1

แบบทดสอบกอนเรยน

ชดท 1 ปรากฏการทางธรรมชาตของเสยง คาชแจง เลอกคาตอบทถกทสดเพยงคาตอบเดยว ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. ขอความใดอธบายความหมายของคลนไดถกตอง ก. คลนเปนปรากฏการณของการกระจายของอนภาคในสสาร ข. คลนเปนปรากฏการณของการสนสะเทอนของอะตอมของธาต ค. คลนเปนปรากฏการณของการสงผานพลงงานจากทหนงไปยงอกทหนง ง. คลนเปนปรากฏการณของการสงผานแรงจากทหนงไปยงอกทหนง

2. เมอเกดคลนในตวกลางใด ๆ จะมผลตออนภาคของตวกลางในลกษณะใด ก. อนภาคของตวกลางจะเคลอนทตามคลนไปดวย ข. อนภาคของตวกลางจะนงอยกบทไมมการเคลอนท ค. อนภาคของตวกลางจะแตกกระจายไปในทศทางตาง ๆ ง. อนภาคของตวกลางจะเคลอนทขน–ลง หรอซาย–ขวา แตไมเคลอนทตามคลนไปดวย

3. สงใดทบงชความแตกตางของคลนตามขวางและคลนตามยาว ก. การกระจดของอนภาคหรอการสนของอนภาคจะมทศทางตางกน ข. ความยาวคลนของคลนตามขวางมากกวาคลนตามยาว ค. แอมพลจดของคลนตามยาวมากกวาคลนตามขวาง ง. ความถของคลนตามขวางมากกวาคลนตามยาว

4. คลนชนดใดจดเปนคลนตามยาว ก. การสนของสายกตาร ข. คลนเสยงทเกดจากการสนของสายกตาร ค. คลนแสงในนา ง. คลนนาในถาดคลน

5. ตวกลางใดทคลนกลเคลอนทผานไมได ก. แกส ข. ของแขง ค. ของเหลว ง. สญญากาศ

6. สงใดท ไมใช องคประกอบของคลนตามยาว

ก. คาบ ข. ความถ ค. สวนอด ง. ความยาวคลน

2

7. คลนนาทเกดในถาดคลนมความถ 10 เฮรตซ หมายความวา ภายใน 2 วนาท จะมจานวน หนาคลนเคลอนทผานจดทสงเกตจานวนเทาใด

ก. 20 ข. 15 ค. 10 ง. 5

8. การทดลองการเคลอนทแบบคลนโดยการสะบดเชอกเปนดงน 1) สะบดเชอกไปมาหลายครงดวยความเรวสมาเสมอและมชวงกวางเทากน 2) สะบดเชอกไปมาดวยความเรวเทากบขอ 1แตมชวงกวางนอยกวา 3) สะบดเชอกไปมาดวยความเรวเพมขน แตมชวงกวางเทากบขอ 1

ผลสรปขอใด ผด ก. ความยาวคลนในขอ 1 จะสนกวาคลนในขอ 3 ข. ความถของคลนในขอ 1 จะนอยกวาคลนในขอ 3 ค. ความถของคลนในขอ 1 จะเทากบคลนในขอ 3 ง. แอมพลจดของคลนในขอ 2 จะสนกวาคลนในขอ 3

9. การทดลองการเคลอนทแบบคลนโดยใชขดลวดสปรง ถาจะใหไดผลการทดลองทคงท นกเรยนตองปฏบตตามขอใด ก. ใชขดลวดสปรงทมนาหนกเบา ข. ใชขดลวดสปรงทมนาหนกมาก ๆ ค. ออกแรงสะบดขดลวดสปรงเทากนอยางสมาเสมอ ง. สะบดขดลวดสปรงเปนจงหวะทเทากนอยางสมาเสมอ

10. อตราเรวของคลนคานวณไดจากสงใด ก ความยาว x คาบ ข ความถ × ความยาว ค ความถ × แอมพลจด ง ความยาว × แอมพลจด

3

กระดาษตาตอบแบบทดสอบกอนเรยน

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 4

เรองความรทวไปเกยวกบคลนและสมบตของคลน

ชอ – สกล....................................................................................ชน..............เลขท..................

ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

เกณฑการประเมน ตอบถก ใหขอละ 1 คะแนน ตอบผด ใหขอละ 0 คะแนน

แปลผลการประเมน ด ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน พอใช ไดคะแนน 5 – 7 คะแนน ปรบปรง ไดคะแนน 0 – 4 คะแนน ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน ผาน ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน ไมผาน

สรปผลการประเมน

รวมคะแนน.....................คะแนน ผาน ไมผาน

ลงชอ....................................................ผตรวจ

(นายอครเดช อภยศร)

4

ใบความรท 1 คลนและการจาแนกคลน

คลน (Waves)

