บทที่ 10 เสียง610702 · 2018-12-17 ·...

เอกสารประกอบการสอนรายวชาฟสกส เรอง เสยง เรยบเรยงโดยครบญเกด ยศรงเรอง www.krukird.com หนา 1

บทท 10 เสยง

10.1 ธรรมชาตของเสยง 1. การเกดขนของเสยง คอ เสยงเกดจากการสนสะเทอนของวตถตาง ๆ 2. การสนของวตถ เชน การสนของสายกตาร จะมการถายโอนพลงงาน การสนจากตนกาเนดเสยงมายงหคนฟง (ถาไมมอากาศจะไมเกดเสยง) 3. แหลงกาเนดของเสยงสนครบ 1 รอบ จะได 1 ลกคลน เทากบ 1 4. ความถของแหลงกาเนดเสยงเทากบความถเสยง 5. การจะเกดเสยงได ตองมองคประกอบ 3 อยาง

5.1 มแหลงกาเนดเสยง 5.2 มการสนของแหลงกาเนดเสยง 5.3 มตวกลางใหคลนเสยงเคลอนทผาน

6. ถาไมมอากาศเสยงวงไมได เชน เสยงวงผานอวกาศไมได 7. เสยงเปนคลนกล คอ เสยงเปนคลนกล เพราะตองมตวกลางถงจะเกดเสยงได 8. เสยงเปนคลนตามยาว คอ เสยงเปนคลนตามยาว เพราะเวลาคลนเสยงเคลอนท ทศคลน ทศ ตวกลางขนานกน

แบบฝดหด 10.1 ธรรมชาตและสมบตของเสยง 1.1 ในเวลากลางคนอากาศบรเวณพนดนเยนกวาอากาศบรเวณทอยสงขนไป ถานกเรยนเปาขลยเสยงในขลยจะม การหกเหอยางไร จงอธบายและวาดภาพประกอบ 2.1 (O-NET49) คลนใดตอไปน เปนคลนทตองอาศยตวกลางในการเคลอนท 1. คลนแสง 2. คลนเสยง 3. คลนผวนา คาตอบทถกตองคอ 1. ทง 1 , 2 และ 3 2. ขอ 2 และ 3 3. ขอ 1 เทานน 4. ผดทกขอ 2.2 (O-NET52) ขอใดตอไปนถกตองเกยวกบคลนตามยาว 1. เปนคลนทของตวกลางมการสนในแนวเดยวกบการเคลอนทของคลน 2. เปนคลนทเคลอนทไปตามแนวยาวของตวกลาง 3. เปนคลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท 4. เปนคลนทอนภาคของตวกลางมการสนไดหลายแนว


10.2 การเคลอนทของคลนเสยงผานตวกลาง ถาวตถสน เชน การสนของสายกตาร จะไปสนโมเลกลอากาศโดยรอบและมการถายโอนพลงงานคลนเสยงกบอากาศจะอยในแนวเดยวกน

ความรประกอบการเคลอนทของเสยงผานตวกลาง 1. คลนเสยงเคลอนทโดยโมเลกลของตวกลางไมไดเคลอนทไปพรอมกบคลนเสยง แตจะเคลอนทแบบสนกลบไปกลบมา 2. เมอคลนเสยงวงผานไป โมเลกลอากาศจะสนไปมาและอยในทเดม 3. การสนของเสยงพลงงานจะถกถายโอนจากแหลงกาเนดไปยงหผฟง 4. ความถของแหลงกาเนดเทากบความถเสยง 5. ความเรวเสยงจะเคลอนทดวยความเรวคงท ถาอณหภมคงท

รปแสดงโมเลกลของคลนเสยงเคลอนทผานอากาศ

A. กราฟระหวางความดนกบระยะทางของแนวการเคลอนทของคลนเสยง B. กราฟระหวางการกระจดกบระยะทางของแนวการเคลอนทของคลนเสยง

ความรประกอบการเคลอนทของคลนเสยงผานตวกลาง 1. ขณะทยงไมมคลนเสยงเคลอนทผานโมเลกลอากาศ ระยะหางของโมเลกลอากาศจะหางเทากน 2. ตอนทอากาศมคลนเสยงเคลอนทผานทาใหเกดความดนอากาศเปลยนไป ทาใหคนไดยนเสยง 3. ความถของผฟง = ความถของแหลงกาเนดเสยง 4.บรเวณทอากาศอดตวสงกวาปกตจะเกดเสยงดงมากบรเวณทอากาศอดตวนอยกวาปกตจะเกดเสยงดงคอย


5. กราฟระหวางความดนกบระยะทางและการกระจดกบระยะทางมเฟสตางกน 90o 6. ระยะหางจากชวงอากาศอดตวเทากบ และอดถงขยายตวเทากบ /2

แบบฝดหด 10.2 การเคลอนทของคลนเสยงผานตวกลาง 1.1 ถายานอวกาศAและยานอวกาศ B อยในบรเวณทเปนสญญากาศ เมอยานอวกาศ A เกดระเบด คนในยาน อวกาศ B จะไดยนเสยงหรอไมเพราะเหตใด

10.2 อตราเรวของเสยง 1. ตวกลาง เสยงจะเคลอนทเรวทสดเมอตวกลางเปนของแขง รองลงมาคอของเหลว และเคลอนทผาน

แกสไดชาทสด ความหนาแนนของของแขง > ความหนาแนงของของเหลว > ความหนาแนนของแกส

Dของแขง > Dของเหลว > Dแกส

2. ความหนาแนนของตวกลาง ความหนาแนนมากความเรวมาก ความหนาแนนนอยความเรวนอย

Vของแขง > Vของเหลว > Vแกส

3. อณหภมของตวกลาง อตราเรวของเสยงเปนปฏภาคโดยตรงกบรากทสองของอณหภมสมบรณ ขณะนน

ถาให v แทน ความเรวของเสยงในอากาศ

T แทน อณหภมสมบรณ ( t + 273 ) T เปน อณหภมเคลวน t เปนอณหภมเปนเซลเซยส v T

สตรเปรยบเทยบ 2

1

VV

= 2

1

TT

………………………..(10.1 )

ถาแปลงอณหภมเปนเซลเซยส

จากการทดลองพบวาทอณหภม t = 0 oC เสยงจะมความเรวเทากบ 331 m/s

แทนในสมการ 10.1 C0

Ct

V

V

= 273+0273+t

จะได v t = v0 + 0.6 t ..………………..(10.2)

หรอ v t = 331 + 0.6 t …………..………(10.3)

เมอ v t แทน อตราเรวของเสยงในอากาศท t ๐C v0 แทน อตราเรวของเสยงในอากาศท 0 ๐C

อตราเรวของเสยงในอากาศท 0 ๐C ประมาณ 331 m / s และถาอณหภมเปลยนไป 1 ๐C อตราเรวของเสยงจะเปลยนเปน 0.6 m / s


ความสมพนธระหวางความยาวคลน ( ) ความถ ( f ) และอตราเรวเสยง ( v ) ยงคงเปนไปตามคณสมบตพนฐานทวไปคอ

v = f …………………………………….( 10.4 ) เมอ v แทน ความเรวของคลนเสยง

f แทน ความถของคลนเสยง แทน ความยาวคลนของคลนเสยง เพมเตม

1. อตราเรวของเสยงในของแขง

ρ

Yv …………………………(10.5)

เมอ Y แทน คามอดลสของยง ( N/m 2 )

v แทน อตราเรวของเสยงในของแขง ( m/s) แทน ความหนาแนนของของแขง ( kg/m 3 )

2. อตราเรวของเสยงในของเหลว

ρ

Bv ………………………….(10.6)

เมอ B แทน คา Bulk modulus ( N/m 2 )

v แทน อตราเรวของเสยงในของแขง ( m/s) แทน ความหนาแนนของของแขง ( kg/m 3 )

การสะทอนและการหกเหของเสยง การสะทอนของเสยง

เมอคลนเสยงเดนทางจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนงทมความหนาแนนตางกน เสยงจะเกดการสะทอน เชน เสยงเดนทางจากอากาศไปยงฝาผนง

1. เสยงเดนทางจากตวกลางทหนาแนนมากไปยงตวกลางทหนาแนนนอยกวา จะทาใหเสยงสะทอน เพยงบางสวนเทานน โดยทคลนสะทอนจะกลบเฟส 180 องศา สวนทเหลอจะเคลอนทตอไป

2. เสยงเดนทางจากตวกลางทหนาแนนนอยกวาไปยงตวกลางทมความหนาแนนมากกวา จะทาใหเสยงสะทอนกลบมเฟสเหมอนเดม

3. การสะทอนของคลนเสยง มหลกการเดยวกบคลนทว ๆ ไป คอ - ทศทางของคลนตกกระทบ เสนปกต ทศทางคลนสะทอนตองอยในระนาบเดยวกน - มมตกกระทบเทากบมมสะทอน


4. เสยงกอง ( Echo Sound ) เปนเสยง ๆ เดยวกนทเราไดยนซ า ๆ กนหลายครง ซงเปนผลเนองจากเสยง

สะทอนจากสงกดขวาง เขาสหเราในเวลาทแตกตางกนมากกวา 10

1 วนาท เชน เสยงในอากาศมความเรวเปน 340

เมตรตอวนาท เราจะตองยนหางจากสงสะทอนเสยงเปนระยะทางสนทสดเทาใดจงจะไดยนเสยงสะทอนได

ประโยชนของเสยงสะทอนกบมนษยและสตว 1. ใชในการหาอาหารของสตวบางชนด เชน คางคาว ปลาโลมา 2. ใชผลตเครองโซนา ( SONAR ) ซงสามารถผลตคลนเสยงอลตราโซนกขนได ซงคลนนเมอสงไป

