รูปเล่มรายงาน ...

25
รายงาน หน่วยการเรียนรู้ที่๓ คลื่น เรื่อง สมบัติของคลื่น การสะท้อนและการหักเห จัดทำาโดย นางสาวกัญญ์ณพัชญ์ สุริยาวงค์ เลขที่๙ ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ ๕/๒ เสนอ ครูอรอนงค์ เอียดเอก รายงานฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชาวิทยาศาสตร์พื้น ฐาน ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2554

Transcript of รูปเล่มรายงาน ...

รายงานหนวยการเรยนรท๓ คลน

เรอง สมบตของคลน การสะทอนและการหกเห

จดทำาโดย

นางสาวกญญณพชญ สรยาวงค เลขท๙

ชนมธยมศกษาปท ๕/๒

เสนอ

ครอรอนงค เอยดเอก

รายงานฉบบนเปนสวนหนงของวชาวทยาศาสตรพน

ฐาน

ภาคเรยนท 2 ปการศกษา 2554

โรงเรยนวดถำาปลาวทยาคม อำาเภอแมสาย จงหวด

เชยงราย

สำานกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษาเขต 36

(เชยงราย-พะเยา)

คำาน ำา รายฉบบนเปนสวนหนงของวชาวทยาศาสตรพนฐาน จด

ทำาขนเพอใหผศกษาใหรและเขาใจเกยวกบสมบตของคลนวามก

ประเภทอะไรบาง และแตละประเภทมสมบตอยางไรบาง

หากมขอผดพลาดประการใด กขออภยมา ณ ทนดวย

ผจดทำา

นางสาวกญญณพชญ สร

ยาวงค

สารบ ญเร อง หนาแบบทดสอบกอนเรยน 1-2

แผนผงมโนทศน 2

สมบตของคลน

١.การสะทอนของคลน 3

คณสมบตการสะทอนของคลน

4

กฎการสะทอน

4

٢.การหกเหของคลน

7-10

แบบทดสอบหลงเรยน 11-12

บรรณานกรม 13

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน

14-15

1

แบบทดสอบกอนเร ยน

1. จากรป แสดงการสะทอนของคลนในเสนเชอก โดยปลายขาง

หนงของเชอกผกตดกบกำาแพง

เมอคลนตกกระทบกบกำาแพง คลนสะทอนจะเกดขน ดงรปใด?

ก ข

ค ง

2. คลนนำาหนาตรงเคลอนทเขากระทบผวสะทอนราบเรยบจะเกด

การสะทอนขน คลนนำาทสะทอนออกมามเฟสเปลยนไปกองศา?

ก. 0°

ข. 90°

ค. 180°

ง. 270°

3. คลนผวนำาเคลอนทจากนำาตนเขาสนำาลก พบวาอตราเรวของ

คลนเพมเปน 2 เทาของเดม ถามมตกกระทบมขนาด 30 องศา มม

หกเหมขนาดเทาใด?