คลน (Waves) คอ การรบกวน ทสามารถสงตอไป หรอเคลอนทไปในตวกลางได การเคลอนทแบบคลน (Wave Motion) เปนการสงผานพลงงานจากทหนงไปยงอกทหนงผานตวกลางโดยทตวกลางไมไดเคลอนทตามไปดวย ตวอยางทเราเหนกนบอย เชน คลนนา คลนในเสนเชอก คลนสปรง การสงผานพลงงานเกดจากการกระทาตอกน (Interaction) ระหวางโมเลกลของตวกลางทอยตด ๆ กนในลกษณะตอเนองกนไป เชน คลนในสปรงจะมการกระทาตอกนระหวางขดลวดทอยตดกนในลกษณะตอเนองกนไป ทาใหเราเหนเปนลกษณะสวนอด และสวนขยาย

คลน สามารถจาแนกไดหลายวธ เชน

1. จาแนกคลนตามความจาเปนของการใชตวกลางในการแผการจาแนกประเภทนสามารถแบงคลนออกได 2 ชนดคอ

1.1 คลนกล (Mechanical Wave) คอ การถายทอดพลงงานกล จากจดหนงไปยงอกจดหนง โดยวธการถายทอดตอๆกนไป ระหวางอนภาค ตงแตตนทางถงปลายทาง และคลนกลตองอาศยตวกลางในการเคลอนท ตวกลางไดแก ของแขง ของเหลว กาซ ขณะเกดคลนกล พลงงานจะสงผานตวกลางไป แตอนภาคตวกลางไมไดตามพลงงานไปดวย อนภาคตวกลางขณะทพลงงานผานจะมการเคลอนทแบบกลบไปกลบมาซารอยเดมเปนคลนทจาเปนตองอาศยตวกลางในการแผคลนประเภทน เชน คลนในเสนเชอก คลนนา คลนเสยง เปนตน

ภาพท 1 คลนในเสนเชอก ทมา https://www.topstretch.com/6-ways-exercise-battle-ropes/#prettyPhoto

1.2 คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Wave) เปนคลนทเกดจากการเหนยวนาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกและสนามไฟฟา ในทศทางตงฉากซงกนและกน และตางกตงฉากกบทศทางของการแผของคลน คลนแมเหลกไฟฟาสามารถแผไปในบรเวณสญญากาศซงไมมตวกลางอยเลย หรอแผผานบรเวณทมตวกลางตางๆ กได คลนประเภทน เชน คลนวทย เรดาร ไมโครเวฟ แสง รงสอลตราไวโอเลต รงสเอกซ เปนตน

5

ภาพท 2 คลนแมเหลกไฟฟา

2. จาแนกคลนตามลกษณะของการสนของแหลงกาเนด หรอตามลกษณะการแผการจาแนกประเภทน แบงคลนออกได 2 ชนดคอ

2.1 คลนตามขวาง (Transverse Waves) เปนคลนทมทศทางการสนของตวกลางหรอทศทางการเปลยนแปลง ตงฉากกบทศทางการแผ (ทศทางการเคลอนทของคลน) เชน คลนในเสนเชอก คลนนา คลนแมเหลกไฟฟา ดงนน คลนตามขวางอาจมทงคลนกลและคลนแมเหลกไฟฟากได

2.2 คลนตามยาว (Longitudinal Wave) เปนคลนทมทศทางการสนของตวกลางอยในแนวขนานกบการเคลอนทของคลน เชน คลนเสยง คลนทเกดจากการอดและการขยายตวในขดลวดสปรง เปนตน ดงนนคลนตามยาวทกชนดจะเปนคลนกลดวยกนทงสน

ภาพท 3 คลนตามขวางและคลนตามยาว

สนาม แมเหลก สนาม

ไฟฟา

6

3. จาแนกตามความตอเนองของแหลงกาเนดการจาแนกประเภทนแบงคลนออกได 2 ชนด คอ

3.1 คลนดล (Pulse Wave) เปนคลนทเกดจากแหลงกาเนดสน หรอรบกวนตวกลางเปนชวงเวลาสนๆ ทาใหเกดคลนแผออกไปเปนจานวนนอยๆ เพยง 1 หรอ 2 คลน เชน การใชนวจมทผวนาเพยงครงหรอ 2 ครง หรอการสะบดเชอก เพอใหเกดคลนในเสนเชอกเพยงครงหรอ 2 ครง

3.2 คลนตอเนอง (Continuous Wave) เปนคลนทเกดจากแหลงกาเนดสน หรอรบกวนตวกลางอยางตอเนอง ทาใหเกดคลนแผออกไปเปนขบวนอยางตอเนอง เชน การเกดคลนผวนาเนองจากแหลงกาเนดตดกบมอเตอร เมอมอเตอรหมนแหลงกาเนดจะเกดการสนอยางตอเนอง ทาใหเกดคลนผวนาแผออกไปเปนขบวนอยางตอเนอง หรอการสะบดเชอกอยางตอเนองทาใหเกดคลนในเชอกอยางตอเนอง ดงรป

ภาพท 4 คลนดลและคลนตอเนอง

7

กจกรรมท 1 เรอง คลนทเกดจากการสนของสปรง

คาชแจง ใหนกเรยนแตละกลมปฏบต ดงน 1. อานวธทากจกรรมการทดลองใหเขาใจ 2. ตอบคาถามกอนทากจกรรม 3. ทากจกรรมและบนทกผล 4. ตอบคาถามหลงทากจกรรม กจกรรมท 1 คลนทเกดจากการสนของสปรง

