2. คลื่นตามยาว  เป็นคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวเดียวกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่นคลื่นที่เกิดการอัดปลายลวดสปริง  คลื่นเสียง ฯ

ส่วนประกอบของคลื่น
เมื่อพิจารณาลักษณะของคลื่นผิวน้ำหรือคลื่นบนเส้นเชือกอย่างต่อเนื่องที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่นอย่างสม่ำเสมอ  ณ  เวลาใดเวลาหนึ่งตำแหน่งต่างๆของตัวกลาง(ผิวน้ำหรือเส้นเชือก) จะขยับขึ้นลงจากปกติ  หรือเรียกว่าแนวสมดุลเดิมถึงตำแหน่งนั้น  เรียกว่า  การกระจัด(Displacement) (การกระจัด ณ ตำแหน่งใดๆ  บนคลื่นหาได้จากความยาวของเส้นตั้งฉากจากระดับปกติถึงตำแหน่งนั้นๆ )
–          การกระจัดมีค่าเป็น(+)สำหรับตำแหน่งที่สูงกว่าระดับปกติ
–          การกระจัดมีค่าเป็น(-)สำหรับตำแหน่งที่ต่ำกว่าระดับปกติ

ส่วนประกอบที่สำคัญของคลื่นต่อเนื่องดังรูป

1.   สันคลื่น  คือ  ตำแหน่งที่การกระจัดบวกมากที่สุดเหนือระดับปกติหรือตำแหน่งสูงสุดของคลื่น
2.   ท้องคลื่น  คือ  ตำแหน่งที่มีการกระจัดลบมากที่สุดต่ำกว่าระดับปกติหรือตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น
3.   แอมพิจูด (A)  คือ  การกระจัดสูงสุดของคลื่นจากระดับปกติหรือระดับสูงสุดของคลื่น  หรือความสูงของท้องคลื่นจากระดับปกติ
ค่าของแอมพิจูดจะบอกค่าของพลังงาน  คือ  แอมพิจูดมากพลังงานของคลื่นมาก  แอมพิจูดน้อยพลังงานของคลื่นจะน้อย
4.   ความยาวคลื่น (l)  คือความยาวของคลื่น  1  ลูกคลื่น  หรือเป็นระยะห่างจากสันคลื่นถึงสันคลื่นติดกัน
5.   คาบ (T)  คือ เวลาที่จุดใดๆบนตัวกลางสันครบ  1  รอบ  หรือเป็นเวลาที่เกิดคลื่น  1  ลูก  หรือ เวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ไปไกล  1  ลูกคลื่น  คาบมีหน่วยเป็น วินาที(s)
6.   ความถี่  (f)  คือ  จำนวนลูกคลื่นที่เกิดขึ้นใน  1  หน่วยเวลา  หรือจำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดคงที่ในเวลา  1  หน่วย  หรือจำนวนรอบที่อนุภาคตัวกลางเคลื่อนที่ได้ใน  1  หน่วยเวลา  และความถี่ของคลื่นจะมีค่าเท่ากับความถี่ของการสั่นของแหล่งกำเนิด  หมายความว่าแหล่งกำเนิด  1  รอบจะเกิดคลื่น  1  ลูกคลื่น  ความถี่มีความเป็น  ลูกคลื่นต่อวินาที,  รอบต่อวินาที หรือ   เฮิร์ตซ์  Hertz (Hz)
ความสำพันธ์ระหว่างคาบ(T)  และความถี่(f)
จากนิยามคาบและความถี่
ในเวลา  T  วินาที  คลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งได้  1  ลูกคลื่น
ในเวลา  1  วินาที  คลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งได้  1/T  ลูกคลื่น
เนื่องจากจำนวนลูกคลื่นที่เกิดขึ้นใน  1  วินาที  คือความถี่(f)

ดังนั้น
f          =     1/  T      หรือ              T        =     1/  f

อัตราเร็วของคลื่น
เมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นถ่ายทอดพลังงานให้แก่ตัวกลางทำให้เกิดคลื่นขึ้น คลื่นจะเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิด โดยมีทิศทางการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยอัตราเร็วคงที่เมื่อไม่มีการเปลี่ยนตัวกลางดังรูป
จากรูป ณ เวลา t₁  คลื่นต่อเนื่องอยู่ ณ ตำแหน่ง A เมื่อเวลาผ่านไป t₂  คลื่นเคลื่อนที่ไปทางขวามืออยู่ ณ ตำแหน่ง  B   เป็นระยะทาง  S
ดังนั้นเราสามารถหาอัตราเร็ว ( v ) ของคลื่นได้จาก
อัตราเร็ว ( v )    =      S / t