กระทบกบสงกดขวางจะสะทอนกลบเขาเครอง ทาใหทราบลกษณะทศ ระยะทางของสงกดขวาง 3. ใชตรวจรอยราวในเนอโลหะ 4. ใชในทางการแพทย เพอตรวจดความผดปกตของเนอเยอภายใน เชน นยนตา ตบ มดลก มะเรงใน

สมอง และทารกในครรภ ทใชในวงการแพทยมชวงความถ ระหวาง 1,000,000 - 4,000,000 Hz 5. ใชในการฆาเชอโรค และทาความสะอาดเสอผา

การหกเหของคลนเสยง เมอเสยงเคลอนทผานตวกลางตางชนดกนหรอแมแตตวกลางชนดเดยวกนแตมอณหภมตางกน จะมผลใหอตราเรวของคลนเสยงเปลยนไป เชน ขณะทพายฝนฟาคะนอง ในบางครงปรากฏวาเหนฟาแลบ แตไมไดยนเสยง เนองจากเสยงทเกดขน เกดการหกเหในชนบรรยากาศกลบไปหมด จงไมมคลนเสยงสงมายงหเรา กฎการหกเห ม 2 ขอ คอ

1. ทศทางของคลนตกกระทบ เสนปกต ทศทางคลนสะทอนตองอยในระนาบเดยวกน 2. อตราสวนระหวาง sin ของมมตกกระทบกบ sin ของมมหกเหมคาคงท คาคงทนคอ ดรรชนของ

ตวกลางทสองเทยบกบตวกลางแรก

เมอตวกลางเคลอนทผานตวกลางตางชนดกน หรอแมแตตวกลางชนดเดยวกนแตมอณหภมตางกน จะมผลใหอตราเรวของคลนเสยงเปลยนไป และทศทางของเสยงเปลยนไปซงเปน ไปตามกฎของสเนล ( Snell ’ s Law )

1n2n

2n12λ1λ

2v1v

2sinθ1sinθ

………………………( 10.7 )

เมอ 1 แทน มมตกกระทบ

2 แทน มมหกเห

ตวกลางท 1

ตวกลางท 2

1

2


1 แทน ความยาวคลนในตวกลางท 1

2 แทน ความยาวคลนในตวกลางท 2

v1 แทน ความเรวของคลนเสยงในตวกลางท 1

v2 แทน ความเรวของคลนเสยงในตวกลางท 2

1 n 2 แทน ดรรชนหกเหสมพทธ ของตวกลางท 2 เทยบกบตวกลางท 1

อากาศทอณหภมสง จะมความหนาแนนนอยกวาอากาศทมอณหภมตา ดงนนเสยงเคลอนทผานอากาศทมอณหภมตางกนจะเกดการหกเห และทศทางของคลนเสยงจะเปลยนไป

- คลนเสยงทเคลอนทจากความเรวตาสความเรวสง จะหกเหออกจากเสนปกต - คลนเสยงทเคลอนทจากความเรวสงสความเรวตา จะหกเหเขาหาเสนปกต เราพอจะยกตวอยางทพบเหนในชวตประจาวนไดดงน การเหนฟาแลบแตไมไดยนเสยงฟารองเพราะขณะ

เกดฟาแลบอากาศเบองบนอณหภมตากวาอากาศเบองลาง ฉะนนอตราเรวของคลนเสยงทเกด จะเปลยนจากอตราเรวตาไปสอตราเรวสง ทาใหเกดคลนเสยงเบนออกจากเสนปกต ถาอณหภมสวนบนและสวนลางตางกนมาก ๆ จะทาใหเกดการสะทอนกลบหมด ทาใหไมไดยนเสยงฟารอง

แบบฝกหด 10.3 อตราเรวของเสยง 1.1 จงหาอตราเรวของเสยงในอากาศทอณหภม 25 องศาเซลเซยส และ 30 องศาเซลเซยส 1.2 จงหาอตราเรวของเสยงในอากาศทอณหภม 30 C กาหนดใหอตราเรวของเสยงในอากาศท 0 C เทากบ 331 m / s 1.3 จงหาอตราเรวของเสยงในอากาศทอณหภม 323 K กาหนดใหอตราเรวของเสยงในอากาศท 0 C เทากบ 331 m / s 1.4 ทอณหภม 20 C กบ 40 C อตราเรวของเสยงจะตางกนเทาใด 1.5 ทอณหภม 283 K กบ 313 K อตราเรวของเสยงจะตางกนเทาใด 1.6 ทอณหภม 35 C คลนเสยงทมความถ 1 กโลเฮรตซ จะมความยาวคลนเทาใด 1.7 ถาเสยงมความเรว 300 เมตรตอวนาท ระยะหางระหวางสวนอดทอยตดกนหางกน 1.5 เมตร ความถของ คลนเสยงเปนเทาใด 1.8 ถาเสยงมความเรว 400 เมตรตอวนาท ระยะหางระหวางสวนขยายทอยตดกนหางกน 2 เมตร ความถของ คลนเสยงเปนเทาใด 1.9 คางคาวสงคลนอลตราโซนก ความยาวคลนสนทสด 0.3 มลลเมตร ออกมาถาอตราเรวของเสยงในอากาศ ขณะนนเทากบ 330 เมตรตอวนาท ความถของคลนทมากทสดทคางคาวสงออกมามคาเทาใด

1.10 คามอดลสของยงของเหลกกลาเทากบ 3.2 10 12 N/m 2 และมความหนาแนน 8000 kg/m 3 อตราเรว ของคลนเสยงในเหลกกลามคาเทาใด


1.11 ชายคนหนงตะโกนดวยเสยงทมความถ 1,000 Hz โดยหนหนาเขาหาหนาผาซงอยหางออกไป 680 เมตร ปรากฏวาเขาไดยนเสยงสะทอนกลบมาภายหลงเขาตะโกนไปแลว 4 วนาท จงหาวาอตราเรวเสยงและความ ยาวคลนเสยงทเขาตะโกนมคาเทาใด 1.12 เรอลาหนงลอยนงอย ณ ความลก 600 เมตร ถาสงคลนดลลงไปตรง ๆ และสามารถรบคลนสะทอนกลบมา ไดในเวลา 0.8 วนาท อตราเรวของคลนนามคาเทาใด 1.13 ยงปนหางจากหนาผาแหงหนงปรากฏวาไดยนเสยงสะทอนในเวลา 5 วนาท ถาขณะนนอณหภมเทากบ 25 C หนาผาอยหางจากจดทยงเทาใด 1.14 ชายคนหนงทงกอนหนลงไปในหลมลก 250 เมตร ทอณหภม 5 C เขาจะไดยนเสยงสะทอนกลบในเวลา เทาใด 2.1 คนทมบานพกรมทางรถไฟมกตรวจสอบวาจะมขบวนรถไฟผานหรอไม โดยใชหแนบกบรางรถไฟ เพราะเหต ใดจงทาเชนนน 2.2 จะมวธทดสอบไดอยางไรวา อตราเรวเสยงในอากาศทอณหภมหนงๆมคาคงตวโดยไมขนอยกบความถ 3.1 ถายงปนระหวางหนาผาสองแหง ปรากฏวาไดยนเสยงสะทอน 2 ครง หลงจากยงปนเปนเวลา 2 วนาท และ 3 วนาทตามลาดบ จงหาระยะระหวางหนาผาทงสอง กาหนดอณหภมของอากาศขณะนนเปน 40 องศาเซลเซยส อตราเรวของเสยงทอณหภม 0 องศาเซลเซยสเทากบ 331 เมตรตอวนาท และเพมขน 0.6 เมตร ตอวนาท ทก 1 องศาเซลเซยส (887.5 m) 3.2 จงหาความยาวคลนของเสยงซงมความถ 1000 เฮรตซ ขณะคลนเสยงผานอากาศนาและเหลกทมอณหภม 20 องศาเซลเซยสเทากน กาหนดใหอตราเรวขงเสยงในอากาศ นา และเหลก ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส มคา เปน 343 1482 และ 5941 เมตรตอวนาท ตามลาดบ (0.34 m, 1.48 m, 5.94 m) 3.3 เครองโซนารบนเรอลาหนงสงคลนดลของเสยงลงไปใตทองทะเล และรบเสยงสะทอนไดในเวลา 5 วนาท ถาอตราเรวของเสยงในนาทะเลเทากบ 1450 เมตรตอวนาท ทองทะเลนนลกเทาใด (3,625 m) 4.1 (O-NET49) ชาวประมงสงคลนโซนารไปยงฝงปลา พบวาชวงเวลาทคลนออกไปจากเครองสงจนกลบ มาถงเครองเปน 1.0 วนาทพอด จงหาวาปลาอยหางจากเรอเทาใด กาหนดใหอตราเรวของคลนในนาเปน 1,540 เมตร/วนาท 1. 260 m 2. 520 m 3. 770 m 4. 1,540 m 4.2 (O-NET50) ขอใดตอไปนเปนวตถประสงคของการบผนงของโรงงานภาพยนตรดวยวสดกลนเสยง 1. ลดความถของเสยง 2. ลดความดงของเสยง 3. ลดการสะทอนของเสยง 4. ลดการหกเหของเสยง 4.3 (O-NET52) ขอใดไมถกตอง 1. คางคาวอาศยคลนเสยงในยานอนฟราโซนกในการบอกทศทางและจบเหยอ 2. สนขสามารถไดยนเสยงทมความถในยานอตราโซนกได 3. เสยงทมความถในยานอนฟราโซนกจะมความถตากวาความถทมนษยสามารถไดยน 4. คลนเสยงในยานอลตราโซนกสามารถใชทาความสะอาดเครองมอแพทย