วสดอปกรณ 1. ขดลวดสปรง 1 ขด

2. เชอกสยาว 10 ซม. 5 เสน วธทา

1. นาเชอกสผกตดกบขดลวดสปรงเปนชวง ๆ ชวงละประมาณ 30 เซนตเมตร 2. ใหนกเรยน 2 คน จบปลายของลวดสปรงคนละขาง วางขดลวดสปรงทอดยาวกบพนราบ และยด

ขดลวดสปรงใหยาวประมาณ 3–4 เมตร 3. ทปลายขางหนงใหจบขดลวดสปรงแนนอยกบท สวนปลายอกขางหนงใหสะบดไปมาในแนวราบ (ซาย–

ขวาสลบกน) โดยครงแรกสะบดไปมาชา ๆ อยางตอเนอง ครงทสองสะบดเรว ๆ อยางตอเนอง สงเกตการเคลอนทของเชอกสและขดลวดสปรง แลวบนทกผล

4. ดาเนนการเชนเดยวกบขอ 1 ถง 3 แตแทนทจะสะบดขดลวดสปรงไปมา ใหอดลวดสปรงเขา –ออก เปนจงหวะชา ๆ ในครงแรก และในครงทสองอดสปรงเรว ๆ อยางตอเนอง สงเกตการเคลอนทของเชอกสและขดลวดสปรง แลวบนทกผล

คาถามกอนทากจกรรม 1. ปญหาของการทดลองนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. สมมตฐานของการทดลองนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 3. เมอจบลวดสปรงสะบดไปมาในแนวราบ (ซาย–ขวาสลบกน) นกเรยนคดวาจะทาใหลวดสปรงมการเปลยนแปลงอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

8

บนทกผลการทากจกรรม ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ สรปผล ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ คาถามหลงทากจกรรม 1. กจกรรมนมวตถประสงคเพออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. การผกเชอกสไวทขดลวดสปรงเพออะไร ........................................................................................................................................................................................

9

........................................................................................................................................................................................ 3. ถานกเรยนไมสะบดขดลวดสปรงไปมาในแนวราบ (ซาย–ขวาสลบกน) นกเรยนสามารถปฏบตวธอนไดหรอไม เพราะเหตใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 4. เปรยบเทยบการเคลอนทของคลนบนขดลวดสปรงกบการเคลอนทของอนภาคของขดลวดสปรงจากการสะบดขดลวดสปรง พรอมวาดรปประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 5. นกเรยนคดวาลกษณะของขดลวดสปรงทถกอดเพยง 1 ครง กบทถกอดอยางตอเนองเหมอนกนหรอตางกนในลกษณะใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 6. นกเรยนคดวาลกษณะของขดลวดสปรงทถกอดอยางตอเนองโดยอดชา ๆ และอดเรว ๆแตกตางกนในลกษณะใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 7. ใหเปรยบเทยบการเคลอนทของคลนบนขดลวดสปรงกบการเคลอนทของอนภาคของขดลวดสปรง พรอมวาดรปประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 8. สงทเคลอนทผานขดลวดสปรงขณะสะบดไป–มาและอดขดลวดสปรงคออะไร และขดลวดสปรงทาหนาทอะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 9. ถาสะบดปลายดานหนงของขดลวดสปรง ใหอธบายวา พลงงานจากการสะบดจะถายโอนไปยงอกดานหนงของขดลวดสปรงไดอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 10. ผลสรปของกจกรรมนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

10

ใบบนทกกจกรรมท 1

เรอง คลนทเกดจากการสนของสปรง

คาชแจง ใหนกเรยนบนทกผลการปฏบตกจกรรมจากกจกรรมท 1

รายชอสมาชกกลม

กลมท.............ชอกลม...........................................................ชนมธยมศกษาปท...............หอง............ 1.............................................................................................................เลขท.........ผประสานงาน 2.............................................................................................................เลขท.........ผจดการดานความร 3.............................................................................................................เลขท.........ผจดการวสด 4.............................................................................................................เลขท.........ผรายงาน

คาถามกอนทากจกรรม 1. ปญหาของการทดลองนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. สมมตฐานของการทดลองนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 3. เมอจบลวดสปรงสะบดไปมาในแนวราบ (ซาย–ขวาสลบกน) นกเรยนคดวาจะทาใหลวดสปรงมการเปลยนแปลงอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

11

บนทกผลการทากจกรรม ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ สรปผล ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

