ความแตกต่างระหว่างคลื่นนิ่งและคลื่นเคลื่อนที่ (พร้อมตาราง)

ฟิสิกส์ถือว่าคลื่นเป็นการรบกวนที่เกิดขึ้นในหนึ่งหรือหลายสาขา ค่าของสนามแกว่งในลักษณะซ้ำๆ ในสภาวะสมดุลคงที่

คลื่นเครื่องกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นทั่วไปที่ศึกษาในวิชาฟิสิกส์ อันที่จริงแล้วคลื่นคือการขนส่งพลังงานโดยไม่มีการขนส่งของตัวกลาง

โดยทั่วไปแล้ว คลื่นมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ให้ระบุโดยใช้สื่อเพื่อทำความเข้าใจลักษณะของคลื่น คลื่นถูกกำหนดให้เป็นคลื่นรบกวนที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

รูปคลื่นเมื่อยืดจากปลายข้างหนึ่งไปอีกข้างหนึ่ง จะยังคงอยู่ในตำแหน่งพัก หากอนุภาคถูกย้ายระหว่างตำแหน่งพัก มันจะก่อตัวเป็นคลื่นและเริ่มเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

ลักษณะของอนุภาคทำให้เคลื่อนที่ขึ้นหรือลง บางครั้งไปข้างหน้าหรือข้างหลัง การเคลื่อนที่ของคลื่นในทิศทางใด ๆ เรียกว่าพัลส์

ชีพจรคือการรบกวนเพียงครั้งเดียวที่เคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง หากคลื่นเคลื่อนที่ไปมาอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดการกระเพื่อมในตัวกลางและเรียกว่าคลื่น

ในทางฟิสิกส์ คลื่นที่สังเกตและวิเคราะห์มีอยู่สองประเภท อันหนึ่งคือคลื่นนิ่งและอีกอันคือคลื่นเดินทาง

เครื่องเขียนกับคลื่นเดินทาง

ความแตกต่างระหว่างคลื่นนิ่งและคลื่นเดินทางคือ คลื่นนิ่งไม่ขนส่งพลังงานใด ๆ ในขณะที่คลื่นเดินทางมีคุณสมบัติในการลำเลียงพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

Traveling Waves คืออะไร?

คลื่นเดินทางเป็นคลื่นที่มีการรบกวนซึ่งเคลื่อนที่ไปตามตัวกลาง มันขนส่งพลังงานจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง

คลื่นเคลื่อนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ คลื่นเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่รบกวนอนุภาคถัดไปที่อยู่ติดกับมัน

การกระจัดของอนุภาคสถิตจากสมดุลไปสู่การเคลื่อนที่ทำให้คลื่นเคลื่อนที่ สังเกตคลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง โดยที่ยอดจะเคลื่อนที่จากอนุภาคหนึ่งไปอีกอนุภาคหนึ่ง

ยอดตามมาด้วยรางและวงจรจะดำเนินต่อไป รูปแบบคลื่นที่ชัดเจนที่สังเกตได้เรียกว่าคลื่นไซน์

คลื่นไซน์จะคงอยู่จนกว่าจะมีการแนะนำคลื่นอื่นที่มีความถี่ต่างกันในตัวกลาง การเคลื่อนที่ของคลื่นจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง การลำเลียงพลังงานนั้นเรียกว่าคลื่นเดินทาง

คลื่นการเดินทางจะเกิดขึ้นเมื่อไม่ได้ถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่ที่กำหนด ดังนั้น คลื่นการเดินทางจึงก่อตัวขึ้นและจะมีการเคลื่อนที่ในระยะเวลาอันสั้น

จากตัวอย่างคลื่นทะเล คลื่นเริ่มเคลื่อนตัวต่อไปที่คลื่นอีกลูกหนึ่งเผชิญหน้ากัน พวกเขาทั้งสองรวมกันและเดินทางไปในทิศทางที่ต่างกันซึ่งถูกคลื่นลูกอื่นเผชิญหน้าอีกครั้งในฝั่งตรงข้าม

เป็นที่เข้าใจกันว่าลักษณะที่แท้จริงของคลื่นเดินทางนั้นยากต่อการตรวจสอบ เนื่องจากอนุภาคยังคงเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่อยู่ภายใต้

ความแตกต่างหลักระหว่างคลื่นนิ่งและคลื่นเดินทาง

1. ดิ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคลื่นนิ่งและคลื่นเดินทาง คือ เครื่องเขียนไม่มีพลังงานในขณะที่คลื่นเดินทางนำพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
2. คลื่นเคลื่อนที่จะสั่นด้วยแอมพลิจูดต่างกันในขณะที่คลื่นเคลื่อนที่จะสั่นด้วยแอมพลิจูดเท่ากัน
3. ความแตกต่างของเฟสระหว่างอนุภาคสองตัวของคลื่นนิ่งคือค่าระหว่าง 0 และ pi ในขณะที่ในกรณีของคลื่นเดินทาง ค่าจะอยู่ระหว่าง 0 ถึง 2pi
4. โปรไฟล์คลื่นของคลื่นนิ่งประกอบด้วยลูปในขณะที่โปรไฟล์คลื่นของคลื่นเดินทางประกอบด้วยยอดและราง
5. คลื่นนิ่งสามารถเกิดขึ้นที่ความยาวคลื่นและความถี่เฉพาะ ในขณะที่คลื่นเดินทางสามารถเกิดขึ้นที่ความถี่และความยาวคลื่นใดก็ได้

บทสรุป

ศึกษาคลื่นเพื่อใช้ปรากฏการณ์ในคลื่นประเภทต่างๆ ที่มีอยู่จริงในโลก คลื่นมีอยู่ทุกที่ คลื่นที่ผู้คนพบเจอทุกวัน ไม่ว่าจะเป็นไมโครเวฟ คลื่นน้ำ คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแสง ทั้งหมดนี้ใช้ได้กับทฤษฎีคลื่นธรรมดา ปรากฏการณ์คล้ายคลื่นทำให้ทราบชัดเจนว่าพลังงานเดินทางผ่านตัวกลางอย่างไร

จะต้องเข้าใจ ณ จุดนี้ว่าคลื่นขนส่งพลังงานไม่ใช่สสาร หลอดไฟส่งพลังงานแสงเพื่อทำให้สถานที่สว่าง ไม่ขนส่งสารอื่นใด การศึกษาความแตกต่างระหว่างเครื่องเขียนกับคลื่นการเดินทางทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่ไม่รู้จักมากมายที่ยังคงมีอยู่ในชีวิตประจำวัน

1. https://yakari.polytechnique.fr/Django-pub/documents/matteo2004rp-1pp.pdf
2. https://arxiv.org/pdf/0901.1026
3. https://arxiv.org/pdf/patt-sol/9701007