4.4 (O-NET52) ขอใดตอไปนทมผลทาใหอตราเรวของคลนเสยงในอากาศเปลยนแปลงได 1. ลดความถ 2. เพมความยาวคลน 3. เพมแอมพลจด 4. ลดอณหภม 4.5 (O-NET52) เครองโซนารในเรอประมงไดรบสญญาณสะทอนจากทองทะเล หลงจากสงสญญาณลงไป เปนเวลา 0.4 วนาท ถาอตราเรวเสยงในนาเปน 1,500 เมตรตอวนาท ทะเลมความลกเทาเทากบขอใด 1. 150 เมตร 2. 300 เมตร 3. 600 เมตร 4. 900 เมตร 4.6 (O-NET53) วสดทใชในการบผนงโรงภาพยนตรมผลในการลดปรากฏการณใดของเสยง 1. การหกเห 2. การสะทอน 3. การสนพอง 4. ดอพเพลอร 4.7 (O-NET54) ปจจยตอไปนมผลตอความเรวเสยงในอากาศ 1. ความถ 2. อณหภม 3. ความดง 4. ความเขมเสยง 4.8 (O-NET54) หองประชมหรอโรงภาพยนตร มกบเพดานหองดวยกระดาษชานออย ตดผามานทผนงหอง และปพรมทพน ทงนเพอชวยลดเสยงทเกดจากคณสมบตขอใด 1. การสะทอนของเสยง 2. การหกเหของเสยง 3. การแทรกสอดของเสยง 4. การเลยวเบนของเสยง 5.1 (มข.50) ชายคนหนงยนตะโกนเขาใสหนาผา เขาไดยนเสยงสะทอนกลบมาหลงจากตะโกนไป 1 วนาทถา ความเรวของเสยงในอากาศขณะนนเทากบ 350 เมตรตอวนาท จงหาวา หนาผาอยหางจากชายคนน เปน ระยะทางเทาไร 1. 35 เมตร 2. 175 เมตร 3. 350 เมตร 4. 700 เมตร 5.2 (มข.51) ขอใดตอไปน มผลตออตราเรวของเสยง ก. อณหภม ข. ความถ ค. ความยาวคลน คาตอบทถกตองคอ 1. ขอ ก. เทานน 2. ขอ ก. และ ขอ ข. 3. ขอ ก. และ ขอ ค. 4. ขอ ข. และ ขอ ค. 5.3 (มข.53) เปดเสยงความถ 200 เฮรตซ ใหเคลอนทกระจายไปในอากาศทมอณหภม 25 ๐C จงหาคาความยาว คลนเสยง 1. 500 เมตร 2. 346 เมตร 3. 8.0 เมตร 4. 1.73 เมตร 5.4 (มข.54) ถาอากาศมอณหภม 0 ๐C ความเรวเสยงในอากาศมคาเทาไร

1. 330 เมตร/วนาท 2. 331 เมตร/วนาท 3. 340 เมตร/วนาท 4. 343 เมตร/วนาท 5.5 กาหนดให อตราเรวเสยงในนาทะเลเปน 1500 m/s และในอากาศปกตเปน 300 m/s สงคลนเสยงทมความ ยาวคลนในอากาศเปน 0.5 m ลงไปทผวนาทะเลในแนวดงในชวงเวลาสนๆ หลงจากนน 6 s ไดยนเสยง สะทอนกลบ จงหาความลกของนาทตาแหนงนน และความถของคลนเสยงทใช (มข.56) 1. ทะเลลก 4500 m เสยงมความถ 600 Hz 2. ทะเลลก 9000 m เสยงมความถ 600 Hz 3. ทะเลลก 4500 m เสยงมความถ 3000 Hz 4. ทะเลลก 9000 m เสยงมความถ 3000 Hz


10.4 ความเขมเสยงและการไดยน 10.4.1 ความเขมเสยง แหลงกาเนดทมชวงกวางของการสน ( amplitude ) กวางมาก จะเกดเสยงดงกวาเสยงทม amplitude นอย

ในทางวทยาศาสตร เรยกความดงของเสยงวา ความเขมของเสยง การวดความเขมของเสยงวดไดจากพลงงานของเสยงทตกตงฉากบน 1 หนวยพนทใน 1 หนวยเวลา มหนวยเปนวตตตอตารางเมตร ( watt/m2 ) และหาไดจากสมการดงตอไปน

เมอ I แทน ความเขมของเสยงทจดใดจดหนง ( watt/m2 ) P แทน กาลงของเสยงจากแหลงกาเนด ( watt ) R แทน ระยะระหวางแหลงกาเนดเสยงกบจดทพจารณา ( m )

A แทน พนทของเสยงทตกตงฉากกบแหลงกาเนด ( m2 ) S แทน จดกาเนดคลนเสยงทมหนาคลนเปนรปทรงกลม

พนท ๆ เสยงตกตงฉากกคอ พนทผวทรงกลม ซงมพนท = 4R2

I = A

P = 2R 4π

P ………………………...……(10.8)

I 2R

1

ความเขมเสยงสงสดทมนษยไดยน ( เสยงดง ) 1 watt / m2 ความเขมเสยงตาสดทมนษยไดยน ( เสยงเบา ) 10- 12 watt/m2

10.4.2 ระดบความเขมของเสยง เมอหาอตราสวนระหวางความเขมเสยงทดงทสดทมนษยทนฟงไดกบความเขมเสยงเบาทสดทมนษยไดยน

มคามากถง 1012 ดงนนเพอความสะดวกในทางปฏบต จงนยมใช ระดบความเขมเสยงเปนปรมาณทบอกความดงของเสยงแทน ความเขมเสยง และเปนเกยรตแก อเลกซานเดอร เกรแฮม เบล ระดบความเขมของเสยงและมหนวยเรยกวา เบล แตเนองจากเบลเปนหนวยทใหญเกนไป ไมสามารถบอกความละเอยดทจะบอกคาความดงของเสยงตาง ๆ ได จงแบงเปนหนวยยอยลงไป เรยกวา เดซเบล ( dB ) มนษยสามารถไดยนเสยงทมความดงทระดบความเขมของเสยงตงแต 0 – 120 เดซเบล เสยงทดงมากเกนไปอาจทาใหหหนวกได เชน เสยงฟาผาใกลๆ ตว ทมคาความดงเกน 120 dB เปนตน เสยงทมความดงไมมากแตไดยนเปนเวลานานหลายชวโมงกอาจเปนอนตรายได เชน เสยงเครองจกรในโรงงานอตสาหกรรม ( มลภาวะทางเสยง ) องคการอนามยโลกจงกาหนดวาเสยงทปลอดภยตองมความเขมไมเกน 85 dB เมอตองไดยนตดตอกนวนละ 8 ชวโมงขนไป เสยงทดงไมถงขนเปนอนตรายกบห แตอาจมผลกระทบทางดานจตใจได เชน ทาใหเกดความเครยด ไมมสมาธ เปนตน

เราสามารถหาระดบความเขมของเสยง ไดดงน

= 10 log 0I

I …………………(10.9)

S

R A


เมอ แทน ระดบความเขมของเสยงทจดพจารณา ( dB , เดซเบล )

I แทน ความเขมของเสยงขณะใดขณะหนงทจดพจารณา ( watt/m2 )

I0 แทน ความเขมของเสยงตาสดทมนษยไดยน = 10- 12 watt/m2

ตาราง แสดงระดบความเขมเสยงจากแหลงกาเนดตาง ๆ

แหลงกาเนด ระดบความเขมเสยง (dB) ผลการรบฟง การหายใจปกต 10 แทบจะไมไดยน การกระซบแผวเบา 30 เงยบมาก สานกงานทเงยบ 50 เงยบ การพดคยธรรมดา 60 ปานกลาง เครองดดฝ น 75 ดง โรงงานทวไป , ถนนทมการจราจรหนาแนน 80 ดง เครองเสยงสเตอรโอในหอง , เครองเจาะถนน 90 รบฟงบอย ๆ แบบอดลม การไดยนจะ เครองตดหญา 100 เสอมอยางถาวร ดสโกเธค การแสดงดนตรประเภทรอค 120

ไมสบายห ฟาผาระยะใกล 130 เครองบนไอพนกาลงขนทระยะใกล 150 เจบปวดในห จรวดขนาดใหญกาลงขนทระยะใกล 180 แกวหชารดทนท

ขอสงเกต 1. I รวมกนตรง ๆ ได คอ I รวม = I1 + I2 + I3 2. รวมกนตรง ๆ ไมได คอ รวม 1 + 2 + 3

10.4.3 มลภาวะของเสยง เมอเราอยใกลบรเวณทกาลงมการตอกเสาเขมหรอมการขดเจาะถนนดวยเครองเจาะหรอบรเวณโรงงานอตสาหกรรมทมเครองจกรขนาดใหญ หรอแมแตในบรเวณสนามบน เสยงทเกดขนในบรเวณเหลาน จะเปนเสยงทมระดบความเขมเสยงสง ถาหรบฟงเสยงเหลานตดตอกนนาน ๆ จาทาใหสภาพหและสภาพจตใจของผฟงผดปกตได ดงนนผททางานในบรเวณทมระดบความเขมสง จงตองมจกอดหหรอทครอบหหรอวสดเกบเสยงอนๆ เพอชวยลดระดบความเขมเสยงใหหปลอดภย เนองจากเสยงทมระดบความเขมเสยงสง เปนอนตรายตอผฟงทอยใกล กระทรวงมหาดไทยจงไดออกประกาศเกยวกบความปลอดภยในการทางานในบรเวณทมเสยงดงโดยมเกณฑ ดงแสดงในตาราง ตาราง ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรองความปลอดภยเกยวกบเสยง เวลาในการทางานตอวน ( ชวโมง ) ระดบความเขมเสยงทคนทางานไดรบอยางตอเนองตองไมเกน (เดซเบล)