12

คาถามหลงทากจกรรม 1. กจกรรมนมวตถประสงคเพออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. การผกเชอกสไวทขดลวดสปรงเพออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 3. ถานกเรยนไมสะบดขดลวดสปรงไปมาในแนวราบ (ซาย–ขวาสลบกน) นกเรยนสามารถปฏบตวธอนไดหรอไม เพราะเหตใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 4. เปรยบเทยบการเคลอนทของคลนบนขดลวดสปรงกบการเคลอนทของอนภาคของขดลวดสปรงจากการสะบดขดลวดสปรง พรอมวาดรปประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 5. นกเรยนคดวาลกษณะของขดลวดสปรงทถกอดเพยง 1 ครง กบทถกอดอยางตอเนองเหมอนกนหรอตางกนในลกษณะใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 6. นกเรยนคดวาลกษณะของขดลวดสปรงทถกอดอยางตอเนองโดยอดชา ๆ และอดเรว ๆแตกตางกนในลกษณะใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 7. ใหเปรยบเทยบการเคลอนทของคลนบนขดลวดสปรงกบการเคลอนทของอนภาคของขดลวดสปรง พรอมวาดรปประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 8. สงทเคลอนทผานขดลวดสปรงขณะสะบดไป–มาและอดขดลวดสปรงคออะไร และขดลวดสปรงทาหนาทอะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

13

9. ถาสะบดปลายดานหนงของขดลวดสปรง ใหอธบายวา พลงงานจากการสะบดจะถายโอนไปยงอกดานหนงของขดลวดสปรงไดอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 10. ผลสรปของกจกรรมนคออะไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

14

แบบฝกหดท 1 เรอง คลนและการจาแนกคลน

ชอ.........................................................................................ชน...................เลขท................... ใหนกเรยนตอบคาถามตอไปนอยางถกตอง 1. คลนกลกบคลนแมเหลกไฟฟา แตกตางกน อยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. คลนตามขวาง มลกษณะการเคลอนทอยางไร ยกตวอยางประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 3. คลนตามยาว มลกษณะการเคลอนทอยางไร ยกตวอยางประกอบ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 4. ถานกเรยนใชเทากระทงนา 1 – 2 ครง เกดคลนทผวนาหรอไม และเปนคลนชนดใด ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 5. คลนบนผวนา หรอคลนในเสนเชอก เกดขนไดอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

ไดคะแนน ________________

คะแนนเตม 10 คะแนน

15

ใบความรท 2 องคประกอบของคลน

องคประกอบของคลน สงทควรทราบเปนเบองตนเกยวกบคลนมดงน

1. สนคลน (crest) คอจดสงสดทคลนกระเพอมขนไปได 2. ทองคลน (trough) คอจดตาสดทคลนกระเพอมลงไปได 3. แอมพลจด (amplitude, A) คอการกระจดจากระดบปกตขนไปถงสนคลนหรอ การกระจดจากระดบ

ปกตลงไปถงทองคลน

ภาพท 5 องคประกอบสาคญของคลนผวนา

4. หนงลกคลน คอชวงจงหวะคลนกระเพอมขน 1 อน รวมกบลงอก 1 อน เชนในรป ชวง WX คอ 1 ลก

คลน หรอชวง XY กเปน 1 ลกคลน หรอชวง YZ กเปน 1 ลกคลน เชนกน 5. ความยาวคลน (wavelength, λ) คอระยะทางทวดเปนเสนตรงจากจดตงตนไปจนถงจดสดทายของ

หนงลกคลน เชนระยะทางจาก W ไป X ดงรป หรอระยะระหวางสนคลนทอยถดกนหรอระยะระหวางทองคลนทอยถดกนกได

6. คาบ (period, T) คอเวลาทคลนใชในการเคลอนทครบ 1 ลกคลน มหนวยเปนวนาท (s) 7. ความถ (frequency, f) คอจานวนลกคลนทเกดขนในหนงหนวยเวลา เชนถาเกด คลน 3 ลกในเวลา 1

นาท เชนนเรยกไดวาความถคลนมคา3 รอบตอวนาท ความถ มหนวยเปน รอบ/วนาท หรอ 1 /วนาท หรอสนๆ วาเฮรตซ (Hz) เราอาจคานวณหาคาความถไดจากการกระจดจากระดบผวนาปกตลงไปถงทองคลนเมอพจารณาสวนประกอบของคลน จะเหนลกษณะทางกายภาพทสาคญของคลน 3 ประการ คอความยาวคลน ความถและอตราเรวของคลน นอกจากนคลนยงมองคประกอบอน ๆ อก ดงตอไปน

เมอพจารณาจากความหมายของคาบและความถของคลน จะไดความสมพนธดงน

16

8. อตราเรวคลน (wave speed , v ) คอระยะทางทคลนเคลอนทไดในหนงหนวยเวลา เราสามารถคานวณหาอตราเรวคลนไดจาก

อตราเรว = เวลา

ระยะทาง

ดงนน เมอ คออตราเรวคลน (เมตร/วนาท)

คอระยะทางทเคลอนทไปได ( เมตร ) คอเวลาทคลนใชในการเคลอนท ( วนาท ) คอความถคลน ( Hz หรอ รอบ/วนาท ) คอ ความยาวคลน ( เมตร )

9. เฟสของคลน (phase, ∅ ) เปนการบอกตาแหนงบนหนาคลนในรปของมมหนวย องศาหรอเรเดยน เชนในรป

