คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของชั้น หินในเปลือกโลก เมื่อชั้นหินกระทบกันทำเกิดคลื่นไหวสะเทือน (Seismic waves) เราเรียกจุดกำเนิดของคลื่นไหวสะเทือนว่า "ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว" (Focus) และเรียกตำแหน่งบนผิวโลกที่อยู่เหนือจุดกำเนิดของคลื่นแผ่นดินไหวว่า "จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหว" (Epicenter)​ ซึ่งมักจะใช้อ้างอิงด้วยพิกัดละติจูด/ลองจิจูด เมื่อเกิดแผ่นดินไหวจะเกิดคลื่นไหวสะเทือน 2 แบบ คือ คลื่นในตัวกลาง และคลื่นพื้นผิว

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

ศูนย์เกิดแผ่นดินไหว

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
1. คลื่นในตัวกลาง (Body wave) เดิน ทางจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกในทุกทิศทาง ในลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียงซึ่งเกินทางผ่านอากาศในทุกทิศทาง คลื่นในตัวกลางมี 2 ชนิด คือ คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และ คลื่นทุติยภูมิ (S wave)
คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
- คลื่นปฐมภูมิ (P wave) เป็นคลื่นตามยาวที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลาง โดยอนุภาคของตัวกลางนั้นเกิดการเคลื่อนไหวแบบอัดขยายในแนวเดียวกับที่คลื่นส่งผ่านไป คลื่นนี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เป็นคลื่นที่สถานีวัดแรงสั่นสะเทือนสามารถรับได้ก่อนชนิดอื่น โดยมีความเร็วประมาณ 6 – 7 กิโลเมตร/วินาที
คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
- คลื่นทุติยภูมิ (S wave) เป็นคลื่นตามขวางที่เกิดจากความไหวสะเทือนในตัวกลางโดยอนุภาคของตัวกลางเคลื่อนไหวตั้งฉากกับทิศทางที่คลื่นผ่าน มีทั้งแนวตั้งและแนวนอน คลื่นชนิดนี้ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น ไม่สามารถเดินทางผ่านของเหลว คลื่นทุติยภูมิมีความเร็วประมาณ 3 – 4 กิโลเมตร/วินาที

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และคลื่นทุติยภูมิ (S wave)

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
2. คลื่นพื้นผิว (Surface wave) เดิน ทางจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว (Epicenter) ไปทางบนพื้่นผิวโลก ในลักษณะเดียวกับการโยนหินลงไปในน้ำแล้วเกิดระลอกคลื่นบนผิวน้ำ คลื่นพื้นผิวเคลื่อนที่ช้ากว่าคลื่นในตัวกลาง คลื่นพื้นผิวมี 2 ชนิด คือ คลื่นเลิฟ (L wave) และคลื่นเรย์ลี (R wave)
คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
- คลื่นเลิฟ (L wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวราบ โดยมีทิศทางตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ดังภาพที่ 3 สามารถทำให้ถนนขาดหรือแม่น้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล
คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร
- คลื่นเรย์ลี (R wave) เป็นคลื่นที่ทำให้อนุภาคตัวกลางสั่น ม้วนตัวขึ้นลงเป็นรูปวงรี ในแนวดิ่ง โดยมีทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ดังภาพที่ 4 สามารถทำให้พื้นผิวแตกร้าว และเกิดเนินเขา ทำให้อาคารที่ปลูกอยู่ด้านบนเกิดความเสียหาย

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

   https://sites.google.com/site/geologicalphenomena2570/8

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

คอร์สเรียน

เกี่ยวกับเรา

OPENDURIAN

หน้าแรก

คอร์สเรียน

คลังข้อสอบ

คลังความรู้

เกี่ยวกับเรา

ล็อคอิน / สมัครสมาชิก

  • ม. ปลาย
  • /
  • O-NET วิทยาศาสตร์
  • /
  • O-NET วิทยาศาสตร์ ม.6 กุมภาพันธ์ 2554