หรือ     v        =      t₂ – t₁             เมื่อ  t  =  t₂ – t₁

เนื่องจากอัตราเร็วของคลื่นในตัวกลางเดียวกันมีค่าคงที่ถ้าพิจารณาคลื่นเคลื่อนที่ได้ 1 ลูกคลื่นพอดี ได้ว่า S =  l  ,  t  =  T
จาก     v        =        s/t
ดังนั้น   v        =        l/1/f
หรือ     v        =        fl

ตัวอย่าง 1       แหล่งกำเนิดคลื่นผิวน้ำสั่นด้วยความถี่ 20 รอบ/วินาที และพบว่าสันคลื่นน้ำ 5 สันติดต่อกันห่างกัน 20 ซม. จงหาอัตราเร็วของคลื่นผิวน้ำ
วิเคราะห์โจทย์   1.  ความถี่ของคลื่นผิวน้ำ = ความถี่ของแหล่งกำเนิด = 20 Hz
2.  สันคลื่น 5 สันติดกัน  =  4l           \        4l  =  20  cm
นั่นคือ         l    =    5  cm
วิธีทำ             ต้องการหา       v
จากสมการ                 v        =        fl
=        20 x 5
=        100  cm/s
หรือ                        v        =        1        m/s
ดังนั้นอัตราเร็วของคลื่นน้ำ  1  เมตร/วินาที                    ตอบ
ตัวอย่าง 2       แหล่งกำเนิดคลื่นผิวน้ำจะต้องสั่นด้วยความถี่เท่าไรจึงทำให้เกิดคลื่นน้ำเคลื่อนที่ได้ 40 เมตร ในเวลา 5 วินาที และมีระยะห่างของสันคลื่นจากสันคลื่นที่ 1 ถึงสันที่ 5 เท่ากับ 2 เมตร
วิเคราะห์โจทย์   1.  คลื่นน้ำเคลื่อนที่ได้ 40 เมตร ในเวลา 5 วินาที 
แสดงว่ามีอัตราเร็ว v   =     40/5     =    8  m/s
2.  สันคลื่นที่ 1 ถึงสันคลื่นที่ 5  =  4l    ดังนั้น       4l =  2  m
นั่นคือ        l    =    0.5  m
วิธีทำ             ต้องการหาความถี่         f
จากสมการ                 v        =        fl
8        =        f x 0.5
f         =        16   Hz
เนื่องจากความถี่ของแหล่งกำเนิด = ความถี่ของคลื่น = 16  Hz
ดังนั้นแหล่งกำเนิดคลื่นมีความถี่    16   เฮิรตซ์                ตอบ
ตัวอย่าง 3       สะบัดเชือกให้เกิดคลื่นในเส้นเชือก จุดหนึ่งของเชือกเคลื่อนที่จากการกระจัดสูงสุดมายังจุดที่มีการกระจัดเป็นศูนย์ใช้เวลา 0.2 วินาที จงหา
ก.  เวลาในการเคลื่อนที่ครบรอบ
ข.  ถ้าความยาวคลื่นเป็น 1.4 เมตร อัตราเร็วคลื่นเป็นเท่าใด
วิเคราะห์โจทย์   เวลาในการเคลื่อนที่จากการกระจัดสูงสุดมายังจุดที่การกระจัดเป็นศูนย์ จะใช้เวลา =
วิธีทำ             ก.             =        0.2  วินาที
T        =        0.2 x 4     วินาที
ดังนั้นเวลาในการเคลื่อนที่ครบรอบคือ  0.8   วินาที           ตอบ
ข.       อัตราเร็วคลื่น     v        =     l/T      =        1.75   m/s

ดังนั้นอัตราเร็วคลื่นคือ  1.75  เมตร/วินาที                     ตอบ

เฟส  (Phase)   เฟส  เป็นค่าที่ใช้สำหรับกำหนดตำแหน่งของการเคลื่อนที่ที่มีลักษณะเป็นรอบขณะใดขณะหนึ่งโดยจะมีความสำพันธ์กับการกระจัดของการเคลื่อนที่นั้น  เช่นกรณีคลื่นผิวน้ำการเคลื่อนที่ขึ้นลงของผิวน้ำ  ณ  ตำแหน่งหนึ่งๆมีลักษณะเป็นรอบครบรอบดังนั้นขณะที่มีคลื่นเคลื่อนที่ผ่านไปผิวน้ำย่อมอยู่ในลักษณะใดลักษณะหนึ่งในรอบของการเคลื่อนที่  หรืออยู่ในเฟสหนึ่งๆนั้นเอง