ภาพท 6 ตาแหนงเฟสของคลน

จด A เปนจดซงคลนเรมเคลอนทขนจากจดสมดล เราถอวาจด A มเฟสเปน 0o จด E เปนจดซงคลนเคลอนทครบ 1 รอบนบจากจดเรมตน A เราถอวาจด E มเฟสเปน 360o จด C เปนจดซงคลนเคลอนทไดครงรอบ นบจากจดเรมตน A เราถอวาจด C มเฟสเปน 180o จด B เปนจดซงอย ตรงกบสนคลน เราถอวาจด B มเฟสเปน 90o จด D เปนจดซงอย ตรงกบทองคลน เราถอวาจด D มเฟสเปน 270o สตรใชคานวณเกยวกบเฟสของคลน ไดแก∆∅

∆ หรอ ∆∅

∆ หรอ ∆∅ 360 ∆

เมอ ∆∅ คอเฟสทตางกนของจด 2 จด ( องศา ) ∆ คอระยะการกระจดทตางกนของจด 2 จด ( เมตร )

คออตราเรวคลน (เมตร/วนาท) คอระยะทางทเคลอนทไปได ( เมตร ) ∆ คอเวลาทคลนใชในการเคลอนท ( วนาท )

คอความถคลน ( Hz หรอ รอบ/วนาท ) คอ ความยาวคลน ( เมตร )

17

10. เฟสตรงกน คอจดบนหนาคลนซงอย หางกนเทากบ เมอ n = 1, 2, 3 …

ภาพท 7 ตาแหนงเฟสทตรงกนของคลน

ตวอยางเชนเฟส 90o , 450o , 810o , 1170o ในรป อยหางกนเทากบ 1 , 2 , 3 ดงนนเฟสเหลานถอวา

เปนเฟสทตรงกนหมด และจากรปจะไดอกวา 270o , 630o , 990o , 1350o เปนเฟสทตรงกน และ 180o , 540o , 900o , 1260o เปนเฟสทตรงกน เพราะอย หางกนเทากบ

11. เฟสตรงกนขาม คอจดบนหนาคลนซงอยหางกน ( ) เมอ n = 1, 2, 3 …

ภาพท 8 ตาแหนงเฟสทตรงขามกนของคลน

ตวอยางเชนในรปดานบน

เฟส 90o เปนเฟสทตรงกนขามเฟส 270o เพราะเฟสทงสองอยหางกน ( คอ 1 ) เฟส 90o เปนเฟสทตรงกนขามเฟส 630o เพราะเฟสทงสองอยหางกน ( คอ 2 ) เฟส 90o เปนเฟสทตรงกนขามเฟส 990o เพราะเฟสทงสองอยหางกน ( คอ 3 )

18

ตวอยางท 1 คลนตอเนองขบวนหนงมความถ 90 เฮรตซ ขณะเวลาหนงมลกษณะดงรป ถาแกน x และแกน y แทนระยะทางในหนวยเซนตเมตร จงหาแอมพลจด ความยาวคลน คาบ อตราเรวของคลน ตามลาดบ

วธทา

คาตวแปร 1 10 เมตร

2 10 เมตร 90 เฮรตซ

จากรปคลนมแอมพลจด 1 เซนตเมตร แทนคา สมการ

1

1

90

0.011

ดงนนคาบของคลนเทากบ 1 เซนตเมตร หาอตราเรวของคลน

90 2 10 เมตรตอวนาท อตราเรวของคลนคาเทากบ 1.8 เมตรตอวนาท

ตอบ คลนมแอมพลจด 1 เซนตเมตร

คาบของคลนเทากบ 1 เซนตเมตร อตราเรวของคลนคาเทากบ 1.8 เมตรตอวนาท

19

ตวอยางท 2 คลนนาทกาหนดใหดงรป ถา A มเฟสเทากบ 0 องศา แลวจด B จะมเฟสเทาไรและคลนเคลอนทไปทศทางไหน

วธทา ตอนแรก คาตวแปร = 4 เมตร

∆ = 2.8 เมตร ∅A = 0 องศา

แทนคา สมการ ∆∅

∆ ∆∅ ∅B = เฟสของจด B;

∅B = 3604

2 8

∅B = 252 นนคอ เฟสของจด B มคา 252 องศา ตอนหลง เนองจาก A = เฟสของจด A = 0 คลนจรงเคลอนทจากขวาไปซายดงน เพราะ A ม A = 0 แสดงวาในเวลาตอมา A จะตองเคลอนทขน การท A จะตองเคลอนทขนทาใหคลนตงตนตองขยบจากขวาไปซาย เพอให A เคลอนมาท Aนนคอ คลนเคลอนทจากขวาไปซาย ตอบ เฟสของจด B มคา 252 องศา คลนเคลอนทจากขวาไปซาย

20

ตวอยางท 3 จากรป คลนนาจดใดบางทเฟสตรงกบจด AและB

วธทา จด A

จดทมเฟสตรงกบจด A คอ E, I และ H เพราะหางจากจด A เทากบ , 2 และ 3 ตามลาดบ และมการกระจดจากระดบสมดลเทากนหมด จด B จดทมเฟสตรงกบ B คอ F, J, N เพราะเหตผลเดยวกบจด A นนคอ จดทมเฟสตรงกบจด A คอ E, I และ H จดทมเฟสตรงกบจด B คอ F, J และ N ตอบ จดทมเฟสตรงกบจด A คอ E, I และ H เพราะหางจากจด A เทากบ , 2 และ 3 ตามลาดบ และมการกระจดจากระดบสมดลเทากนหมด จดทมเฟสตรงกบ B คอ F, J, N เพราะเหตผลเดยวกบจด A นนคอ จดทมเฟสตรงกบจด A คอ E, I และ H จดทมเฟสตรงกบจด B คอ F, J และ N

