ความแตกต่างระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (พร้อมตาราง)

สำหรับผู้สนใจรักฟิสิกส์ คลื่นต่างๆ และคุณลักษณะของคลื่นต่างๆ อาจมีความชัดเจน แต่สำหรับคนอื่นๆ ความแตกต่างระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอาจไม่ง่ายนักที่จะเข้าใจ อย่างไรก็ตาม คลื่นทั้งสองประเภทมีความแตกต่างกันในหลายๆ ด้าน แม้ว่าคลื่นทั้งสองนี้จะแพร่กระจายพลังงานรอบตัวเราก็ตาม

คลื่นกลกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือคลื่นกลไม่สามารถเดินทางโดยไม่มีตัวกลางได้ในขณะที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้โดยใช้ตัวกลางใด ๆ

ความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงอีกประการระหว่างทั้งสองคือระยะทางที่คลื่นกลเดินทางขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของตัวกลางที่ใช้ในขณะที่ลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการกระทำของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า

คลื่นทั้งสองประเภทนี้ก็มีความเร็วแตกต่างกันไป คลื่นกลเดินทางช้ากว่าคลื่นไฟฟ้าที่เดินทางเร็วเท่ากับแสงมาก ตัวอย่างของคลื่นกลคือคลื่นเสียง ในขณะที่ไมโครเวฟและคลื่นวิทยุเป็นตัวอย่างของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ตารางเปรียบเทียบระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ในรูปแบบตาราง)

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	คลื่นกล	คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ปานกลาง	ไม่สามารถเดินทางได้โดยไม่มีสื่อ	เดินทางได้โดยไม่ต้องใช้คนกลาง
ปัจจัยที่ส่งผลต่อ	ความยืดหยุ่นและความเฉื่อย	สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า
ความเร็ว	เดินทางด้วยความเร็วปานกลาง	เดินทางด้วยความเร็วแสง
ประเภท	ตามขวางและตามยาว	เฉพาะขวาง
ตัวอย่าง	คลื่นเสียง คลื่นผิวน้ำ	ไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ ฯลฯ

คลื่นกลคืออะไร?

ตามคำจำกัดความ คลื่นกลคือคลื่นที่เป็นผลมาจากการสั่นของสสารและการเคลื่อนที่ของพวกมันคือสิ่งที่นำพาคลื่นไปข้างหน้า นอกจากนี้ยังหมายความว่าคลื่นกลมักต้องการตัวกลางในการเดินทางและไม่สามารถเดินทางในสุญญากาศได้

ดังนั้น คลื่นกลสามารถกักเก็บความเร็วที่จำกัดความเร็วของตัวกลาง และสามารถเคลื่อนที่ได้เฉพาะในทิศทางที่ตัวกลางพาไปเท่านั้น คลื่นประเภทนี้ยังต้องการพลังงานเริ่มต้นในการเริ่มการเคลื่อนไหว

คลื่นกลสามารถมีได้สามประเภท คือ คลื่นตามยาว แนวขวาง และคลื่นพื้นผิว คลื่นตามยาวเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคของตัวกลางสั่นขนานกับทิศทางไปข้างหน้าของคลื่น

คลื่นตามขวางเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคของคลื่นสั่นสะเทือนในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนไหวในขณะที่คลื่นพื้นผิวเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ที่ส่วนต่อประสานของตัวกลางสองตัว ตัวอย่างของคลื่นพื้นผิวคือระลอกคลื่นในแหล่งน้ำ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลมาจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งส่งผลต่ออนุภาคอื่นๆ รอบตัว ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่มีอนุภาคใดสั่น แต่โฟตอนเองแพร่กระจายและสร้างคลื่น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นไปตามกฎสี่ข้อของแมกซ์เวลล์

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางชี้ไปที่ 90 องศาซึ่งกันและกัน ทิศทางของสนามเหล่านี้ยังตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของพลังงานและคลื่นด้วย

เนื่องจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีอนุภาคใดๆ และมีเพียงสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่สั่น พวกมันจึงไม่ต้องการตัวกลางใดๆ ในการแพร่กระจาย พวกมันสามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้ ความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นเร็วเท่ากับความเร็วแสง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกควบคุมโดยกฎของควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์

กล่าวอีกนัยหนึ่ง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยโฟตอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุซึ่งสามารถเดินทางด้วยความเร็วแสง คลื่นเหล่านี้แพร่กระจายพลังงาน โมเมนตัม และโมเมนตัมเชิงมุมออกจากแหล่งกำเนิด

เมื่อโฟตอนเหล่านี้เคลื่อนออกจากแหล่งกำเนิดของมัน โฟตอนก็ไม่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้โฟตอนเคลื่อนที่ต่อไป และด้วยเหตุนี้จึงสร้างสิ่งที่เรียกว่าทุ่งไกล สนามที่ล้อมรอบประจุหลักที่สร้างคลื่นในตอนแรกเรียกว่าสนามใกล้

ความแตกต่างหลักระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

บทสรุป

ทั้งคลื่นเครื่องกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแหล่งของการแพร่กระจายพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ในบรรดาคลื่นประเภทต่างๆ ในฟิสิกส์ ทั้งสองเป็นคลื่นที่พบและอภิปรายกันมากที่สุด

ความแตกต่างหลัก ระหว่างคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือ คลื่นกลไม่สามารถเดินทางโดยไม่มีตัวกลางและสามารถเก็บความเร็วที่จำกัดความเร็วของตัวกลาง ในขณะที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้โดยใช้ตัวกลางใด ๆ และสามารถเดินทางด้วยความเร็วได้ ปิดไฟ.

คลื่นกลคือคลื่นที่เป็นผลมาจากการสั่นของสสาร และคลื่นชนิดนี้ยังต้องการพลังงานจำนวนเริ่มต้นในการเริ่มการเคลื่อนไหว ในขณะที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลมาจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งส่งผลต่ออนุภาคอื่นๆ รอบตัว

คลื่นกลสามารถมีได้สามประเภทคือคลื่นตามยาวตามขวางและคลื่นพื้นผิวในขณะที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเป็นคลื่นตามขวางเท่านั้น ตัวอย่างของคลื่นกลคือระลอกคลื่นในแหล่งน้ำ ในขณะที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ ไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ และรังสีอัลตราไวโอเลต

ระยะทางที่คลื่นกลเดินทางนั้นขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นและความเฉื่อยของตัวกลางที่ใช้ ในขณะที่ลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับการแสดงสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า คลื่นกลจะแพร่กระจายพลังงานภายในอนุภาคเท่านั้น ในขณะที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะกระจายพลังงาน โมเมนตัม และโมเมนตัมเชิงมุม