ก. 45 องศา

ข. 53 องศา

ค. 60 องศา

ง. 90 องศา

4.ขอความใดกลาวผด

ก. การสะทอนของคลนนำาความยาวคลนไมเปลยน

ข. การสะทอนของคลนเชอกปลายอสระไมเปลยน

ค. การหกเหของคลนอตราเรวเปลยน

ง. การหกเหเกดขนไดในตวกลางเดยวกน

٢

5.เมอคลนผวนำาเคลอนทจากบรเวณนำาลกเขาสบรเวณนำาตน โดย

มหนาคลนขนานกบรอยตอของนำาลกและนำาตน ขอความใดกลาว

ถกตอง

ก. ความถลดลง

ข. ความยาวคลนเปลยนแปลง

ค. อตราเรวคงท

ง. ทศทางไมเปลยนแปลง

แผนผงมโนทศน

สมบต

การสะทอน

ของคลน

การหกเห

ของคลน

การแทรก

สอดของ

การเลยว

เบนของ

คณส

กฎการ

การสะทอน

ของคลนใน

ความ

สมการมม

มม รงส

ความ

กฎของ

٣

สมบต ของคล น ไมวาเปนคลนชนดใด จะสามารถแสดงคณสมบตทสำาคญได 4

ประการ คอ

1. การสะทอน (Reflection) เปนคณสมบตรวมระหวาง

อนภาคและคลน

2. การห กเห (Refraction) เปนคณสมบตรวมระหวาง

อนภาคและคลน

3. การแทรกสอด (Interference) เปนคณสมบตเฉพาะของ

คลน

4. การเล ยวเบน (Diffraction) เปนคณสมบตเฉพาะของ

คลน

คลนบางชนดยงสามารถแสดงคณสมบตดานอนๆไดอก

ดวยเชนการโพลาไรเซชนของคลนตามขวางการกระเจงเปนตน

1. การสะทอนของคล น(Reflection) เมอคลน

เคลอนทไปสดเขตของตวกลาง หรอไปถงแนวรอยตอระหวาง

ตวกลางทคลนเคลอนทไปกบตวกลาง ใหมคลนนนจะสามารถ

สะทอนกลบมาสตวกลางเดมเรยกปรากฏการณนวาการสะทอน

เปนปรากฏการณทสำาคญประการหนงของคลน ถอไดวาเปน

สมบตของคลนอยางหนง จะเกดขนเมอคลนเคลอนทไปพบสง

กดขวาง หรอเปลยนตวกลางในการเคลอนท โดยคลนทเคลอนท

ไปกระทบสงกดขวางเรยกวา คลนตกกระทบ และคลนทสะทอน

ออกมาเรยกวาคลนสะทอน ในการสะทอนแตละครงพบวามมท

หนาคลนตกกระทบกระทำากบสงกดขวางจะเทากบมมทหนาคลน

สะทอนกระทำากบสงกดขวางเสมอ นนคอการสะทอนของคลนจะ

เปนไปตามกฎการสะทอนทวา “เมอคลนเกดการสะทอนจะไดมม

ตกกระทบเทากบมมสะทอนเสมอ”

การสะทอนของคล นในเส นเช อก เมอทำาใหเกดคลนดลในเสนเชอกเคลอนทไปตามเสนเชอก

กระทบผวรอยตอซงเปนปลายอสระ (free end) หรอปลายตรง

(fixed end) คลนในเสนเชอกจะสะทอนกลบดงรป

รปท 1 แสดงการสะทอนของคลนแบบปลายอสระ

٤

รปท 2 แสดงการสะทอนของคลนแบบปลายตรง

- การสะทอนคลนในเชอกปลายอสระ คลนตกกระทบและ

คลนสะทอนจะมเฟสตรงกน

- การสะทอนคลนในเชอกปลายตรง คลนตกกระทบและ

คลนสะทอนจะมเฟสตรงขามกน

คณสมบต การสะทอนของคล น

เมอคลนเคลอนทไปชนสงกดขวาง หรอเคลอนทไปถงปลาย

สดของตวกลางจะทำาใหเกดคลนสะทอนขนมา

1. ความถของคลนสะทอนมคาเทากบความถของคลน

ตกกระทบ

2. ความเรวและความยาวคลนของคลนสะทอนมคาเทากบ

ความเรวและความยาวคลนของคลนตกกระทบ

3. ถาการสะทอนไมสญเสยพลงงาน จะไดแอมพลจดของ

คลนสะทอนมคาเทากบแอมพลจดของคลนตกกระทบ

การสะทอนของคล นผ วน ำ า

เมอคลนผวนำาเคลอนทไปกระทบสงกดขวาง และเนองจาก

ระดบนำาสามารถเลอนขนลงไดอสระ ดงนนการสะทอน จงเหมอน

การสะทอนในเชอกปลายอสระ กลาวคอ เฟสของคลนสะทอนจะ

คงเดม กฎการสะทอน (Law of Reflection)