21

ตวอยางท 4 เชอกยาวมากเสนหนงกาลงสนเมอมองเพยงสวนหนงซงยาว 3.0 เมตร เหนคลนในเสนเชอกดงรป ถาคลนรปบนและรปลางเวลาตางกน 2 วนาท จงหาวาความเรวของคลนมคานอยทสดเทาไร วธทา จากรป ความเรวของคลนทมคานอยทสดจะเปนความเรวคลนหรอสนคลนเคลอนทไปได 1 เมตร ในเวลา

2 วนาท (ใหสงเกตสนคลนซายมอสดของคลนรปบนกบสนคลนของคลนรปลาง จะมระยะตางกน 1 เมตร)

ดงนน ถา v เปนความเรวของคลนนอยทสดจะได v = 1

2 = 0.5 เมตรตอวนาท

นนคอ ความเรวของคลนมคานอยทสดเทากบ 0.5 เมตรตอวนาท ตวอยางท 5 จากรปเปนคลนนาซงกาลงเคลอนทไปบนผวนาดวยอตราเรว 0.5 เมตรตอวนาท จงคานวณความถของคลนนา วธทา หา เมอ เปนความยาวคลนของคลนนา จากรปทโจทยกาหนดใหจะเหนวา

3 + 2

= 70

72 = 70

= 20 เซนตเมตร หา f เมอ f เปนความถของคลนนา จาก v = f f = v

f = 0 520 10 2

f = 2.5 Hz นนคอ ความถของคลนนามคา 2.5 เฮรตซ ตอบ ความถของคลนนามคา 2.5 เฮรตซ

22

กจกรรมท 2 เรอง องคประกอบของคลนและการคานวณ

คาชแจง ใหนกเรยนเขยนผงมโนทศน องคประกอบของคลนและการคานวณ ใหนกเรยนแตละกลมปฏบต ดงน 1. อานวธทากจกรรมการทดลองใหเขาใจ 2. ทากจกรรม 4. นาเสนอทากจกรรมหนาชนเรยน กจกรรมท 2 องคประกอบของคลนและการคานวณ วสดอปกรณ

1. กระดาษชารท ขนาด 80 X 100 1 แผน 2. ปากกาเมจก

วธทา

1. ใหสมาชกชวยกนออกแบบและวาดรปคลนในเสนเชอกอยางนอย 2 รปลงในกระดาษชารททเตรยมไว 2. ใหสมาชกชวยกนบอกสวนประกอบของคลนในเสนเชอกตามทวาดในขอ 1 มาอยางละเอยด 3. ใหบอกความหมายของของสวนประกอบของรปคลนตามทวาดในขอ 1 มาอยางละเอยด 4. ใหนกเรยนหาตวอยางโจทยปญหาเกยวกบการคานวณทมสวนประกอบของคลนตามทวาดรปมา 1 ขอ 5. นกเรยนรวมอภปรายเกยวกบการบนทกกจกรรมท 2 ของกลมเพอนวามองคประกอบตาง ๆ ครบถวน

หรอไม โดยตรวจ ชอเรอง สมาชกกลม จดประสงค ผลการทดลองหรอตารางบนทกผลการทดลอง สรปผลการทดลอง การอภปรายผลการทดลอง และการตอบคาถามหลงการทดลอง สรปเปนขอคดเหนของกลมและพจารณา เขยนเครองหมายและขอคดเหนลงในรายงาน ของกลมเพอน ดงน

- เขยนเครองหมาย หนาขอความทเหนดวย - เขยนเครองหมาย หนาขอความทไมเหนดวย และเขยนคาแนะนา - เขยนเครองหมาย ? หนาขอความทไมแนใจ และเขยนแสดงความคดเหน

13. นกเรยนแตละกลมรบผลงานคนจากกลมอน อานขอคดเหนทเพอนเขยนไว รวมกนอภปรายเกยวกบขอคดเหนนน สรปขอคดเหนและปรบปรงแกไขผลงานของกลมตนเอง 14. นกเรยนทกคนเตรยมความพรอมเพอเปนผนาการเสนอขอสรป รวมอภปราย ซกถาม และซกซอมความเขาใจ เตรยมการนาเสนอผลงานจนเกดความมนใจและเขาใจตรงกน

5. ใหตวแทนกลม มานาเสนอหนาชนเรยน

23

ชนงาน เรอง องคประกอบของคลนและการคานวณ (ใหนกเรยนทาลงกระดาษชารท ขนาด 80 X 100 ทนกเรยนเตรยมมา)