นอยกวา 7 7 – 8

มากกวา 8

91 90 80

เสยงทมระดบความเขมเสยงสง และเสยงททาความราคาญแกหผฟง คอ มลภาวะของเสยง


การปรบปรงหรอแกไข แหลงกาเนดเสยงใหมกาลงเสยงลดลง จะทาใหระดบความเขมของเสยงลดลงดวย จงจดเปนการลดมลภาวะของเสยงวธหนง ในกรณทเราไมสามารถแกไขความดงของเสยงทแหลงกาเนดเสยงได การปองกนโดยวธอน ๆ เชน การใชจกอดห หรอทครอบห หรอการตดตงวสดเกบเสยง จะสามารถชวยลดมลภาวะของเสยงได 10.4.4 หกบการไดยน หเปนอวยวะสาคญในการรบเสยง แบงออกเปน 3 สวนคอ

1. หสวนนอก ( external ear ) ประกอบดวยใบห รหหรอชองห จนถงแกวห ทาหนาทรบเสยงจากภายนอก คลนเสยงเดนทางไปทางรห โดยมชองหทาหนาทรวมเสยงไปสแกวห

2. หสวนกลาง ( middle ear ) อยถดจากแกวหเขาไป มลกษณะเปนโพรงอากาศ ภายในมกระดก 3 ชน ไดแกกระดกคอน อยชดแนบกบแกวห กระดกโกลนมฐานวางปดชองทตอไปยงหชนใน และกระดกทงทาหนาทสงตอแรงสนสะเทอนของเสยงไปยงหสวนใน และหสวนกลาง นอกจากนยงทาหนาทปรบความดนอากาศภายในใหเทากบความดนอากาศภายนอก โดยอาศยทอทตดตอกบโพรงอากาศ หากความดนไมเทากนจะทาใหหออ ไดยนเสยงไมชดเจน

3. หสวนใน ( inner ear ) ประกอบดวยสวนสาคญ 2 สวน สวนแรก คอ คอเคลย ( cochlea ) เปนทอขดคลายรปหอยโขง ภายในมของเหลว มเซลลรบความ

สนสะเทอนของของเหลวภายในคอเคลย ทาหนาทรบคลนเสยง และแปลงเปนคลนไฟฟาไปตามประสาทไดยนไปยงสมอง เพอรบรการไดยนและแปลความหมายโดยสมอง

สวนทสอง คอ ทอครงวงกลม 3 ทอ ตงฉากซงกนและกน ทาหนาทรบการทรงตวของรางกายและการเคลอนไหวของศรษะ

แบบทดสอบ 10.4 ความเขมเสยงและการไดยน

1.1 ชายคนหนงขณะอยหางจากแหลงกาเนด 3 เมตรจะไดยนเสยงมความเขม 10- 8 W / m2 แหลงกาเนดเสยงมกาลง

เสยงกวตต (36 10- 8 วตต)

1.2 ความเขมของเสยงทนอยทสดทมนษยรบฟง ไดมคา 10 – 12 วตตตอตารางเมตร เสยงทมความเขม 10 – 10 วตต ตอตารางเมตรจะมระดบความเขมเสยงเปนเทาใด

เสยง

เสนประสาทห

ใบห

กระดกคอน

ทอครงวงกลม

คอเคลย

ทอยสเตเชยนทวป


1.3 แมลงตวหนงบนหนไปในแนวเสนตรงดวย ความเรว 0.1 m/s จากคนคนหนงซงยนอยนงในทโลงอยากทราบ วาคนนนจะไดยนเสยงจากการบนของแมลงนานเทาใด ถากาหนดใหอตราของพลงงานเสยงทแมลงนนสงออก

มาเทากบ 4 10 – 12 วตต เมอเสยงทเบาทสดทมนษยสามารถไดยนไดมความเขม 10– 12 วตต/ตารางเมตร 1.4 สไวโอลนหนงตวมระดบความเขมเสยง 10 เดซเบล ถาจะใหระดบความเขมเสยง เปน 30 เดซเบล จะตอง สไวโอลนพรอมกนกตว 2.1 ระดบเสยงทากทสดกเดซเบล ทมนษยไมควรฟงตดตอกนเกน 8 ชวโมง ตามกฎหมายแรงงาน 2.2 ในบางครงเราอาจเรยกสนขดวยการเปานกหวดชนดทคนไมไดยนเสยง นกหวดชนดนควรใหเสยงความถเปน อยางไร 2.3 หวดรถไฟมกาลงเสยง 20 วตต ถาคลนเสยงจากหวดรถไฟแผหนาคลนออกไปเปนรปทรงกลม จงหาความเขม

เสยงทผวทรงกลม ซงอยหางออกไปจากหวดรถไฟ 150 เมตร (7.07 10 – 12 W/m2) 3.2 นาย ก. เหนพลแตกกลางอากาศเหนอศรษะเขาขนไป 80 เมตร ขณะเดยวกนนาย ข. ซงอยหางจากนาย ก. ตามแนวราบ เปนระยะทาง 60 เมตร กเหนพลแตกเชนกน ความเขมของเสยงพลทนาย ข. ไดรบเปนกเทา ของความเขมเสยงพลทนาย ก. ไดรบ (0.64) 3.3 รถยนตทวงบนทางดวนพเศษสายหนง ทาใหเกดเสยงทมระดบเสยง 90 เดซเบล ทระยะหางจากถนน 20 เมตร นกเรยนจะมวธการอยางไรทจะทาใหไดยนเสยงนมระดบลดลง (-)

4.1 (O-NET49) เสยงผานหนาตางในแนวตงฉาก มคาความเขมเสยงทผานหนาตางเฉลย 1.0 10 - 4 วตตตอ ตารางเมตร หนาตางกวาง 80 เซนตเมตร สง 150 เซนตเมตร กาลงเสยงทผานหนาตางมคาเทาใด

1. 0.8 10- 4 W 2. 1.2 10- 4 W 3. 1.5 10- 4 W 4. 8.0 10- 4 W 5.1 (มข.50) โรงงานแหงหนงเปดเครองจกรเครองหนง และวดระดบความเขมเสยงทเกดจากการทางานของ เครองจกรได 80 เดซเบล ถาโรงงานนเปดใชเครองจกรทงหมดทมอย 20 เครอง จะวดระดบความเขมเสยง ไดเทาไร (สมมตใหความเขมเสยงทออกมาจากเครองจกรแตละเครองมขนาดเทากนทตาแหนงเครองวด) (กาหนดให log 2 = 0.3) 1. 86 เดซเบล 2. 93 เดซเบล 3. 100 เดซเบล 4. 160 เดซเบล 5.2 (มข.51) ถาลาโพงเครองหนงมกาลงลดลงจากเดม 10 % และผฟงยนหางจากลาโพงเปน 2 เทาของระยะหางเดม จงหาวาผฟงจะไดยนเสยงทมระดบความเขมเสยงลดลงกเดซเบล กาหนดให log 2 = 0.3 log 3 = 0.5 1. 6.0 2. 4.0 3. 3.0 4. 2.0 5.3 (มข.51) เมอยงปน 1 นด ทาใหเกดเสยงทมระดบความเขมเสยง 20 เดซเบล ถาตองการทาใหเกดเสยงทม ระดบความเขมเสยง 40 เดซเบล จะตองยงปนพรอมกนกกระบอก 1. 2 2. 10 3. 20 4. 100 5.4 (มข.52) แดงเหนดอกไมไฟระเบดอยเหนอศรษะของเขาในระยะ 10 เมตรพอด ในขณะเดยวกน ถาดายนหาง จากแดง บนพนราบเดยวกนไปตามแนวราบเปนระยะ 24 เมตร เขาจะไดยนเสยง ดอกไมไฟระเบดดวยความเขม เสยงเปนกเทาทแดงไดยน 1. 25:169 2. 25:144 3. 5:13 4. 5:12


5.5 (มข.52) ความเขมเสยง 18 x 10-7 วตตตอตารางเมตร คดเปนระดบความเขมเสยงกเดซเบล (กาหนดให log2 = 0.3010 และ log3 = 0.4771) 1. 5.26 2. 50 3. 52.6 4. 62.6 5.6 (มข.53) เมอเรายนหางจากแหลงกาเนดเสยงคงตว 10 เมตร เราไดยนเสยงดวยระดบความเขม 50 เดซเบล ถา เราเดนเขาหาแหลงกาเนดเสยงจนเหลอระยะหาง 1 เมตร จะไดยนเสยงดงกเดซเบล 1. 52 2. 70 3. 500 4. 5000 5.7 (มข.54) แดงยนหางจากลาโพง 40 เมตรจะพอดไดยนเสยงจากลาโพง ถาเขาเดนเขาไปยนทตาแหนงหาง จากลาโพง 10 เมตร จะไดยนเสยงกวตต/ตารางเมตร

1. 2 10-12 2. 4 10-12 3. 8 10-12 4. 16 10-12 5.8 มานเหนพลแตกกลางอากาศเหนอศรษะขนไป 40 เมตร ขณะเดยวกนกบชใจ ซงอยหางจากมานตามแนว ราบเปนระยะทาง 30 เมตร กเหนพลแตกเชนกน ความเขมเสยงทชใจไดยนเปนกเทาของมาน (มข.55)

