เมื่อคุณไปที่ชายหาดคุณเคยสังเกตเห็นคลื่นที่ซัดเข้ามาหรือไม่? การเคลื่อนที่ของคลื่นมักเรียกว่าคลื่นน้ำทะเล แต่ปรากฎว่าคลื่นไม่เพียง แต่พบในน้ำทะเลเท่านั้น เราได้ยินได้เพราะหูของเรารับคลื่นเสียง แต่คุณเคยคิดถึงความแตกต่างของการสั่นสะเทือนและคลื่นหรือไม่?
ทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันและบางครั้งก็ยากที่จะแยกแยะ แต่ในบทความนี้จะกล่าวถึงความแตกต่างระหว่างการสั่นสะเทือนและคลื่น
การสั่นสะเทือน
การสั่นสะเทือนคือการเคลื่อนที่ไปมารอบ ๆ สภาวะสมดุล สภาวะสมดุลที่อ้างถึงในที่นี้คือสถานะที่วัตถุหยุดนิ่งหากไม่มีแรงกระทำต่อวัตถุ
ลองดูภาพด้านล่าง
สมมติว่ามีลูกตุ้มแขวนอยู่ จากนั้นพับลูกตุ้มไปที่จุด A แล้วปล่อยดังภาพ จะเห็นได้ว่าลูกตุ้มแกว่งไปมาผ่านจุดสมดุล B ลูกตุ้มจะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอจนกว่าจะอ่อนตัวและหยุดลง
(อ่านเพิ่มเติม: รู้จักคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสเปกตรัม)
การเคลื่อนที่ไปมาปกติของวัตถุที่ผ่านจุดสมดุลเรียกว่าการสั่นสะเทือน สมมติว่าในตอนแรกลูกตุ้มอยู่ในตำแหน่งสมดุลที่จุด B จากนั้นลูกตุ้มจะงอไปที่จุด A แล้วปล่อยออกมา
เมื่อลูกตุ้มเดินทางไปยังจุด ABCBA การเคลื่อนที่ของลูกตุ้มจะเรียกว่าการสั่นสะเทือน เมื่อลูกตุ้มเดินทางไปชี้ ABC การเคลื่อนที่ของลูกตุ้มเรียกว่าการสั่นสะเทือนครึ่งหนึ่ง
คลื่น
ในขณะเดียวกันคลื่นคือการสั่นสะเทือนที่แพร่กระจาย ในทางตรงกันข้ามกับการสั่นสะเทือนที่การเคลื่อนที่มีศูนย์กลางอยู่ที่จุดสมดุลคลื่นจะเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ดูภาพด้านล่าง
ภาพด้านบนแสดงให้เห็นเด็กคนหนึ่งผูกปลายเชือกกับกิ่งไม้ จากนั้นเด็กจะสั่นปลายอีกด้านของเชือกขึ้นและลงอย่างสม่ำเสมอ จะเห็นได้ว่าเมื่อเวลาผ่านไปการสั่นสะเทือนจะแพร่กระจายไปตามเชือกจนกระทั่งถึงปลายเชือกที่มัดและก่อตัวเป็นคลื่น จากภาพประกอบนี้เราได้คำจำกัดความว่าการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนเรียกว่าคลื่น
ขึ้นอยู่กับทิศทางของการแพร่กระจายและทิศทางของการสั่นสะเทือนคลื่นแบ่งออกเป็นสองประเภทคือคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาว
คลื่นตามขวางคือคลื่นที่มีทิศทางการแพร่กระจายตั้งฉากกับทิศทางของการสั่นสะเทือนดังตัวอย่างข้างต้น จะเห็นได้ว่าคลื่นที่เกิดบนเชือกเป็นคลื่นตามขวางซึ่งทิศทางการแพร่กระจายจะตั้งฉากกับทิศทางของการสั่นสะเทือน มีหลายตัวอย่างของคลื่นตามขวาง ได้แก่ คลื่นบนเชือกและคลื่นแสง
ในขณะเดียวกันคลื่นตามยาวคือคลื่นที่มีทิศทางการแพร่กระจายขนานกับทิศทางของการสั่นสะเทือน สมมติว่าสปริงที่มีปลายด้านหนึ่งถูกผูกไว้ในแนวนอนอยู่ในสภาวะสมดุล จากนั้นสปริงจะถูกดึงและคลายออกทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและคลื่นที่เกิดขึ้นในสปริง จะเห็นได้ว่าคลื่นที่ก่อตัวบนสปริงเป็นคลื่นตามยาวซึ่งทิศทางการแพร่กระจายขนานไปกับทิศทางของการสั่นสะเทือน
ตัวอย่างคลื่นตามยาวคือคลื่นในน้ำพุและคลื่นเสียง
