การแทรกสอดของคลื่น (Interference of waves) เป็นการรวมกันของคลื่นที่เดินทางในทิศทางเดียวกัน คลื่นที่เดินทางมารวมกันจะเกิดการเสริมหรือหักล้างกันขึ้นอยู่กับเฟสของคลื่น ณ จุดที่เกิดการรวมกัน
เงื่อนไขการแทรกสอด
การแทรกสอดจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคลื่นที่เดินทางมารวมกันมีคุณสมบัติเหมือนกัน ดังนี้
- คลื่นต้องเดินทางในทิศทางเดียวกัน
- คลื่นต้องมีความยาวคลื่นเท่ากัน
- คลื่นต้องมีเฟสเท่ากัน หรือต่างกันเป็นจำนวนเต็มคูณด้วย 2π
ประเภทของการแทรกสอด
การแทรกสอดของคลื่นสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้
- การแทรกสอดแบบเสริม (Constructive interference) เกิดขึ้นเมื่อคลื่นที่เดินทางมารวมกันมีเฟสเหมือนกัน ส่งผลให้คลื่นที่รวมกันมีพลังงานมากขึ้น
- การแทรกสอดแบบหักล้าง (Destructive interference) เกิดขึ้นเมื่อคลื่นที่เดินทางมารวมกันมีเฟสต่างกัน 180 องศา ส่งผลให้คลื่นที่รวมกันมีพลังงานเป็นศูนย์
ตัวอย่างการแทรกสอดของคลื่น
การแทรกสอดของคลื่นสามารถพบเห็นได้ทั่วไปในธรรมชาติและชีวิตประจำวัน เช่น
- คลื่นน้ำที่กระทบกับโขดหิน
- แสงจากดวงดาวที่เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ
- ฟิล์มน้ำมันบนผิวน้ำ
- แผ่นเสียง
- เลเซอร์
สมการการแทรกสอด
สมการการแทรกสอดของคลื่นสามารถใช้คำนวณความเข้มของคลื่นที่รวมกันได้จากสมการดังนี้
1 | I = I1 + I2 + 2√(I1 * I2) * cos(θ) |
โดยที่
- I คือ ความเข้มของคลื่นที่รวมกัน
- I1 และ I2 คือ ความเข้มของคลื่นที่เดินทางมารวมกัน
- θ คือ ความแตกต่างของเฟสระหว่างคลื่นที่เดินทางมารวมกัน
การประยุกต์ใช้การแทรกสอดของคลื่น
การแทรกสอดของคลื่นสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ เช่น
- การวัดระยะทาง เช่น การวัดระยะทางของดาวฤกษ์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์
- การสร้างเครื่องออปติคัล เช่น เลนส์ กระจก และฟิลเตอร์
- การสร้างวัสดุใหม่ๆ เช่น วัสดุที่มีคุณสมบัติในการสะท้อนแสงหรือดูดซับแสง
สรุป
การแทรกสอดของคลื่นเป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นที่เดินทางมารวมกันเกิดการเสริมหรือหักล้างกัน ขึ้นอยู่กับเฟสของคลื่น ณ จุดที่เกิดการรวมกัน การแทรกสอดของคลื่นสามารถพบเห็นได้ทั่วไปในธรรมชาติและชีวิตประจำวัน และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ ได้มากมาย