1. 0.64 เทา 2.0.36 เทา 3. 2.44 เทา 4.7.72 เทา 10.5 เสยงดนตร

10.5.1 ระดบเสยง การไดยนเสยงในแตละครง มองคประกอบสาคญ 3 ประการ คอ 1. แหลงกาเนดเสยง 2. ตวกลาง 3. ประสาทรบเสยง

เมอมองคประกอบ 3 ประการครบแลว เราอาจจะไดยนหรอไมไดยนเสยงกได ขนกบสงสาคญ 2 ประการ คอ 1. ความถของเสยง 2. ความเขมของเสยง ลกษณะของเสยงทไดยน แบงได 2 ลกษณะ คอ 1. เสยงดง - คอย ขนอยกบอมพลจดของเสยง ถาคลนเสยงอมพลจดมากเสยงดงมาก ถาคลนเสยง

อมพลจดนอยเสยงดงคอย 2. เสยงแหลม – ทม (หรอระดบเสยง) ขนกบความถของเสยง ถาคลนเสยงมความถสงเสยงจะแหลม ถาคลนเสยงมความถตาเสยงจะทม ความถตาสด – ความถสงสดทหคนปกตไดยนเทากบ 20 – 20,000 เฮรตซ

การแบงระดบเสยง มหลายวธ เชน 1. การแบงเสยงดนตรทางวทยาศาสตร

ตาราง การแบงระดบเสยงดนตรในวทยาศาสตร

ระดบเสยง C ( โด ) D ( เร ) E ( ม ) F ( ฟา ) G(ซอล) A ( ลา ) B ( ท ) C / (โด ) ความถ ( Hz ) 256 288 320 341 384 427 480 512

2. การแบงระดบเสยงของเครองดนตรสากลทนยมในปจจบน

ตาราง การแบงระดบเสยงดนตรในทางดนตรสากล

ระดบเสยง C ( โด ) D ( เร ) E ( ม ) F ( ฟา ) G(ซอล) A ( ลา ) B ( ท ) C / (โด ) ความถ ( Hz ) 261.6 293.7 329.6 349.2 392.0 440.0 493.9 523.3


เสยงคแปด (Octave) คอ เสยงดนตรในทางวทยาศาสตรคหนงทมความถคาเปน 2 เทาของอกคาหนง เชน เสยง C กบ C เปนเสยงคแปด เพราะ C มความถ 2 เทาของ C เสยง C กบ C เปนเสยงคแปด เพราะ C มความถ 2 เทาของ C การหาความสมพนธของความถในเสยงคแปด x = 2X

x = 2X = 2(2X) = 22X

ดงนน Xn = 2nX …………………….(10.10) เมอ X แทน ความถใด ๆ n แทน จานวนขดบน X

10.5.2 คณภาพเสยง (Quality) คณภาพของเสยง หมายถงความไพเราะของเสยง ขนอยกบจานวนโอเวอรโทนของเสยงถาจานวนโอเวอรโทนมากเสยงจะนมนวล ถาจานวนโอเวอรโทนนอยความนมนวลของเสยงจะนอยลง เสยงดนตร เสยงดนตรเปนจะเปนเสยงทนาฟงหรอไมตองประกอบดวยสงตอไปน - ระดบเสยง ขนอยกบความถ ความถสงเสยงจะแหลม ความถตาเสยงจะทม - ความดง ขนอยกบความเขมของเสยงหรอแอมพลจด แอมพลจดมากเสยงดง แอมพลจดนอยเสยงคอย - คณภาพของเสยง ขนอยกบคาความเขมของเสยง (I) และความถของเสยง (f) คณภาพของเสยงทาใหเราแยกไดวาเสยงดงกลาวมาจากเครองดนตรชนดใด เครองดนตรแบงออกเปน 3 ประเภทใหญ ๆ คอ

1. เครองดนตรประเภทสาย 2. เครองดนตรประเภทเคาะ หรอต 3. เครองประเภทเปา เครองดนตรประเภทสาย เชน ไวโอลน กตาร เบส ซออ ซอดวง ซอสามสาย ขม จะเข พณ เสยงทออกมาจะขนอยกบความตงของสายนน ถาสายตงมากจะไดเสยงสง ถาสายหยอนเสยงจะตาลง และถาสายใหญเสยงจะตากวาสายเลกระยะทเสนเสยงสนสนจะไดเสยงสง แตระยะทเสนเสยงสนยาวจะไดเสยงตา เครองดนตรประเภทสายมกมกลองเสยง เพอทาใหเสยงดงขน เพราะใชหลกการสนพองมาชวย เครองดนตรประเภทเคาะหรอต เชน กลอง ฉง ฉาบ ระนาด องกะลง ระฆง กรบ วตถขนาดเลกเมอเกดการสนสะเทอนจะใหเสยงสงกวาวตถขนาดใหญ ถาวตถทใชเคาะตางกนจะเกดเสยงตางกน เชน ระนาดทมใหเสยงทมกวาระนาดเอก เครองดนตรประเภทเปา เครองดนตรประเภทนตองใชอากาศทอยในทอหรอในกลองสน เชน ขลย แคน ป แซกโซโฟน รปรางและขนาดเครองดนตรตางกนทาใหลาอากาศในเครองดนตรตางกน จงเกดเสยงตางกน และยงขนกบวสดทนามาทาเครองดนตรดวย

สงทควรทราบเกยวกบเสยงดนตร - chord คอโนตของเสยงดนตรสองโนตหรอมากกวา ทาใหเกดขนพรอมกน - concord หมายถงโนตทงหลายรวมกนเขาทาใหเกดเสยงทนาฟง - dis-cord หมายถงโนตทงหลายรวมกนเขาทาใหเกดเสยงทไมนาฟง - Melody หมายถงเมอโนต 2-3 โนต ทาใหเกดขนตอเนองกนทาใหเกดโนตทรวมกนเปนทานองทนาฟง


เกดการสนครงทสาม เรยก 3rd Harmonic

4

5L

10.5.3 ความถธรรมชาต เปนความถในการสนหรอแกวงของวตถอยางอสระ เชน สายกตารทถกขงตง เมอถกดดบรเวณตรงกลาง

สายกตารจะสนดวยความถธรรมชาต ซงมคาเทากบความถมลฐาน วตถทตรงไวเมอปลอยใหสนมนจะสนดวยความถคงตวคาหนง เรยกวา ความถธรรมชาต เชน การสนของลกตมนาฬกา การสนของมวลผกตดกบสปรง

ลกตมนาฬกา

l

มความถของการสน l

g

2π

1f ……………….….(10.11)

เมอ f แทน ความถของการสน(ความถธรรมชาตของนาฬกา) g แทน ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก l แทน ความยาวของเชอกลกตม

10.5.4 การสนพองของเสยง การสนพองของเสยง เกดเมอความถของเสยงตามธรรมชาต เทากบความถของเสยงทถกทาใหเกดขน หรอ ความถทถกบงคบ หลกการนนามาประดษฐเครองดนตรประเภทสาย เชน ซอ กตาร ไวโอลน โดยมกลองเสยงชวยใหเกดการสนพองของเสยง หลกของการสนพองของเสยง 1. ในทอปลายปดหนงขางไมวาจะเกดการสนพองครงทเทาไร ปากทอจะตองเปนปฏบพและทกนทอจะตองเปนบพเสมอ และเกดคลนนงในทอ

ปลายปดดานหนง L

เขยนเปนสตรทว ๆ ไป เมอ n = 1, 3 , 5 , …….

เกดการสนครงแรกเรยก Fundamental หรอ 1st Harmonic

4

λL

เกดการสนครงทสอง เรยก 2nd Harmonic

4

3L

4

nL


ปลายเปดทงสองขาง L

เขยนเปนสตรทว ๆ ไป

2

nL เมอ n = 1, 2 , 3 , …….

เมอ L = ความยาวของทอ เพมเตม 1. ความถมลฐาน (Fundamental) คอความถตาสดของคลนนงในหลอดทดลอง ซงจะทาใหคลนทไดมความยาวคลนมากทสด 2. โอเวอรโทน (Overtone) คอความถของคลนนงทถดจากความถมลฐาน กรณของคลนนงในหลอด Overtone มคาขนกบจานวน loop 3. ฮารโมนก (Hamonic) คอตวเลขทบอกวาความถนนเปนกเทาของความถมลฐาน

ชอเรยกความถตางๆ คาความถ คาฮารมอนก จานวนฮารมอนก ตอนแรก f1 ฮารมอนกท 1 ความถมลฐาน

f2 = 2f1 ฮารมอนกท 2 โอเวอรโทนท 1

f3 = 3f1 ฮารมอนกท 3 โอเวอรโทนท 2

fn = nf1 ฮารมอนกท n โอเวอรโทนท n-1

ประโยชนของการสนพอง

1. ใชในการตอกเสาเขม 2. ใชในการเขนรถขนจากหลม 3. ใชในการผลตเครองดนตรใหมเสยงดงขน เชน กตาร ไวโอลน กลอง 4. ใชในการแขงเรอ โดยการพายเปนจงหวะพรอมกน