24

ใบบนทกกจกรรมท 2 เรอง องคประกอบของคลนและการคานวณ

คาชแจง ใหนกเรยนบนทกผลการปฏบตกจกรรมจากกจกรรมท 1

รายชอสมาชกกลม

กลมท.............ชอกลม...........................................................ชนมธยมศกษาปท...............หอง............ 1.............................................................................................................เลขท.........ผประสานงาน 2.............................................................................................................เลขท.........ผจดการดานความร 3.............................................................................................................เลขท.........ผจดการวสด 4.............................................................................................................เลขท.........ผรายงาน

ชนงาน เรอง องคประกอบของคลน

(ใหนกเรยนทาลงกระดาษชารท ขนาด 80 X 100 ทนกเรยนเตรยมมา)

ชนงาน เรององคประกอบของคลน

25

แบบฝกหดท 2 เรอง องคประกอบของคลน

ชอ.........................................................................ชน............................เลขท..................... 1. องคประกอบของคลน 1.1 คลนขบวนหนงมความถ 40 Hz ในเวลา 1 นาท จะมคลนเกดขนกลก ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 1.2 คลนขบวนหนงเกดจากแหลงกาเนด 200 ลก ภายใน 5 วนาท คลนนมความถเทาไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

1.3 คาบและความถมความสมพนธกนหรอไม อยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 1.4 คลนขบวนหนงสามารถผานจด ๆ หนงได 800 ลก ใชเวลา 10 วนาท คลนนมคาบและความถเทาไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 1.5 คลนขบวนหนงมความถ 20 Hz จะมคาบเทาไร และหากตองการใหคลนขบวนนผานจดจดหนงใหได 1,000 ลก จะใชเวลากวนาท ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

1.6 คลนลกหนงมความยาวคลน 2 เมตร ในระยะ 40 เมตร จะมคลนนกลก ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

1.7 ถาในระยะ 60 เมตร มคลนขบวนหนง 5 ลก คลนขบวนนมความยาวคลนเทาไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

ไดคะแนน ________________

คะแนนเตม 15 คะแนน

26

1.8 คลนขบวนหนงสามารถเคลอนทได 100 เมตร ในเวลา 4 วนาท จะมอตราเรวเทาไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

1.9 คลนทเคลอนทผานจด ๆ หนงไดครบ 1 ลก พอด จะใชเวลาในการเคลอนทเทาไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

1.10 อตราเรวคลน ความยาวคลน คาบ และความถ มความสมพนธกนอยางไร ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2. ปจจยทมผลตอความเรวของคลนชนดตาง ๆ

2.1 นาลกจะมอตราเรวคลนนามากหรอนอยกวานาตน ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2.2 คลนแสงจะเคลอนทในอากาศไดเรวหรอชากวาในนา ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2.3 คลนเสยงจะเคลอนทในอากาศรอนหรออากาศเยนไดเรวกวากน ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2.4 คลนเสยงจะเคลอนทในอากาศไดเรวหรอชากวาในนา ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2.5 เชอกเสนเลกจะมอตราเรวคลนในเสนเชอกมากหรอนอยกวาเชอกเสนใหญ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................

27

แบบทดสอบหลงเรยน

ชดท 1 ความรทวไปเกยวกบคลน คาชแจง เลอกคาตอบทถกทสดเพยงคาตอบเดยว ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. ขอความใดอธบายความหมายของคลนไดถกตอง ก. คลนเปนปรากฏการณของการกระจายของอนภาคในสสาร ข. คลนเปนปรากฏการณของการสนสะเทอนของอะตอมของธาต ค. คลนเปนปรากฏการณของการสงผานพลงงานจากทหนงไปยงอกทหนง ง. คลนเปนปรากฏการณของการสงผานแรงจากทหนงไปยงอกทหนง

2. สงใดทบงชความแตกตางของคลนตามขวางและคลนตามยาว ก. การกระจดของอนภาคหรอการสนของอนภาคจะมทศทางตางกน ข. ความยาวคลนของคลนตามขวางมากกวาคลนตามยาว ค. แอมพลจดของคลนตามยาวมากกวาคลนตามขวาง ง. ความถของคลนตามขวางมากกวาคลนตามยาว

3. เมอเกดคลนในตวกลางใด ๆ จะมผลตออนภาคของตวกลางในลกษณะใด ก. อนภาคของตวกลางจะเคลอนทตามคลนไปดวย ข. อนภาคของตวกลางจะนงอยกบทไมมการเคลอนท ค. อนภาคของตวกลางจะแตกกระจายไปในทศทางตาง ๆ ง. อนภาคของตวกลางจะเคลอนทขน–ลง หรอซาย–ขวา แตไมเคลอนทตามคลนไปดวย

4. ตวกลางใดทคลนกลเคลอนทผานไมได ก. แกส ข. ของแขง ค. ของเหลว ง. สญญากาศ

5. คลนชนดใดจดเปนคลนตามยาว ก. การสนของสายกตาร ข. คลนเสยงทเกดจากการสนของสายกตาร ค. คลนแสงในนา ง. คลนนาในถาดคลน