ในกรณคลนเคลอนทแลวเกดการสะทอน ไมวาจะเปนคลน

ชนดใดๆ จะสามารถสรปเปนกฎ

ได 2 ขอ คอ

1. รงสตกกระทบ เสนปกต รงสสะทอน อยในระนาบเดยวกน

2. มมตกกระทบเทากบมมสะทอนเสมอ

5

รปท 3 แสดงกฎการสะทอนของคลน

รปท 4 แสดงการสะทอนของคลน

รปท 5 แสดงการสะทอนของคลนตอเนองวงกลมจากแผนกนหนา

ตรง

6

รปท 6 แสดงการสะทอนของคลนตอเนองเสนตรงจากแผนกนผว

โคงเวา

รปท 7 แสดงการสะทอนของคลนตอเนองวงกลมจากแผนกนผว

โคงเวา

สร ปการสะทอนของคล นผ วน ำ า - การสะทอนจะตองเปนไปตามกฎการสะทอน

- คลนหนาตรงตกกระทบแผนกนหนาตรง คลนสะทอนจะเปน

คลนหนาตรง

- คลนวงกลมตกกระทบแผนกนหนาตรง คลนสะทอนจะเปน

คลนวงกลม

- คลนหนาตรงตกกระทบแผนกนโคงเวา คลนสะทอนจะเปน

คลนวงกลมจากโฟกสของแผนกนผวโคงเวา

- คลนวงกลมจากโฟกสของแผนกนผวโคงเวา กระทบแผนกน

ผวโคงเวา คลนสะทอนจะเปนคลนหนาตรง

٧

2. การหกเหของคล น(Refraction) คอปรากฏการณ

ทคลนเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง มผลใหเกด

การเปลยนทศการเคลอนทของคลน ตรงบรเวณผวรอยตอของ

ตวกลางทงสอง โดยทมความถของคลนคงเดม แตอตราเรว และ

ความยาวคลนเปลยนไป

ในทนเราจะศกษาคลนนำา ถาหากเราสรางคลนตอเนองทเปนคลน

เสนตรงเคลอนทจากบรเวณหนงไปยงบรเวณสอง ซงมความลก

แตกตางกน

ในนำาลกความเรว (v) และความยาวคลน( )จะมากกวาใน

นำาตน

พจารณาการหกเหของคลนนำาทรอยตอของนำาลกกบนำาตน

รปท 8 แสดงการหกเหของคลน

จากรปท 8 จะเหนวา

- หนาคลนตกกระทบและหนาคลนหกเห จะทำามมกบเสนรอยตอ

ระหวางตวกลาง

- รงสตกกระทบและรงสหกเห จะทำามมกบเสนปกต

รปท 9 แสดงการหกเหของคลน

8

จากรปท 9 จะเหนวา

- ถาคลนเคลอนทจากนำาลก -> นำาตน มมหกเหจะเบนเขาหา

เสนปกต

- ถาคลนเคลอนทจากนำาตน -> นำาลก มมหกเหจะเบนเขาออก

จากเสนปกต

ในการหกเหลกษณะนจะทำาใหแนวการเคลอนทของคลน

เปลยนไป เกดมมตกกระทบ ( 1) และ

มมหกเห ( 2) จากการทดลองพบวา อตราสวนของคาไซนของมม

กระทบ (sin 1) ตอคาไซนของมมหกเห (sin 2) ของตวกลางนำาลก

และนำาตนคหนงๆ จะมคาคงตว

= คาคงตว

และคาคงตวนจะเทากบอตราสวนของความเรวคลน และจะ

เทากบอตราสวนของความหมายคลน

ดงนน = = --> เรยกวากฎของสเนลล (Snell 's

law)

การหกเหของคลน(Refraction)

มมวกฤต (Critical Angle , c)

คอมมตกกระทบใดๆ ททำาใหมมหกเหเปน 90 องศา (เกดได

กรณทนำาเคลอนทจากนำาตน -> นำาลก)

การสะทอนกลบหมด

เกดเมอมมตกกระทบโตกวามมวกฤตทำาใหเกดการสะทอนกลบ

หมด

(เกดไดกรณทนำาเคลอนทจากนำาตน -> นำาลก)

9

[34] รปท 35 แสดงการเกดมมวกฤต และการสะทอนกลบหมด

คลนนำาชดหนงเคลอนทจากบรเวณนำาลกไปยงบรเวณนำาตน

แลวไมเบยงเบน ถาความยาวคลนในเขตนำาลกยาว 1 เซนตเมตร

ความยาวคลนในเขตนำาตนยาว 0.75 เซนตเมตร ความเรวคลนใน

เขตนำาลกมคาเปนกเทาของความเรวในเขตนำาตน

วธทำา จากโจทย 1 = 1 cm = 0.01 m

2 = 0.75 cm = 0.0075 m

v1 = ?v2

จาก = =

จะได =

อตราเรวคลนนำาในเขตนำาลกเปน เทาของอตราเรวคลน

ในนำาตน

١٠

คลนนำาเสนตรงในถาดคลนเคลอนทจากบรเวณ (1) ไป

บรเวณ (2) ซงมความลกตางกน

การหกเหมลกษณะดงรป ถาแหลงกำาเนดคลนมความถเปน 6

เฮรตซ และหนาคลนนำาทอยถดกนในบรเวณ(1)

หางกน 0.02 เมตร จงหาอตราเรวของคลนนำาในบรเวณ (2)

วธทำา จากโจทย 1= 45°

2= 30 °

1 = 0.02 m

v2 = ?

