อ่าน 3 นาที
โหนด (ฟิสิกส์)
จุดบัพ (node)คือจุดตามแนวคลื่นนิ่งที่คลื่นมีแอมพลิจูด ต่ำสุด ตัวอย่างเช่น ใน สาย กีตาร์ ที่สั่น ปลายสายทั้งสองข้างเป็นจุดบัพ
โหนด (ฟิสิกส์)

จุดบัพ (node)คือจุดตามแนวคลื่นนิ่งที่คลื่นมีแอมพลิจูด ต่ำสุด ตัวอย่างเช่น ใน สาย กีตาร์ ที่สั่น ปลายสายทั้งสองข้างเป็นจุดบัพ การเปลี่ยนตำแหน่งของปลายสายผ่านเฟร็ตจะทำให้นักกีตาร์เปลี่ยนความยาวที่มีประสิทธิภาพของสายที่สั่นและส่งผลให้โน้ตที่เล่นเปลี่ยนไป จุดตรงข้ามกับจุดบัพคือจุดปฏิบัพ (antinode)ซึ่งเป็นจุดที่แอมพลิจูดของคลื่นนิ่งมีค่าสูงสุด จุดเหล่านี้อยู่กึ่งกลางระหว่างจุดบัพทั้งสอง[ 1 ]
คำอธิบาย

คลื่นนิ่งเกิดขึ้นเมื่อ คลื่น ไซน์ สองชุดที่ มีความถี่เดียวกันเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามในพื้นที่เดียวกันและรบกวนซึ่งกันและกัน[ 2 ] เกิดขึ้นเมื่อคลื่นสะท้อนที่ขอบเขต เช่นคลื่นเสียงที่สะท้อนจากผนังหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนจากปลายสายส่งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคลื่นถูกจำกัดอยู่ในเรโซเนเตอร์ที่ความถี่เรโซแนนซ์ กระเด้งไปมาระหว่างขอบเขตสองแห่ง เช่น ในท่อออร์แกนหรือสายกีตาร์
ในคลื่นนิ่ง จุดบัพ ( node)คือตำแหน่งที่เรียงกันเป็นช่วงเท่าๆ กัน ซึ่งแอมพลิจูด (การเคลื่อนที่) ของคลื่นเป็นศูนย์ (ดูภาพเคลื่อนไหวข้างต้น) ณ จุดเหล่านี้ คลื่นทั้งสองจะรวมกันโดยมีเฟส ตรงข้ามกัน และหักล้างกัน จุดบัพเกิดขึ้นที่ช่วงห่างครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น (λ/2) ตรงกลางระหว่างจุดบัพแต่ละคู่จะมีตำแหน่งที่แอมพลิจูดสูงสุด ตำแหน่งเหล่านี้เรียกว่าจุดปฏิบัพ (antinode ) ณ จุดเหล่านี้ คลื่นทั้งสองจะรวมกันโดยมีเฟสเดียวกันและเสริมแรงกัน
ในกรณีที่คลื่นสองระลอกที่ตรงข้ามกันมีแอมพลิจูดไม่เท่ากัน พวกมันจะไม่หักล้างกันอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นแอมพลิจูดของคลื่นนิ่งที่จุดบัพจึงไม่เป็นศูนย์ แต่เป็นเพียงค่าต่ำสุดเท่านั้น ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อการสะท้อนที่ขอบเขตไม่สมบูรณ์ ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากอัตราส่วนคลื่นนิ่ง (SWR) ที่มีค่าจำกัด ซึ่งเป็นอัตราส่วนของแอมพลิจูดของคลื่นที่จุดปฏิบัพต่อแอมพลิจูดที่จุดบัพ
ในการเกิดเรโซแนนซ์ของ พื้นผิวหรือเยื่อ สองมิติเช่นหนังกลองหรือแผ่นโลหะที่สั่น จุดนิ่งจะกลายเป็นเส้นนิ่ง ซึ่งเป็นเส้นบนพื้นผิวที่พื้นผิวหยุดนิ่ง แบ่งพื้นผิวออกเป็นบริเวณที่สั่นด้วยเฟสตรงข้ามกัน สามารถทำให้มองเห็นเส้นเหล่านี้ได้โดยการโรยทรายลงบนพื้นผิว และลวดลายเส้นที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นเรียกว่ารูปทรงคลาดนี (Chladni figures )
ในสายส่งไฟฟ้าจุด บัพ แรงดันคือ จุดแอนติบัพ กระแสและจุดแอนติบัพแรงดันคือจุดบัพกระแส
จุดบัพ (Nodes) คือจุดที่มีการกระจัดเป็นศูนย์ ไม่ใช่จุดที่คลื่นสองลูกตัดกัน
เงื่อนไขขอบเขต
