การเลี้ยวเบนของคลื่น

การเลี้ยวเบนของคลื่น

        เมื่อสิ่งกีดขวางการเคลื่อนที่ของคลื่นบางส่วน จะพบว่ามีคลื่นส่วนหนึ่งแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางดังรูป 1 การที่มีคลื่นปรากฏอยู่ทางด้านหลังของแผ่นกั้นคลื่นในบริเวณนอกทิศทางเดิมของคลื่นเช่นนี้ เรียกว่า   การเลี้ยวเบนของคลื่น

     เมื่อคลื่นผ่านสิ่งกีดขวาง ซึ่งมีช่องเปิดแคบๆ ที่เรียกว่า สลิต การเลี้ยวเบนจะเกิดมาก ถ้าสลิตมีความกว้างเท่ากับ หรือน้อยกว่าความยาวคลื่น จะแผ่ออกจากสลิตเสมือนเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวงกลมดังรูป 2

แหล่งข้อมูล :
http://www.kpsw.ac.th/teacher/piyaporn/page3.htm

           ถ้าสิ่งกีดขวางมีสลิตสองช่องโดยแต่ละช่องของสลิตแคบมาก สลิตทั้งสองจะเป็นเสมือนแหล่งกำเนิดคลื่นวงกลม จึงเกิดการแทรกสอดของคลื่น ที่เกิดจากสลิตทั้งสองนับได้ว่าเป็นการแทรกสอดที่เกิดจาก   การเลี้ยวเบนดังรูป 3

แหล่งข้อมูล :
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/115/particle-wave.htm

      จากการที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านสลิตแคบ ๆ แล้วแผ่ออกเป็นคลื่นวงกลม จึงดูเสมือนว่าเป็นคลื่นที่ออกมาจากแหล่งกำเนิดคลื่นวงกลม ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้โดยใช้หลักการของฮอยเกนส์ ซึ่งกล่าวว่า “แต่ละจุดบนหน้าคลื่นสามารถถือได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นใหม่ที่ให้กำเนิดคลื่น ซึ่งเคลื่อนที่ออกไปทุกทิศทุกทาง ด้วยอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของคลื่นคลื่นเดิมนั้น”

          หลักการของฮอยเกนส์  สรุปได้ว่า ทุกๆจุดบนหน้าคลื่น ถือได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นใหม่ซึ่งทำให้เกิดคลื่นวงกลมที่มีเฟสเดียวกัน เคลื่อนที่ไปในทิศเดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเดิม  ดังรูป  4 ก. แสดงหน้าคลื่นเส้นตรง และ รูป 4 ข. แสดงหน้าคลื่นวงกลม

รูป 4  แสดงการที่หน้าคลื่นซึ่งเกิดจากคลื่นวงกลมเล็กๆ ทำให้เกิดหน้าคลื่นใหม่ขนานกับหน้าคลื่นเดิม

 

           จากการศึกษาเรื่องคลื่น จะเห็นว่าคลื่นมีสมบัติสำคัญ ได้แก่การสะท้อนของคลื่น  การหักเหของคลื่น  การแทรกสอดของคลื่น และการเลี้ยวเบนของคลื่น คลื่นอื่นๆ ที่นอกเหนือไปจากคลื่นผิวน้ำที่กล่าวในบทนี้จะมีสมบัติเช่นเดียวกัน

 

แหล่งข้อมูล  :

http://www.find-docs.com/ตัวอย่างโจทย์เรื่องคลื่น-doc.html