28

6. สงใดท ไมใช องคประกอบของคลนตามยาว ก. คาบ ข. ความถ ค. สวนอด ง. ความยาวคลน

7. อตราเรวของคลนคานวณไดจากสงใด

ก ความยาว x คาบ ข ความถ × ความยาว ค ความถ × แอมพลจด ง ความยาว × แอมพลจด

8 . คลนนาทเกดในถาดคลนมความถ 10 เฮรตซ หมายความวา ภายใน 2 วนาท จะมจานวน หนาคลนเคลอนทผานจดทสงเกตจานวนเทาใด

ก. 20 ข. 15 ค. 10 ง. 5

9. การทดลองการเคลอนทแบบคลนโดยใชขดลวดสปรง ถาจะใหไดผลการทดลองทคงท นกเรยนตองปฏบตตามขอใด ก. ใชขดลวดสปรงทมนาหนกเบา ข. ใชขดลวดสปรงทมนาหนกมาก ๆ ค. ออกแรงสะบดขดลวดสปรงเทากนอยางสมาเสมอ ง. สะบดขดลวดสปรงเปนจงหวะทเทากนอยางสมาเสมอ

10. การทดลองการเคลอนทแบบคลนโดยการสะบดเชอกเปนดงน 1) สะบดเชอกไปมาหลายครงดวยความเรวสมาเสมอและมชวงกวางเทากน 2) สะบดเชอกไปมาดวยความเรวเทากบขอ 1แตมชวงกวางนอยกวา 3) สะบดเชอกไปมาดวยความเรวเพมขน แตมชวงกวางเทากบขอ 1

ผลสรปขอใด ผด ก. ความยาวคลนในขอ 1 จะสนกวาคลนในขอ 3 ข. ความถของคลนในขอ 1 จะนอยกวาคลนในขอ 3 ค. ความถของคลนในขอ 1 จะเทากบคลนในขอ 3 ง. แอมพลจดของคลนในขอ 2 จะสนกวาคลนในขอ 3

29

กระดาษตาตอบแบบทดสอบหลงเรยน

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 4

เรองความรทวไปเกยวกบคลนและสมบตของคลน

ชอ – สกล....................................................................................ชน..............เลขท..................

ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

เกณฑการประเมน ตอบถก ใหขอละ 1 คะแนน ตอบผด ใหขอละ 0 คะแนน

แปลผลการประเมน ด ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน พอใช ไดคะแนน 5 – 7 คะแนน ปรบปรง ไดคะแนน 0 – 4 คะแนน ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน ผาน ไดคะแนน 8 – 10 คะแนน ไมผาน

สรปผลการประเมน

รวมคะแนน.....................คะแนน ผาน ไมผาน

ลงชอ....................................................ผตรวจ

(นายอครเดช อภยศร)

30

ตารางบนทกคะแนน จากการตอบคาถามในการทากจกรรม

เลมท 1 เรองความรทวไปเกยวกบคลนและสมบตของคลน

ชอ – สกล....................................................................................ชน..............เลขท..................

รายการ คะแนนเตม คะแนนทได รอยละ กจกรรมท 1 10 แบบฝกหดท 1 10 กจกรรมท 2 10 แบบฝกหดท 2 10

รวมคะแนน 40

ผาน ไมผาน

ลงชอ....................................................ผตรวจ

(นายอครเดช อภยศร) ครประจาวชา

เกณฑการประเมน

ผานเกณฑการประเมนทคะแนน

รอยละ 80 ขนไป

31

ตารางบนทกคะแนน จากการทาแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน

เลมท 1 เรองความรทวไปเกยวกบคลนและสมบตของคลน

ชอ – สกล....................................................................................ชน..............เลขท..................

รายการ คะแนนเตม คะแนนทได รอยละ แบบทดสอบกอนเรยน 10 แบบทดสอบหลงเรยน 10

รวมคะแนน 20

ผาน ไมผาน

ลงชอ....................................................ผตรวจ

(นายอครเดช อภยศร) ครประจาวชา

เกณฑการประเมน

ผานเกณฑการประเมนทคะแนน

รอยละ 80 ขนไป

32

บรรณานกรม

จารก สวรรณรตน (2555). คมอฟสกส ม. 4-6 รายวชาพนฐาน. กรงเทพฯ: เดอะบคส.

นฐภสสร เหลาเนตร และคณะ. (2553). ฟสกสชนมธยมศกษาปท 4-6. กรงเทพฯ: แมค.

ธรศานต ปรงจตวทยาพรยาภรณ และคณะ. (2553). ฟสกสพนฐานม. 4-6 กรงเทพฯ.

พฒนชย จนทร. (2554). แรงและการเคลอนทพลงงาน. กรงเทพพฒนาคณภาพวชาการ.

พมพนธ เดชะคปต และคณะ. (2555). สอบเขยนแผนบรณาการบนฐานเดกเปนสาคญ. กรงเทพจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

สงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2553). หนงสอเรยนรายวชาฟสกสชนมธยมศกษาปท 4-6 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรสาหรบนกเรยนทเนนวทยาศาสตรตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐานพทธศกราช 2551. กรงเทพสกสคลาดพราว

สงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2553). หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตรการเคลอนทและแรงในธรรมชาตกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรชนมธยมศกษาปท 4-6. กรงเทพฯ: สกสค. ลาดพราว.