เกดการสนครงแรกเรยก Fundamental หรอ 1st Harmonic

2

L

เกดการสนครงทสอง เรยก 2nd Harmonic

2

2L

เกดการสนครงทสาม เรยก 3rd Harmonic

2

3L


แบบฝกหด 10.5 เสยงดนตร 1.1 จงหาความถของเสยง E กาหนด E = 320 Hz 1.2 เสยงทมความถ 2,560 Hz เปนเสยงสามคแปดของเสยงทมความถเทาใด 1.3 ขณะหนงอณหภม 15 องศาเซลเซยส จงเรมทาการทดลองการสนพองโดยใชหลอดเรโซแนนซกบสอมเสยง เมอปรบหลอดเรโซแนนซใหยาว 20 เซนตเมตร สอมเสยงจะตองสนดวยความถตาสดเทาใดจงจะเกดการสน พองได 1.4 ทอปลายเปดสองขางยาว 80 เซนตเมตร เกดการสนพองกบสอมเสยงอนหนงทใหความถตาสดทจะเกดการสน พองไดถานาสอมเสยงนไปเคาะทปากทอปลายเปดขางเดยวแลวเกดการสนพอง อยากทราบวาทอตอนหลงน ตองยาวอยางนอยทสดเทาไร 1.5 หลอดปลายเปดสองขางปลายหนงจมลงในนาใหอยใตผวน าสวนหนง จดระดบนาหลอดใหไดยนเสยงดงทสด เมอนาสอมเสยงซงกาลงสนมาจอเหนอปากหลอด พบวามสองตาแหนงทเสยงดงทสดตาแหนงแรกหลอดจมลง ในนา 10 เซนตเมตร และตาแหนงทสองหลอดจมลงในนา 35 เซนตเมตร ก. จงหาความยาวคลนเสยงในอากาศ

ข. ในชวงเวลาทคลนเสยงสนครบ 1 รอบคลนในอากาศเคลอนทไดกเมตร ค. ถาความเรวเสยงในอากาศเทากบ340 เมตรตอวนาท ความถสอมเสยงเปนเทาไร

1.6 ขณะหนงอณหภม 30 องศาเซลเซยส จงเรมทาการทดลองการสนพองโดยใชหลอด เรโซแนนซกบสอมเสยง เมอปรบหลอดเรโซแนนซใหยาว 50 เซนตเมตร สอมเสยงจะตองสนดวยความถตาสดเทาใดจงจะเกดการสน พองได 1.7 จงเลอกหลอดเรโซแนนซอนทสนทสด เพอจะใชกบคลนทมความถ 700 เฮรตซ แลวเกดกาทอนได 3 ครง (กาหนดความเรวเสยงเปน 350 เมตรตอวนาท) 2.1 เลนไวโอลนเละกตารดวยเสยงAความถ 440 เฮรตซ แตเสยงทออกมาจากเครองดนตรทงสองมคณภาพเสยง ตางกน เปนเพราะเหตใด 2.2 ความถตาสดทเกดจากเครองดนตรชนดหนงเรยกวาอยางไร 2.3 เพราะเหตใดเครองดนตรทมขนาดใหญ จงใหระดบสงตาของเสยง ตากวาเครองดนตรประเภทเดยวกนทขนาด เลกกวา เชน กลองใบใหญกบกลองใบเลก 2.4 ขวด ก. และ ข. เปนขวดชนดเดยวกน และมขนาดเทากน แตมระดบนาในขวดตางกน เมอใชไมเคาะดานขาง ของขวด ทาใหเกดเสยง ขวดใดมระดบสงตาของเสยงสงกวา เพราะเหตใด

3.1 เมอเปาแซกโซโฟนตวหนงใหเกดเสยงมความถมลฐาน 440 เฮรตซ พรอมกบฮารมอนกท 3 5 9 และ 11 จงหา ความถทงหมดของเสยงทงหมดทเปาจากแซกโซโฟนในขณะนน (440 , 1,320 , 2,200 , 3,960 , 4,840)


3.2 ปรดาสไวโอลนใหเกดเสยง “ซอล” ซงมความถ 384 เฮรตซ ขณะทในหองมอณหภม 30องศาเซลเซยส ถาเขา สไวโอลนเดมในหองปรบอากาศทมอณหภม 26 องศาเซลเซยส โดยเลนโนตเสยง“ซอล” ความถของเสยงจาก ไวโอลนจะเปลยนแปลงหรอไมอยางไรจงอธบาย (-) 3.3 ทอทรงกระบอกปลายปดขางหนงยาว2.40 เมตร ถาเสยงมอตราเรว 343 เมตร ตอวนาท เสยงจากทอนจะม ความถตาสดเทาใด (35.7 Hz) 3.4 เมอใหเสยงความถ 500 เฮรตซ ผานเขาไปในหลอดเรโซแนนซ ขณะอณหภมอากาศเปน 30 องศาเซลเซยส คลนเสยงจะตองมความถเทาใดจงจะเกดการสนพองของอากาศไดอกครงหนง (508.7 Hz) 3.5 ในการทดลองการสนพองของอากาศขณะเกดการสนพองครงแรก ลกสบอยหางจากปากหลอดเรโซแนนซ 18 เซนตเมตร และเมอเกดการสนพองครงถดไปจะตองดงลกสบหางจากปากหลอดเรโซแนนซกเซนตเมตร (54 cm) 3.6 หลอดแกวรปทรงกระบอกเปลาปลายปดขางหนงถานามาใสนาใหมระดบตางๆกนแลวนาสอมสยงทกาลง สนใหเกดเสยงไปไวใกลปากหลอดจะพบวามความสงของนาในหลอดแกว 2 คาททาใหเกดเสยงดงกวาเดม ครงแรกมนาในหลอดแกวสง 12 เซนตเมตร ครงทสอง มน าในหลอดแกวสง 37 เซนตเมตร ถาสอมเสยงสน ดวยความถ 682 เฮรตซ อตราเรวเสยงในอากาศขณะนนมคาเทาใด (341 m/s) 4.1 (O-NET49) ถาดดกตารแลวพบวาเสยงทไดยนตากวาปกต จะมวธปรบแกใหเสยงสงขนไดอยางไร 1. เปลยนใชสายเสนใหญขน 2. ปรบสายใหหยอนลง 3. ปรบตาแหนงสายใหยาวขน 4. ปรบสายใหตงขน 4.2 (O-NET50) ระดบเสยงและคณภาพเสยงขนอยกบสมบตใดตามขอใด 1. ความถ รปรางคลน 2. รปรางคลน ความถ 3. แอมพลจด ความถ 4. ความถ แอมพลจด 5.1 (มข.51) คณภาพของเสยงบอกไดดวยปรมาณใดของเสยง 1. ความยาวคลน 2. ระดบเสยง 3. ความเขมเสยง 4. องคประกอบของฮารโมนกของเสยง 5.2 (มข.53) ในการทดลองการสนพองของเสยง ขณะเกดการสนพองของเสยงครงแรก ลกสบอยหางจากปาก หลอดเรโซแนนซ 20 เซนตเมตร เมอเกดการสนพองครงตอไป ลกสบจะอยหางจากปากหลอดเทาใด 1. 30 เซนตเมตร

2. 40 เซนตเมตร 3. 60 เซนตเมตร

4. 100 เซนตเมตร 5.3 เชอกยาว 1.8 เมตร ผกตดกบเครองเคาะสญญาณทมความถคงท ปลายเชอกอกขางคลองผานรอกทหอยตด กบนอต โดยระยะจากรอกถงเครองเคาะสญญาณเปนระยะ 1.5 เมตร เมอใชนอต 9 ตว ทาใหเกดคลนนง ในเสนเชอกได แตถาลดนอตลงคลนนงหายไป และจะเกดอกครงเมอเหลอนอต 4 ตว จงหา จานวนลปท เกดขนเมอใชนอต 9 ตว (มข.55)

1. 1 ลป 2. 2 ลป 3. 3 ลป 4. 4 ลป


5.4 (มข.54) ถาใหเสยงทมความถ 600 เฮรตซ เปนความถฮารโมนคลาดบทหนง จงหาคาสงสด (nmax) ของ ลาดบฮารโมนคท n ทหคนเราไดยน

1. nmax = 33 2. nmax = 20 3. nmax = 16 4. nmax = 10 5.5 ขณะทอตราเรวเสยงในอากาศเปน300 m/s วดความดนอากาศทมความดนอากาศทมคลนเสยงผาน ณ ตาแหนงหนงแลวได กราฟดงรปจงความถคลนเสยงน (มข.56) 1. 2, 4, 6, ... Hz

2. 10×10-3, 20×10-3, 30×10-3, … Hz

3. 10, 20, 30, … Hz

4. 100, 200, 300, ... Hz

5.6 ขณะอตราเรวเสยงในอากาศเปน 320 m/s ถาเปาขวดทมความลก 0.2 m เสยงความถเทาใดทไมเกดขน (มข.56) 1. 400 Hz 2. 800 Hz 3. 1200 Hz 4. 2,000 Hz 10.6 บตสและคลนนงของเสยง จากรป 10.3 คลนเสยงถกเปลงออกมาจากลาโพง A และ B มความถ f1 และ f2 ตามลาดบ

รป 10.3

ความถ f1 และ f2 ตางกนเลกนอย ปรากฏวาเสยงจากลาโพง A และ B จะมาแทรกสอดกนทาใหเกดคลนรวมมลกษณะทแอมพลจดเปลยนแปลง บรเวณทมแอมพลจดสงเสยงจะดง บรเวณทมแอมพลจดตาเสยงจะคอย บรเวณทงสองไมอยนงกบท แตจะเคลอนทไปทาใหเราไดยนเสยงดงและคอยสลบกนไปเปนจงหวะ ปรากฎการณนเรยกวา บตส (Beats)


สตรคานวณบตส (ความถบตส = fb )

1. fb = f1 - f2 ( เมอ f1 f2 ) หรอ f2 - f1 ( เมอ f2 f1 )

