็กเร็วเวลาเจอโจทย์: โจทย์มักให้พัลส์ยอดคลื่นวิ่งไปชนปลายเชือก แล้วถามว่าพัลส์สะท้อนเป็นยอดหรือท้อง ถ้าเป็นปลายตรึง → ตอบท้องทันที ถ้าเป็นปลายอิสระ → ยังเป็นยอด 3) ทริกที่ช่วยไม่พลาด (จากประสบการณ์ทำข้อสอบ) - อย่าลืมว่า “การกลับเฟส” เป็นเรื่องรูปร่าง (ยอด/ท้อง) แต่ “อัตราเร็วคลื่น” ขึ้นกับตัวกลาง ถ้าสะท้อนกลับในเส้นเชือกเส้นเดิม ตัวกลางเดิม → ความเร็วโดยมากถือว่าเท่าเดิม - เวลาโจทย์ถามเรื่องเฟสหลังสะท้อน ให้แยกเป็น 2 ส่วน: (1) กลับเฟสจากปลายตรึง/อิสระ (2) เฟสที่เปลี่ยนเพราะเดินทางเพิ่มระยะทาง (คิดจาก Δx/λ) สรุปสั้นๆไว้ทวนก่อนเข้าห้องสอบ: เฟสตรงกันดูที่ nλ, เฟสตรงข้ามดูที่ (n+1/2)λ และการสะท้อนจำให้ขึ้นใจว่า “ปลายตรึงกลับเฟส แต่ปลายอิสระไม่กลับเฟส”