ข้อ 85

85 of 90

ฝึกทำโจทย์แบบชิลๆ

น้องๆ สามารถเลือกทำโจทย์ได้ตามต้องการ ไม่มีการจับเวลา ไม่มีการนับคะแนน ตอบผิดแล้ว สามารถตอบใหม่ได้ สิ่งสำคัญ ก็คือ ควรทำความเข้าใจกับวิธีทำในเฉลยละเอียด การเรียนคณิตศาสตร์ให้ได้คะแนนดี ต้องเรียนด้วยการลองทำโจทย์เยอะๆ

เคล็ดลับจากติวเตอร์

ระหว่างอ่านเฉลย อย่าลืมมองหา "เคล็ดลับจากติวเตอร์" กรอบสีเขียว เพื่อเรียนวิธีลัด ตีโจทย์แตก เร็ว แวร๊ง!

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

(ภาพจาก https://blog.frontiersin.org/2017/12/08/new-launch-in-frontiers-in-earth-science-solid-earth-geophysics/)

ผู้อ่านทุกท่านคงเคยอ่านตำนานของนักภูมิศาสตร์ชาวกรีกโบราณนามว่า เอราทอสเทนีส(Eratosthenes) ที่ได้ทำการคำนวณขนาดของโลกโดยใช้ความรู้ด้านเรขาคณิต ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ และความยาวของเงาเสาหินที่เมืองอะเล็กซานเดรีย(Alexandria) กับเมืองไซอีน(Syene) จนรู้ว่าโลกมีเส้นรอบวงประมาณ 40,000 กิโลเมตรมาบ้างใช่ไหมครับ อัจฉริยภาพของเขาทำให้นักวิทยาศาสตร์มีตัวเลขที่น่าเชื่อถือว่าโลกของเรากว้างใหญ่ขนาดไหน ทั้งยังกระตุ้นต่อมช่างสงสัยของพวกเขาด้วยว่าระหว่างพื้นโลกด้านหนึ่งที่พวกเขายืนอยู่กับพื้นโลกด้านตรงข้ามมีอะไรคั่นอยู่ตรงกลางกันแน่ แล้วท่านผู้อ่านเคยสงสัยไหมว่าภาพจำลองของโลกในหนังสือเรียนที่แบ่งโลกออกเป็นชั้น ๆ ได้แก่ เปลือกโลก(Crust) แมนเทิล(Mantle) แก่นโลกชั้นนอก(Outer Core) และแก่นโลกชั้นใน(Inner Core) นั้นมีที่มาอย่างไร?

นักธรณีวิทยารู้มานานหลายศตวรรษแล้วว่าโลกไม่ได้ประกอบขึ้นจากดินและหินเพียงเท่านั้น ลึกลงไปใต้โลกน่าจะมีหินแข็งและธาตุหนักอย่างโลหะเกาะกลุ่มกันเป็นก้อนกลม ๆ ด้วยแรงโน้มถ่วง แต่คำถามของพวกเขาก็คือจะรู้โครงสร้างภายในของโลกอย่างถูกต้องและเป็นรูปธรรมได้อย่างไร เพราะพวกเขาไม่สามารถขุดหลุมสำรวจที่ลึกลงไปถึงแก่นโลกได้


คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

หลุม Kola Superdeep เป็นหลุมเจาะที่ลึกที่สุดในโลกที่ประเทศรัสเซีย มีความลึกประมาณ 12 กิโลเมตร
(ภาพจาก https://www.atlasobscura.com/places/kola-superdeep-borehole)

ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ซึ่งเป็นยุคที่ธุรกิจปิโตรเลียมกำลังเฟื่องฟูไปทั่วโลก บริษัทน้ำมันในยุคนั้นจึงต้องแข่งขันกันค้นหาและลงทุนขุดเจาะแหล่งน้ำมัน ส่งผลให้นักธรณีวิทยา นักฟิสิกส์ และวิศวกรต้องร่วมมือกันพัฒนาเทคโนโลยีสำรวจโครงสร้างใต้พิภพจนเกิดเป็นเสาหลักของวิชาธรณีฟิสิกส์ที่มีชื่อว่า การสำรวจด้วยคลื่นไหวสะเทือน(Seismic Exploration) นั่นเอง