จาก =

อตราเรวของคลนนำาในบรเวณ (2) มคาเทากบ

0.085 เมตร/วนาท

١١

แบบทดสอบหลงเร ยน

1. จากรป แสดงการสะทอนของคลนในเสนเชอก โดยปลายขาง

หนงของเชอกผกตดกบกำาแพง

เมอคลนตกกระทบกบกำาแพง คลนสะทอนจะเกดขน ดงรปใด?

ก ข

ค ง

2. คลนนำาหนาตรงเคลอนทเขากระทบผวสะทอนราบเรยบจะเกด

การสะทอนขน คลนนำาทสะทอนออกมามเฟสเปลยนไปกองศา?

ก. 0°

ข. 90°

ค. 180°

ง. 270°

3. คลนผวนำาเคลอนทจากนำาตนเขาสนำาลก พบวาอตราเรวของ

คลนเพมเปน 2 เทาของเดม ถามมตกกระทบมขนาด 30 องศา มม

หกเหมขนาดเทาใด?

ก. 45 องศา

ข. 53 องศา

ค. 60 องศา

ง. 90 องศา

4.ขอความใดกลาวผด

ก. การสะทอนของคลนนำาความยาวคลนไมเปลยน

ข. การสะทอนของคลนเชอกปลายอสระไมเปลยน

ค. การหกเหของคลนอตราเรวเปลยน

ง. การหกเหเกดขนไดในตวกลางเดยวกน

١٢

5.เมอคลนผวนำาเคลอนทจากบรเวณนำาลกเขาสบรเวณนำาตน โดย

มหนาคลนขนานกบรอยตอของนำาลกและนำาตน ขอความใดกลาว

ถกตอง

ก. ความถลดลง

ข. ความยาวคลนเปลยนแปลง

ค. อตราเรวคงท

ง. ทศทางไมเปลยนแปลง

١٣

บรรณานกรม

สงเสรมการเรยนการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย, สถาบน.

หนงส อเร ยนว ชาฟส กส เล ม ٥

ว.٤٢١. กร งเทพ : โรงพมพคร สภาลาดพราว, ٢٥٤٥

http://th.wikipedia.org/wiki

http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/284/6

/wave/refraction.html

http://www.rmutphysics.com/charud/scibook/mythphysics/

picture/K-wave/5.gif

http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html

http://www.trsc.ac.th/physic56/physic_5_1/5_1_00010.doc

http://kanchanapisek.or.th/kp9/physics/lessonplan.html

http://www.youtube.com/watch?v=oJKPexW8THo

http://www.youtube.com/watch?v=-

rzfj6NfMy4&feature=related

http://www.youtube.com/results?search_query

http://www.kr.ac.th/ebook/supatra/t3.html

14เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน

1. จากรป แสดงการสะทอนของคลนในเสนเชอก โดยปลายขาง

หนงของเชอกผกตดกบกำาแพง

เมอคลนตกกระทบกบกำาแพง คลนสะทอนจะเกดขน ดงรปใด?

ก ข

ค ง

2. คลนนำาหนาตรงเคลอนทเขากระทบผวสะทอนราบเรยบจะเกด

การสะทอนขน คลนนำาทสะทอนออกมามเฟสเปลยนไปกองศา?

ก. 0°

ข. 90°

ค. 180°

ง. 270°

3. คลนผวนำาเคลอนทจากนำาตนเขาสนำาลก พบวาอตราเรวของ

คลนเพมเปน 2 เทาของเดม ถามมตกกระทบมขนาด 30 องศา มม

หกเหมขนาดเทาใด?

ก. 45 องศา

ข. 53 องศา

ค. 60 องศา

ง. 90 องศา

4.ขอความใดกลาวผด

ก. การสะทอนของคลนนำาความยาวคลนไมเปลยน

ข. การสะทอนของคลนเชอกปลายอสระไมเปลยน

ค. การหกเหของคลนอตราเรวเปลยน

ง. การหกเหเกดขนไดในตวกลางเดยวกน

١٥

5.เมอคลนผวนำาเคลอนทจากบรเวณนำาลกเขาสบรเวณนำาตน โดย

มหนาคลนขนานกบรอยตอของนำาลกและนำาตน ขอความใดกลาว

ถกตอง

ก. ความถลดลง

ข. ความยาวคลนเปลยนแปลง

ค. อตราเรวคงท

ง. ทศทางไมเปลยนแปลง