จำแนกโดยใช้ตัวกลาง แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
- คลื่นกล (mechanical wave) คือ คลื่นที่อาศัยตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน หรือคลื่นที่ใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นผิวน้ำ คลื่นแผ่นดินไหว คลื่นในเส้นเชือก คลื่นในสปริง คลื่นเสียง
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic wave) คือ คลื่นที่ไม่อาศัยตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน หรือคลื่นที่ไม่ใช้ตัวกลางในการเคลื่อนที่ ได้แก่ คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสงที่มองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา
จำแนกตามลักษณะการสั่นของแหล่งกำเนิด แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
- คลื่นตามขวาง (transverse wave) คือ คลื่นที่เกิดจากอนุภาคของตัวกลาง เคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นผิวน้ำ คลื่นในเส้นเชือก คลื่นในสปริง (แบบสบัดขึ้นลง) คลื่นแผ่นดินไหวแบบ S (S-wave) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
- คลื่นตามยาว (longitudinal wave) คือ คลื่นที่เกิดจากอนุภาคของตัวกลาง เคลื่อนที่ไปมาในแนวเดียวกับแนวการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง คลื่นในสปริง (แบบอัด-ขยาย) คลื่นแผ่นดินไหวแบบ P (P-wave)
สันคลื่น (crest) เป็นตำแหน่งสูงสุดของคลื่น จากระดับเดิม
ท้องคลื่น (trough) เป็นตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น จากระดับเดิม
แอมพลิจูด (amplitude) สัญลักษณ์ A เป็นขนาดของการกระจัดที่มีค่ามากที่สุด บอกถึงพลังงานของคลื่น
ความยาวคลื่น (wavelength) สัญลักษณ์ อ่านว่า แลมบ์ดา-lambda เป็นความยาวของคลื่นหนึ่งลูก
ความถี่ (frequency) สัญลักษณ์ f คือ จำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดๆ หนึ่ง ในหนึ่งหน่วยเวลา หรือจำนวนรอบที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ใน 1 วินาที หน่วย รอบต่อวินาที หรือ เฮิรตซ์ (Hz)
คาบ (period) สัญลักษณ์ T คือ ช่วงเวลาที่คลื่น 1 ลูก เคลื่อนที่ผ่านตำแหน่งใดๆ หรือเวลาที่คลื่นใช้ในการเคลื่อนที่ครบ 1 รอบ หน่วย วินาที (s)
อัตราเร็วคลื่น (wave speed) สัญลักษณ์ v คือ ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา หน่วย เมตรต่อวินาที (m/s)
1. การสะท้อน (reflection) : รังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนอยู่บนระนาบเดียวกัน มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน ตัวอย่าง การหาอาหารของค้างคาว การรับส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม
2. การหักเห (refraction) : เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน โดยมีความถี่คงที่ แต่อัตราเร็ว ความยาวคลื่น แอมพลิจูด เปลี่ยน ตัวอย่าง การเกิดฟ้าแลบโดยไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง
3. การแทรกสอด (interference) : คลื่น 2 ขบวนคลื่นที่มาเจอกัน เกิดการแทรกสอดแบบเสริมและการแทรกสอดแบบหักล้าง ตัวอย่าง ได้ยินเสียงดัง-เสียงค่อยในตำแหน่งที่ต่างกัน
4. การเลี้ยวเบน (diffraction) : สามารถอ้อมผ่านไปด้านหลังของสิ่งกีดขวางได้ ตัวอย่าง การได้ยินเสียงของคนจากมุมตึก
บีตส์ (beats) เป็นการรวมกันของคลื่นเสียงจากแหล่งกำเนิด 2 แหล่ง ที่มีความถี่ต่างกันเล็กน้อย ส่งผลให้เกิดเสียงดังค่อยเป็นจังหวะสลับกัน ใช้ในการเทียบเสียงของเครื่องดนตรีให้มีความถี่เท่ากับความถี่มาตรฐานของเสียงดนตรีที่ต้องการ
เสียง เกิดจากการสั่นวัตถุ ทำให้โมเลกุลของอากาศ (ตัวกลาง) เกิดการอัด-ขยาย
- อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ จึงเป็นคลื่นกล
- โมเลกุลอากาศสั่นในทิศเดียวกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง จึงเป็นคลื่นตามยาว
4.1 ระดับเสียง ขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียง
ระดับเสียงสูง เป็นเสียงที่มีความถี่มาก เรียก เสียงแหลม
ระดับเสียงต่ำ เป็นเสียงที่มีความถี่น้อย เรียก เสียงทุ้ม
มนุษย์สามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่ 20-20,000 เฮิรตซ์
เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ เรียก อินฟราซาวด์ (infrasound)
เสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ เรียก อัลตราซาวด์ (ultrasound)
4.2 ความดัง ขึ้นอยู่กับความเข้มและระดับความเข้มเสียง
ความเข้มเสียง (sound intensity) คือ พลังงานเสียงที่ตกตั้งฉากบนหนึ่งหน่วยพื้นที่ในหนึ่งหน่วยเวลา หน่วย วัตต์ต่อตารางเมตร (W/m2)
เสียงที่ได้ยินมีช่วงความเข้มที่กว้าง จึงวัดความดังเป็น ระดับความเข้มเสียง (sound intensity level) หน่วย เดซิเบล (dB)
มนุษย์สามารถได้ยินเสียงที่มีความเข้ม 10-12 – 1 W/m2
มนุษย์สามารถได้ยินเสียงที่มีระดับความเข้ม 0 – 120 dB
ระดับความเข้มเสียงที่ปลอดภัยต้องไม่เกิน 85 เดซิเบล (dB) และได้ยินติดต่อกันไม่เกินวันละ 8 ชั่วโมง (องค์การอนามัยโลก)
เสียงที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อหูและสภาพจิตใจของผู้ฟัง ถือว่าเป็น มลภาวะของเสียง (noise pollution)
4.3 คุณภาพเสียง บอกลักษณะของเสียง ช่วยระบุแหล่งกำเนิดของเสียงที่แตกต่างกันได้
มีสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตั้งฉากกัน และตั้งฉากกับทิศของความเร็วของคลื่น
ประกับด้วย คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสงที่มองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา เรียก สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic spectrum)
มีความเร็วคงตัวในสุญญากาศ เท่ากับ 3.0x108 m/s
Credits:
Created with images by qimono - "water drop liquid" • steinchen - "elbe beach wave sand" • haemengine - "Graded Waves" • eduard lefler - "***" • shaire productions - "Swirly Tiles" • Didgeman - "microphone mixer cable" • Taken - "plug audio jack" • Pexels - "sound volume stereo" • Pexels - "piano music still life"