2. ถาโจทยใหหาความถเฉลย fเฉลย = 2

21 ff fเฉลย ตองอยในชอง 20 – 20000 Hz จงจะไดยน

ขอควรจา จากการวเคราะหปรากฏการณบตสพบวา

1. ปรากฏการณบตสจะสงเกตไดชดเจน เมอ 2

21 ff f1 - f2 หรอ fลพธ fb

นนคอ ผลตางของความถของคลนสองขบวนตองนอยมากเมอเทยบกบความถของคลนลพธ หรอเทยบกบความถของคลนแตละขบวนทมารวมกน

2. ความถบตส (fb) ตองไมมากนก ไมควรเกน 7 Hz ถาสงกวานจะไมไดยนการเกดบตส 3. แอมพลจดของคลนทงสองขบวนตองมขนาดใกลเคยงกน มฉะนนเสยงดงและคอยจะไมแตกตางกน อาจฟงไมชดเจนทาใหไมรสกวาไดยนการเกดบตส ประโยชนของบตส

1. ใชวดความถของสอมเสยง เมอทราบความถมาตรฐานและความถของบตส 2. ใชเทยบเสยงของเครองดนตร เชน การเทยบเสยงของสายกตารโดยมเครองเทยบเสยง

มาตรฐานเปรยบเทยบไมวาจะเปนไวโอลน หรอกตาร ใชหลกวาเมอเสยงเทากนแลวจะไมเกดบตส ถายงเกดบตสอยแสดงวาเสยงยงไมเทากน ตองปรบจนเสยงทงสองไมทาใหเกดบตส การเกดบตสนนหบางคนอาจจะไวรบเสยงได แตบางคนกรบไมได

คลนนง (Standing Wave ) คอ คลนรวมทเกดจากคลนสองขบวน ( ซงเปนคลนจากแหลงกาเนดอาพนธ ) เคลอนทเขา หากนในตวกลางเดยวกน มผลใหเกดปฏบพและบพสลบกนไป โดยตาแหนงของปฏบพ และบพคงท ไมเปลยนตาแหนง ดงรป 10.5

รป 10.5 พจารณารป 10.5 สมมตลาโพง A และ B เปลงเสยงซงม ความถ ความยาวคลน แอมพลจด และเฟสตรงกนออกมาวงสวนกน ตาแหนงท 1,3,5,7,9,11,13 เรยกวาปฏบพ ตาแหนง 2,4,6,8,10,12 เรยกวาบพ ถาเราฟงเสยงตรงตาแหนงทเปนปฏบพของความดนเสยงจะดงมาก แตถาเราฟงเสยงตรงตาแหนงทเปนบพของความดงเสยงจะคอยมาก


การหาความยาวคลนปลายตง ทง 2 ขาง ไดดงน

การหาความยาวคลนปลายตง ขางเดยวไดดงน

การหาความยาวคลนปลายอสระทงสองขางไดดงน

แบบฝกหด 10.6 บตสและคลนนงของเสยง 1.1 ลาโพง 2 ตว สงเสยงความถ600 และ 605 Hz ออกมา ถามวาความถของเสยงทเราไดยนและความถบตสเปน เทาไร 1.2 ถาตองการใหเกดเสยงดงเปนจงหวะๆ ตางกนทกครงวนาท จะตองเคาะสอมเสยงซงมความถ 500 เฮรตซ พรอมกบสอมเสยงทมความถเทาไร 1.3 เมอเคาะสอมเสยงสองอนมความถ 450 และ 456 เฮรตซ จะทาใหเกดจงหวะเสยงดงหรอเสยงคอยใน 1 วนาท เทากบเทาไร 1.4 ถาตองการใหเกดเสยงดงเปนจงหวะๆ ตางกนทก 0.1 วนาท จะตองเคาะสอมเสยงซงมความถ 500 เฮรตซ พรอมกบสอมเสยงทมความถเทาไร

L

2

L

4

L

2

L

L

43

L

จากรป 2 = L

= 2L จากรป = L


= 4L


= 34L


= 2L

จากรป = L


1.5 ถาอณหภมของอากาศขณะนนเปน 25 องศาเซลเซยส จงหาความยาวทนอยทสดของกลองเสยงททาใหเกด ความถเสยง จากการสนของสอมเสยงดวยความถทตดตงบนกลองเสยงดวยความถ 230 เฮรตซ (1.5 m) 1.6 ถาอณหภมของอากาศขณะนนเปน 15 องศาเซลเซยส จงหาความยาวทนอยทสดของกลองเสยงททาใหเกด ความถเสยง จากการสนของสอมเสยงดวยความถทตดตงบนกลองเสยงดวยความถ 680 เฮรตซ 2.1 ไวโอลนสองตวความถ 438 และ 440 เฮรตซ ถาสไวโอลนทงสองพรอมกนจะเกดปรากฏการณใดของเสยง 2.1 เรอลาหนงกาลงแลนเขาหาหนาผา กปตนเรอเปดหวดสงสญญาณดวยความถคงตว โดยเปดสญญาณอยาง ตอเนอง เพราะเหตใดผคนบนเรอจงไดยนเสยงปด 2.1 การหาอตราเรวของเสยงในของเหลวโดยใชหลกการของคลนนง ทาไดอยางไร อธบาย 3.1 นกดนตรผหนงดดกตารทาใหเกดเสยงความถ ขณะเดยวกบทมเสยงออกมาจากแหลงกาเนดเสยงอน ทาให เกดการบดมความถ 5 เฮรตซ เมอเขาปรบความถของเสยงจากสายกตารลดลงเปน 329.6 เฮรตซ ปรากฏวาได ยนเสยงทมระดบสงตาของเสยงเดยวกน จงหาความถ (334.6 Hz) 3.2 แหลงกาเนดเสยงสงคลนเสยงความถ 1000 เฮรตซ ดวยกาลงเสยงคงตว เขาหากาแพงในแนวตงฉาก ดงรป เมอใชเครองรบฟงเสยงเคลอนทบนแนว XY พบวาความเขมเสยง ณ ตาแหนงตางมคาไมสมาเสมอ ทงนเกด จากสมบตใดบางของเสยง(-)

3.3 แหลงกาเนดเสยงความถ 2000 เฮรตซ ไปกระทบตวสะทอนอนหนง เมอใชเครองรบฟงเสยงเคลอนไปตาม แนวตรงระหวางแหลงกาเนดเสยงกบตวสะทอนไดยนเสยงดง คอยสลบกน ถาตองการใหตาแหนงเสยงดง สองตาแหนงทอยถดกนอยหางกนมากกวาเดม 2 เซนตเมตร แหลงกาเนดเสยงจะตองสงเสยงความถเทาใด ไปกระทบตวสะทอน อตราเรวของเสยงในอากาศเทากบ 340 เมตรตอวนาท (1,619.05 Hz) 4.1 (O-NET51) ในการเปรยบเทยบเสยงกรตากบหลอดเทยบเสยงมาตรฐาน เมอดดสายกรตาพรอมกบหลอด เทยบเสยงเกดบตสขนทความถหนง แตเมอขนใหสายตงขนเลกนอยความถของบตสสงขน ความถของเสยง กรตาเดมเปนอยางไร 1. สงกวาเสยงมาตรฐาน 2. ตากวาเสยงมาตรฐาน 3. เทากบเสยงมาตรฐาน 4. อาจจะมากกวาหรอนอยกวาเสยงมาตรฐานกได 4.2 (O-NET52) สมบตตามขอใดของคลนเสยงทเกยวของกบการเกดบตส 1. การสะทอน 2. การหกเห 3. การเลยวเบน 4. การแทรกสอด 5.1 (มข.52) ลาโพงสองตวมลกษณะเหมอนกนทกประการถกตอเขากบแหลงกาเนดสญญาณความถ 500 เฮรตซ เครองเดยวกนแตลาโพงตวหนงถกตอสายสญญาณแบบกลบขวกบอกตวหนง นาลาโพงทงสองมาวางหนหนา เขาหากนหางกนพอสมควร คากลาวตอไปนขอใดถกตอง 1. เสยงจากลาโพงจะทาใหเกดบตสในชวงระหวางลาโพงทงสอง 2. ทตาแหนงกงกลางระหวางลาโพงทงสองจะเกดบพของคลนเสยง 3. ทตาแหนงกงกลางระหวางลาโพงทงสองจะเกดปฏบพของคลนเสยง 4. ทตาแหนงกงกลางระหวางลาโพงทงสองอาจจะเกดบพหรอปฏบพของคลนเสยงกได


5.2 (มข.53) คลนเสยงชด A มความถ 210 เฮรตซเคลอนทรวมกบคลนเสยงชด B ซงมเสยงทมกวา ปรากฏวาเกด บตสดวยความถ 4 บตสตอวนาท คลนเสยงชด B มความถกเฮรตซ 1. 206 2. 208 3. 212 4. 214 5.3 แหลงกาเนดเสยงสงคลนเสยงทมความถ 700 เฮรตซ ไปกระทบตวสะทอนตวหนง เมอใชเครองรบฟงเสยง เคลอนไปตามแนวแหลงกาเนดเสยงกบตวสะทอนไดยนเสยงดง คอย สลบกน ถาตองการใหตาแหนงเสยง ดงสองตาแหนงทอยถดกนหางกนมากกวาเดม 5 เซนตเมตร แหลงกาเนดเสยงตองสงความถเทาใด ถา ความเรวเสยงในอากาศเปน 350 เมตรตอวนาท (มข..55)