ทฤษฎีการสำรวจด้วยคลื่นไหวสะเทือนอาศัยหลักการของสมการคลื่น(Wave Equation) ซึ่งมีพื้นฐานมาจากกฎข้อที่สองของนิวตัน เมื่อนักธรณีฟิสิกส์ต้องการสำรวจโครงสร้างใต้ดิน พวกเขาต้องมีแหล่งกำเนิดคลื่นไหวสะเทือน(Seismic Source) ซึ่งคลื่นดังกล่าวอาจถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์หรือเป็นคลื่นที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอย่างคลื่นแผ่นดินไหวก็ได้ ในกรณีที่นักธรณีฟิสิกส์ต้องการสร้างคลื่นด้วยตัวเอง พวกเขาอาจใช้ค้อน รถสร้างคลื่น ปืนอัดอากาศ หรือจุดระเบิดเพื่อสร้างคลื่นขึ้นมา เพราะยิ่งแหล่งกำเนิดคลื่นมีพลังงานมาก คลื่นก็ยิ่งเดินทางได้ลึก คลื่นเหล่านี้จะเดินทางเข้าสู่ตัวรับสัญญาณ(Receiver) และเครื่องบันทึกสัญญาณ(Recorder) เพื่อใช้ในการวิเคราะห์และแปลผลต่อไป

นักธรณีฟิสิกส์แบ่งคลื่นไหวสะเทือนออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
1. คลื่นตัวกลาง(Body Waves) หมายถึงคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านเนื้อของตัวกลาง ซึ่งตัวกลางในที่นี้คือเนื้อโลกนั่นเอง คลื่นประเภทนี้แบ่งได้อีก 2 ชนิด คือ

1.1 คลื่นปฐมภูมิ(Primary Wave หรือ P-Wave) เป็นคลื่นที่ทำให้ตัวกลางที่คลื่นเดินทางผ่านถูกอัดและขยายในทิศทางเดียวกันกับคลื่น อาจเรียกว่า Pressure Wave หรือ Longitudinal Wave ก็ได้

1.2 คลื่นทุติยภูมิ(Secondary Wave หรือ S-Wave) เป็นคลื่นที่ทำให้ตัวกลางเกิดการเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นคล้ายการสะบัดเชือก เป็นผลให้ตัวกลางถูกกระทำด้วยแรงเฉือน อาจเรียกว่า Shear Wave หรือ Traverse Wave ก็ได้

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

รูปแบบการเคลื่อนที่ของคลื่น P และคลื่น S


2. คลื่นพื้นผิว(Surface Waves) หมายถึงคลื่นที่เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของโลก คลื่นชนิดนี้อาจมีผลกระทบต่อสิ่งปลูกสร้างเมื่อเกิดแผ่นดินไหว แต่ในขั้นตอนการสำรวจโครงสร้างใต้ดินจะถือว่าคลื่นชนิดนี้เป็นคลื่นรบกวน(Noise) ที่ต้องถูกกรองออกในภายหลัง คลื่นประเภทนี้แบ่งได้อีก 2 ชนิด คือ

2.1 คลื่นเลิฟ(Love Wave) เป็นคลื่นที่ทำให้พื้นผิวโลกเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นในแนวนอนคล้ายกับงูที่กำลังเลื้อย

2.2 คลื่นเรย์ลีห์(Rayleigh Wave) เป็นคลื่นที่ทำให้พื้นผิวโลกเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นในลักษณะม้วนเป็นเกลียวคล้ายคลื่นทะเล

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

รูปแบบการเคลื่อนที่ของคลื่น Love และคลื่น Rayleigh
(ภาพจาก http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html)


คลื่นไหวสะเทือนทั้ง 4 ชนิดมีความเร็วไม่เท่ากัน ทำให้พวกมันเดินทางมาถึงสถานีตรวจวัดแผ่นดินไหวเรียงตามลำดับก่อนหลัง ดังนี้ คลื่น P คลื่น S คลื่น Love และคลื่น Rayleigh ซึ่งหากมีข้อมูลของคลื่นไหวสะเทือนมากเพียงพอ นักธรณีฟิสิกส์สามารถนำข้อมูลดังกล่าวมาสร้างแบบจำลองโครงสร้างของโลกในระดับความลึกต่าง ๆ ได้ เรียกเทคนิคนี้ว่า Seismic Tomography
 

คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

รูปแบบของคลื่นแผ่นดินไหวปกติที่ตรวจวัดได้จากสถานี
(ภาพจาก https://www.sms-tsunami-warning.com/pages/seismograph#.XD31zlUzbIU)
คลื่นในตัวกลางมีลักษณะอย่างไร

ภาพจำลองโครงสร้างใต้ภูเขาไฟ Unzen ด้วย Seismic Tomography
(ภาพจาก https://wiki.seg.org/wiki/Seismic_tomography)

เรื่องราวของการสำรวจโครงสร้างภายในของโลกด้วยคลื่นไหวสะเทือนยังไม่จบ เชิญติดตามอ่านเรื่องราวที่เข้มข้นกว่าเดิมได้ในตอนที่ 2 นะครับ

หมายเหตุ : คำว่า Seismic Waves สามารถแปลว่าคลื่นไหวสะเทือนหรือคลื่นแผ่นดินไหวก็ได้ ขึ้นอยู่กับบริบทของการใช้งาน เช่น นักธรณีฟิสิกส์ทำการสร้างคลื่นขึ้นมาเพื่อหาแหล่งน้ำมัน เราอาจเรียกคลื่นนี้ว่าคลื่นไหวสะเทือน แต่ถ้านักธรณีฟิสิกส์ใช้คลื่นที่เกิดขึ้นจากแผ่นดินไหวในการสำรวจ เราอาจเรียกว่าคลื่นไหวสะเทือนหรือคลื่นแผ่นดินไหวก็ได้ ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาแผ่นดินไหว (Seismologist) ที่ศึกษาเรื่องแผ่นดินไหวโดยเฉพาะจะนิยมเรียกว่าคลื่นแผ่นดินไหวมากกว่า

เรียบเรียงโดย

สมาธิ ธรรมศร
ภาควิชาวิทยาศาสตร์พื้นพิภพ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

  • [1] https://aoghs.org/technology/exploring-reflection-seismography/
  • [2] http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html
  • [3] https://www.iris.edu/hq/inclass/fact-sheet/seismic_tomography

คลื่นพื้นผิวมีลักษณะอย่างไร

คลื่นพื้นผิว (อังกฤษ: surface wave) คือคลื่นที่เดินทางไปตามผิวโลกโดยไม่แพร่เข้าไปภายในของผิวโลกระดับลึก ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในแผ่นดินไหวระดับตื้น คลื่นพื้นผิวนี้มีแอมพลิจูดสูงกว่าคลื่นในตัวกลางซึ่งหมายถึงระดับพลังงานที่สูงกว่า นั่นคือความเสียหายหลักจากแผ่นดินไหวเกิดจากคลื่นประเภทนี้ในขณะที่คลื่นในตัวกลางจะก่อผลกระทบในระดับ ...

คลื่นทุติยภูมิมีลักษณะอย่างไร *

คลื่นทุติยภูมิ(S wave) เป็นคลื่นไหวสะเทือนที่มีการเคลื่อนที่ในลักษณะตามขวางตั้ง ฉากลักษณะคล้ายการเลื้อยของงูกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น

ข้อใดเป็นคลื่นในตัวกลาง

คลื่นในตัวกลาง (Body wave) เดินทางจากศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ผ่านเข้าไปในเนื้อโลกในทุกทิศทาง ในลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นเสียงซึ่งเดินทางผ่านอากาศในทุกทิศทาง คลื่นในตัวกลางมี 2 ชนิด ได้แก่ คลื่นปฐมภูมิ (P wave) และ คลื่นทุติยภูมิ (S wave) ดังภาพที่ 2.

คลื่นในตัวกลางมีกี่แบบ อะไรบ้าง

แนวค ำตอบ คลื่นไหวสะเทือนที่ใช้ศึกษาโครงสร้างภายในโลกคือคลื่นในตัวกลาง ซึ่ง แบ่งออกเป็น คลื่นปฐมภูมิ (primary wave, P wave) ซึ่งเป็นคลื่นตามยาว และ คลื่นทุติยภูมิ (secondary wave, S wave) ซึ่งเป็นคลื่นตามขวาง