คลื่นผิวน้ำ

คลื่นผิวน้ำ

คลื่นน้ำเกิดจากการรบกวนแหล่งกำเนิด  คลื่นที่เกิดขึ้นจะ่แผ่กระจายไปบนผิวน้ำ โดยน้ำเป็นตัวกลาง
พิจารณาที่ผิวน้ำเมื่อเวลาผ่านไปครบหนึ่งคาบ  ผิวน้ำจะเคลื่อนที่ขึ้นลงโดยโมเลกุลน้ำจะเคลื่อนที่วนเป็นวงกลมแนวดิ่งได้หนึ่งรอบ และถ้าคลื่นไม่มีการสูญเสียพลังงาน แอมพลิจูดของคลื่นจะมีค่าคงตัว จึงกล่าวได้ว่า ผิวน้ำมีการเคลื่อนที่แบบ  ฮาร์มอนิกอย่างง่ายครบหนึ่งรอบพอดี โดย ณ เวลาหนึ่งผิวน้ำจะอยู่ที่ตำแหน่งหนึ่งของรอบ จึงเรียกว่า เฟสของคลื่น

รูปแสดงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลผิวน้ำ ขณะคลื่นเคลื่อนที่ผ่านไป

ภาพเคลื่อนไหวแสดงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลผิวน้ำ ขณะคลื่นเคลื่อนที่ผ่านไป

เมื่อผิวน้ำเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบ  คลื่นผิวน้ำจะเคลื่อนที่ผ่านไปได้หนึ่งลูก หรือได้ระยะทางเท่ากับหนึ่งความยาวคลื่น ถ้าคลื่นผิวน้ำมีความถี่ f   ดังนั้นใน 1 วินาที คลื่นผิวน้ำจะเคลื่อนที่ได้ระยะทาง f ซึ่งก็คือ อัตราเร็วคลื่น v    จึงได้สมการการเคลื่อนที่ของคลื่น

สมการอัตราเร็วคลื่นในแนวเส้นตรง หรือเรียกว่าความเร็วเฟส  คือ

 

อัตราเร็วของคลื่นผิวน้ำ ขึ้นอยู่กับความลึกของน้ำ