ตำแหน่งที่เกิดจุดบัพเมื่อเทียบกับขอบเขตที่สะท้อนคลื่นนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขปลายหรือเงื่อนไขขอบเขตแม้ว่าจะมีเงื่อนไขปลายหลายประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วปลายของตัวเรโซเนเตอร์มักจะมีอยู่สองประเภทที่ทำให้เกิดการสะท้อนกลับทั้งหมด:
- ขอบเขตคงที่: ตัวอย่างของขอบเขตประเภทนี้ ได้แก่ จุดยึดของ สาย กีตาร์ปลายปิดของท่อเปิด เช่นท่อออร์แกนหรือ ท่อเครื่องเป่า ลมไม้ขอบของหนังกลองสายส่งที่มีปลายลัดวงจรหรือกระจกที่ปลายของโพรงเลเซอร์ในประเภทนี้ แอมพลิจูดของคลื่นจะถูกบังคับให้เป็นศูนย์ที่ขอบเขต ดังนั้นจึงมีจุดบัพที่ขอบเขต และจุดบัพอื่นๆ จะเกิดขึ้นที่ระยะทวีคูณของครึ่งความยาวคลื่นจากจุดบัพนั้น0, แลมบ์ดา/2, แลมบ์, 3เลบ/2, 2เลบ, ..., nแลมบ์/2
- ขอบเขตอิสระ: ตัวอย่างของ ประเภทนี้ ได้แก่ ท่อออร์แกนหรือท่อเครื่องเป่าลมที่มีปลายเปิด ปลายของแท่งสั่นในระนาด กล็อกเคนสปีลหรือส้อมเสียงปลายเสาอากาศหรือสายส่งที่มีปลายเปิด ในประเภทนี้อนุพันธ์ (ความชัน) ของแอมพลิจูดของคลื่น (ความดันในคลื่นเสียงกระแสในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) จะถูกบังคับให้เป็นศูนย์ที่ขอบเขต ดังนั้นจึงมีแอมพลิจูดสูงสุด (แอนติโนด) ที่ขอบเขต โหนดแรกเกิดขึ้นที่ระยะหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นจากปลาย และโหนดอื่นๆ จะอยู่ที่ช่วงครึ่งความยาวคลื่นจากจุดนั้นแลมบ์/4, 3เล/4, 5เล/4, 7เล/4, ..., (2 n + 1)เล/4
ตัวอย่าง
เสียง
คลื่นเสียงประกอบด้วยวัฏจักรสลับกันของการอัดตัวและการขยายตัวของตัวกลางคลื่น ในระหว่างการอัดตัว โมเลกุลของตัวกลางจะถูกบีบเข้าหากัน ส่งผลให้ความดันและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ในระหว่างการขยายตัว โมเลกุลจะถูกบีบแยกออกจากกัน ส่งผลให้ความดันและความหนาแน่นลดลง
จำนวนจุดบัพในความยาวที่กำหนดจะแปรผันตรงกับความถี่ของคลื่น
บางครั้งในการเล่นกีตาร์ ไวโอลิน หรือเครื่องดนตรีประเภทสายอื่นๆ จะใช้ปมเพื่อสร้างเสียงฮาร์โมนิกเมื่อวางนิ้วลงบนสาย ณ จุดใดจุดหนึ่ง แต่ไม่ได้กดสายลงไปจนถึงเฟร็ตบอร์ด จะเกิดปมที่สามขึ้น (นอกเหนือจากบริดจ์และนัท ) และจะเกิดเสียงฮาร์โมนิกขึ้น ในระหว่างการเล่นตามปกติเมื่อใช้เฟร็ต เสียงฮาร์โมนิกจะปรากฏอยู่เสมอ แม้ว่าจะเบากว่าก็ตาม ด้วยวิธีการสร้างปมเทียมเสียงโอเวอร์โทนจะดังขึ้น และ เสียง พื้นฐานจะเบาลง หากวางนิ้วไว้ที่กึ่งกลางของสาย จะได้ยินเสียงโอเวอร์โทนแรก ซึ่งเป็นเสียงสูงกว่าเสียงพื้นฐานหนึ่งอ็อกเทฟ หากไม่มีเสียงฮาร์โมนิก เมื่อปมเพิ่มเติมสองปมแบ่งสายออกเป็นสามส่วน จะเกิดเป็นอ็อกเทฟและคู่ห้าสมบูรณ์ (คู่ที่สิบสอง) เมื่อปมเพิ่มเติมสามปมแบ่งสายออกเป็นสี่ส่วน จะเกิดเป็นคู่อ็อกเทฟสองเท่า เมื่อปมเพิ่มเติมสี่ปมแบ่งสายออกเป็นคู่ห้า จะเกิดเป็นคู่อ็อกเทฟสองเท่าและคู่สามเมเจอร์ (คู่ที่สิบเจ็ด) โน้ตสามตัวในคอร์ดเมเจอร์ ได้แก่ อ็อกเทฟ เมเจอร์เทิร์ด และเพอร์เฟคฟิฟท์
เสียงที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งช่วยให้ผู้ฟังระบุเครื่องดนตรีชนิดใดชนิดหนึ่งได้นั้น ส่วนใหญ่เกิดจากขนาดสัมพัทธ์ของฮาร์โมนิกส์ที่เกิดจากเครื่องดนตรีนั้นๆ
คลื่นในสองหรือสามมิติ