คลื่นผิวน้ำ

เมื่อผิวน้ำถูกรบกวนเป็นจังหวะต่อเนื่องจะทำให้เกิดคลื่นผิวน้ำออกจากตัวกำเนิดคลื่นตลอดเวลาเรียกว่า คลื่นต่อเนื่อง  เมื่อปรับปุ่มกำเนิดคลื่นวงกลมให้แตะผิวน้ำและปรับมอตอร์ให้หมุนด้วยความถี่ที่เหมาะสม  จะทำให้เกิดการรบกวนผิวน้ำเป็นจังหวะต่อเนื่อง  และมีคลื่นผิวน้ำแผ่ขยายออกจากตัวกำเนิดคลื่นไปเป็นรูปวงกลม  ดังรูป ก.  ถ้าเปลี่ยนตัวกำเนิดคลื่นเป็นคานนั่นคือ  ให้มีการรบกวนผิวน้ำในแนวยาวและเป็นจังหวะต่อเนื่องจะเกิดเป็นแนวเส้นตรงเคลื่อนออกจากตัวกำเนิดคลื่น  ดังรูป  ข.  ซึ้งประกอบด้วยส่วนโค้งขึ้นและส่วนโค้งลงของผิวน้ำแผ่ออกไปจากตัวกำเนิด

 

          จากรูป ก.  และ  ข.  เส้นที่ลากผ่านตำแหน่งที่มีเฟสตรงกันในคลื่นลูกหนึ่งๆ เช่น  แนวสันคลื่นหรือแนวของท้องคลื่น  เรียกว่า  หน้าคลื่น  ดังนั้น  แนวเส้นกลางของแถบสว่างซึ่งเกิดขึ้นจากแนวของสันคลื่น  และแนวเส้นกลางของแถบมืดซึ่งเกิดจากแนวของท้องคลื่นต่างก็เป็นหน้าคลื่น  ทิศการคลื่นที่ของคลื่นจะตั้งฉากกับหน้าคลื่น  โดยทั่วไปเมื่อกล่าวถึงหน้าคลื่นเราใช้แนวใดแนวหนึ่งดังกล่าวมาแล้วเป็นหน้าคลื่น  ในรูป ก.  และ  ข.  ในแนวของแถบสว่างเป็นหน้าคลื่น

Ex   จากการทดลองโดยใช้ถาดคลื่นที่มีความลึกสม่ำเสมอ  วัดความยาวของแถบสว่าง 5 แถบ  ที่อยู่ถัดกันของคลื่นผิวน้ำต่อเนื่องได้ระยะทาง  10  ซม.  ถ้าคลื่นผิวน้ำมีอัตราเร็ว  20.00  ซม./วินาทีจงหาความยาวคลื่นและความถี่ของคลื่น

วิธีทำ   แถบสว่าง  5  แถบที่อยู่ถัดกันคิดเป็น  4  ความยาวคลื่น

          นั่นคือ                            4l     =        10      cm

          เพราะฉะนั้นความยาวคลื่น l      =        2.5      cm

          หาความถี่ของคลื่นจาก       f      =        v/l

          แทนค่า                             f      =     20/2.5    

                                                         =        8        Hz

คำตอบ           ความยาวคลื่นเท่ากับ  2.5  ซม.

                      ความถี่ของคลื่น       8        เฮิรตซ์      

การซ้อนทับของคลื่น

          เมื่อคลื่นดลสองคลื่นที่มีการกระจัดไปทางเดียวกันเคลื่อนที่มาพบกันคลื่นทั้งสองจะรวมกันทำให้การกระจัดลัพธ์ ณ ตำแหน่ง และเวลาหนึ่ง ๆ มีขนาดมากกว่าการกระจัดเดิมของแต่ละคลื่น ณ ตำแหน่ง และเวลานั้นๆ เมื่อคลื่นทั้งสองเคลื่อนที่ผ่านพ้นกันไปแล้วคลื่นดลแต่ละคลื่นจะยังคงมีลักษณะอย่างเดิม เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดิม ดังรูป