ในคลื่นนิ่งสองมิติ โหนดจะเป็นเส้นโค้ง (มักจะเป็นเส้นตรงหรือวงกลมเมื่อแสดงบนรูปทรงเรขาคณิตอย่างง่าย) ตัวอย่างเช่น ทรายจะสะสมตามโหนดของแผ่น Chladni ที่สั่น เพื่อระบุบริเวณที่แผ่นไม่เคลื่อนที่[ 3 ]

ในวิชาเคมี คลื่น กลศาสตร์ควอนตัมหรือ " ออร์บิทัล " ใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติคล้ายคลื่นของอิเล็กตรอน คลื่นควอนตัมเหล่านี้จำนวนมากมีจุดบัพและจุดปฏิบัพเช่นกัน จำนวนและตำแหน่งของจุดบัพและจุดปฏิบัพเหล่านี้ทำให้เกิดคุณสมบัติหลายอย่างของอะตอมหรือพันธะโคเวเลนต์ ออร์บิทัลอะตอมถูกจัดประเภทตามจำนวนจุดบัพแบบรัศมีและแบบเชิงมุม จุดบัพแบบรัศมีสำหรับอะตอมไฮโดรเจนเป็นทรงกลมที่เกิดขึ้นเมื่อฟังก์ชันคลื่นสำหรับออร์บิทัลอะตอมเท่ากับศูนย์ ในขณะที่จุดบัพแบบเชิงมุมเป็นระนาบแบน[ 4 ]
ออร์บิทัลโมเลกุลถูกจัดประเภทตามลักษณะพันธะ ออร์บิทัลโมเลกุลที่มีแอนติโนดระหว่างนิวเคลียสมีความเสถียรมากและเรียกว่า "ออร์บิทัลพันธะ" ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแรงของพันธะ ในทางตรงกันข้าม ออร์บิทัลโมเลกุลที่มีโนดระหว่างนิวเคลียสไม่เสถียรเนื่องจากการผลักกันทางไฟฟ้าสถิตและเรียกว่า "ออร์บิทัลต้านพันธะ" ซึ่งทำให้พันธะอ่อนลง แนวคิดทางกลศาสตร์ควอนตัมอีกอย่างหนึ่งคืออนุภาคในกล่องซึ่งจำนวนโนดของฟังก์ชันคลื่นสามารถช่วยกำหนดสถานะพลังงานควอนตัมได้ โดยศูนย์โนดสอดคล้องกับสถานะพื้นฐาน หนึ่งโนดสอดคล้องกับสถานะกระตุ้นที่ 1 เป็นต้น โดยทั่วไป[ 5 ]หากจัดเรียงสถานะเฉพาะตามลำดับพลังงานที่เพิ่มขึ้นฟังก์ชันเฉพาะก็จะอยู่ในลำดับจำนวนโนดที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน ฟังก์ชันเฉพาะที่nมีn − 1 โนด โดยระหว่างแต่ละฟังก์ชันเฉพาะถัดไปจะมีโนดอย่างน้อยหนึ่งโนด
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โหนด (ฟิสิกส์)
จุดบัพ (node)คือจุดตามแนวคลื่นนิ่งที่คลื่นมีแอมพลิจูด ต่ำสุด ตัวอย่างเช่น ใน สาย กีตาร์ ที่สั่น ปลายสายทั้งสองข้างเป็นจุดบัพ
คำอธิบาย
คลื่นนิ่ง เกิดขึ้นเมื่อ คลื่น ไซน์ สองชุดที่ มีความถี่ เดียวกันเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามในพื้นที่เดียวกันและ รบกวน ซึ่งกันและกัน [ 2 ] เกิดขึ้นเมื่อคลื่นสะท้อนที่ขอบเขต เช่น คลื่นเสียง ที่สะท้อนจากผนังหรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่สะท้อนจากปลาย สายส่ง...
เงื่อนไขขอบเขต
ตำแหน่งที่เกิดจุดบัพเมื่อเทียบกับขอบเขตที่สะท้อนคลื่นนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขปลายหรือ เงื่อนไขขอบเขต แม้ว่าจะมีเงื่อนไขปลายหลายประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วปลายของตัวเรโซเนเตอร์มักจะมีอยู่สองประเภทที่ทำให้เกิดการสะท้อนกลับทั้งหมด:
เสียง
คลื่นเสียงประกอบด้วยวัฏจักรสลับกันของการอัดตัวและการขยายตัวของตัวกลางคลื่น ในระหว่างการอัดตัว โมเลกุลของตัวกลางจะถูกบีบเข้าหากัน ส่งผลให้ความดันและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ในระหว่างการขยายตัว โมเลกุลจะถูกบีบแยกออกจากกัน ส่งผลให้ความดันและความหนาแน่นลดลง