1. 583.3 เฮรตซ 2. 636.3 เฮรตซ 3. 783.3 เฮรตซ 4. 836.3 เฮรตซ 5.4 ขณะทเดนตามเสนทาง A B ซงไกลพอสมควร ผานลาโพง A และ B ทกระจายเสยงความถตางกน ดวยความดนทเทากน ดงรป ขอความใดไมถกตอง (มข.56) 1. ทตาแหนง A จะไดยนเสยงดงและเบาสลบกน อยางละ 5 ครงตอวนาท 2. ทตาแหนง B จะไดยนเสยงดงและเบาสลบกน อยางละ 5 ครงตอวนาท 3. ทตาแหนงระหวาง A และ B จะไดยนเสยง มความถ 1005 Hz 4. ถา A และ B ปลอยเสยงความถ 500 Hz เทากนจะมบางตาแหนงทไดยนเสยงเบามาก 10.7 ปรากฏการณดอปเพลอรและคลนกระแทก (Doppler effect and Shock Wave ) ปรากฏการณดอปเพลอร (Doppler effect) คอ ปรากฏการณทเกดขนจากการเปลยนระดบเสยงหรอความถของเสยงอนเนองมาจากการเคลอนทสมพทธระหวางแหลงกาเนดเสยงกบผฟง ลกษณะการเกดปรากฏการณมดงน 1. เมอแหลงกาเนดเสยงเคลอนทเขาหาผฟง หรอผฟงเคลอนทเขาหาแหลงกาเนดเสยง คลนจากแหลงกาเนดเสยงจะอดกระชนมากขน ความถมากทาใหผฟงไดยนเสยงสงขน 2. เมอแหลงกาเนดเสยงเคลอนทออกจากผฟงหรอผฟงเคลอนทออกจากแหลงกาเนดเสยง คลนเสยงจะกระจายกวางออกกวาเดม ความถลดลง ทาใหผฟงไดยนเสยงตาลง

กรณท 1 แหลงกาเนดเคลอนท ผสงเกตหยดนง จาก v f

จะไดวา s

s

v v

f

s

s

v v

fน

s

s

v v

fล

ล น

s น


ความถเสยงทผสงเกตไดยน กรณ แหลงกาเนดเคลอนทออกจากผสงเกต

จาก s

s

v v

fล

และ 0

vf

ล

จะได 0 s

s

vf f

v v

กรณ แหลงกาเนดเคลอนทเขาหาผสงเกต

s

s

v v

fน

0

vf

น

0 s

s

vf f

v v

กรณท 2 แหลงกาเนดเสยงหยดนง ผสงเกตเคลอนท

กรณ ผสงเกตเคลอนทเขาหาแหลงกาเนดเสยง

จาก v f

s

v

f

จะได 00 s

v vf f

v

กรณ ผสงเกตเคลอนทออกจากแหลงกาเนดเสยง

จาก v f

s

v

f

จะได 00 s

v vf f

v

กรณท 3 แหลงกาเนดและผสงเกตตางเคลอนท เปนการนาเอา 2 กรณแรกมาผสมกน โดยเมอพจารณาทง 3 กรณ สามารถสรปเปนสมการทใชคานวณหาความถเสยงทผฟงไดรบ ดงน

00 s

s

v vf f

v v

เมอ f0 แทน ความถทผสงเกตไดยน (Hz) fs แทน ความถของแหลงกาเนด (Hz)

sv

sv

S 0 0f ,v

S 0 0f ,v


v แทน ความเรวเสยงในอากาศ (m/s)

v0 แทน ความเรวของผสงเกต (m/s)

v0 เปน + ถาวงเขาหาแหลงกาเนด v0 เปน - ถาวงออกจากแหลงกาเนด

vs แทน ความเรวของแหลงกาเนดเสยง (m/s) เปน + ถาผฟงอยหลงแหลงกาเนด เปน - ถาผฟงอยหนาแหลงกาเนด คลนกระแทก ( Shock Wave ) คอ ปรากฏการณทผสงเกตทหยดนงไดยนเสยงจากแหลงกาเนดเสยง ( Source ) มความเรวมากกวาความเรวของเสยง แสดงลกษณะของคลนไดดงรป

จากรป แหลงกาเนดเสยง ( Source ) เคลอนจาก A B ใชเวลา t คลนเสยง เคลอนจาก A Cใชเวลา t อนเดยวกน

จะได sin = ABAC

= t

ABt

AC

= Sv

v ดงนน sin =

Svv

เมอ v แทน ความเรวคลนเสยง, vS แทน ความเรวของแหลงกาเนด, แทน ครงหนงของมมทปลายกรวย Mach number คอเลขทใหทราบความเรวของแหลงกาเนดเสยงเปนกเทาของความเรวคลนเสยง L แทน ระยะหางจากคนไปยงเครองบน h แทน ความสงตามแนวดงจากคนไปยงเครองบน

หาคา Mach number ไดจาก อตราสวนระหวาง อตราเรวของแหลงกาเนดกบอตราเรวเสยง

Mach number = v

vS = θsin

1 = h

L

ขอสงเกต 1. ถาเลขมค (Mach Number) < 1 แสดงวา vs < v Subsonic

2. ถาเลขมค (Mach Number) = 1 แสดงวา vs = v หนาคลนตอนหนาแหลงกาเนดคลนจะซอนกน เรยกวา Critical Sonic

A

B

หนาคลนกระแทก

หนาคลนกระแทก


3. ถาเลขมค (Mach Number) > 1 แสดงวา vs > v ทาใหเกดหนาคลนกระแทก เรยกวา Shock Wave

แบบฝกหด 10.7 ปรากฏการณดอปเพลอรและคลนกระแทก

ตวอยาง ขบรถคนหนงดวยความเรว 25 m/s เปดแตรสงเสยงดวยความถ 300 Hz ขณะนนความเรวของเสยง 340 m/s จงหา ก. ความยาวคลนดานหนา ข. ความยาวคลนดานหลง

ก. วธทา จาก s

s

v v

fน

340 25

300น

315

300น = 1.05 เมตร

ข. วธทา จาก s

s

v v

fล

340 25

300ล

365

300ล = 1.22 เมตร

ตวอยาง รถยนตคนหนงกาลงแลนดวยความเรว 25 m/s เปดแตรดวยความถ 200 Hz ออกมา ผสงเกตบนอยบนรถ อกคนหนงกาลงแลนดวยความเรว 10 m/s จะไดยนเสยงแตรดวยความถเทาใด (vv= 340 m/s) เมอ

ก. ผสงเกตนาหนารถเปดแตร ข. แลนสวนทางกน ค. ผสงเกตเคลอนทตามรถเปดแตร ง. แลนไปคนละทศทาง

ก. ผสงเกตนาหนารถเปดแตร

วธทา 00 s

s

v vf f

v v

0

340 10f 200

340 25

0

330f 200

315

0f 209.52 Hz

ตอบ ไดยนเสยงแตรดวยความถเทา 209.52 Hz

ข. แลนสวนทางกน

วธทา 00 s

s

v vf f

v v

0

340 10f 200

340 25

0

350f 200

315

0f 222.22 Hz


ตอบ ไดยนเสยงแตรความถเทา 222.22 Hz

ค. ผสงเกตเคลอนทตามรถเปดแตร วธทา 0

0 ss

v vf f

v v

0

340 10f 200

340 25

0

350f 200

365

= 191.78 Hz


ง. แลนไปคนละทศทาง

วธทา 00 s

s

v vf f

v v

0

340 10f 200

340 25

0

330f 200

365

= 180.82 Hz


1.1 รถไฟขบวนหนงวงดวยความเรว 30 m / sในอากาศนง ความถหวดรถไฟมคาเทากบ 600 Hz ถาเสยงในอากาศ มความเรว 330 m /s จงหา ก. ความยาวคลนเสยงเมอผสงเกตอยหนารถไฟ ข. ความยาวคลนเสยงเมอผสงเกตอยหลงรถไฟ

ค. ความถของเสยงทผสงเกตไดยนขณะอยนงเมออยหนารถไฟ ง. ความถของเสยงทผสงเกตไดยนขณะอยนงเมออยหลงรถไฟ

1.2 รถยนตคนหนงกาลงแลนดวยความเรว 40 m/s เปดแตรดวยความถ 100 Hz ออกมา ผสงเกตบนอยบนรถอกคน หนงกาลงแลนดวยความเรว 10 m/s จะไดยนเสยงแตรดวยความถเทาใด (vv= 340 m/s) เมอ

ก. ผสงเกตนาหนารถเปดแตร ข. แลนสวนทางกน ค. ผสงเกตเคลอนทตามรถเปดแตร ง. แลนไปคนละทศทาง

1.3 เครองบนมความเรว 2.5 มค จะมอตราเรวเทากบเทาไร ถาอตราเรวเสยงเทากบ 340 เมตร/วนาท 1.4 ถาตองการใหเครองบนมอตราเรวเปนสองเทาของอตราเรวเสยง หนาคลนกระแทกทเกดจากเครองบนลาน จะตองทามมกนกองศา 1.5 ชายคนหนงยนบนถนนเหนเครองบนลาหนงบนอยเหนอระดบพนดนตรงทเขายนเปนระยะ 3 กโลเมตร นบ

จากนนไปอกกวนาทเขาจงจะไดยนเสยงเครองบน( ถาเครองบนบนเรวกวาเสยง3

5 เทาและอตราเรวเสยงใน

ขณะนนเทากบ 340 เมตร/วนาท) 2.1 ในการวดอตราเรวการไหลของเลอดในหลอดเลอด สามารถวดโยใชคลนเสยงไดอยางไร จงอธบาย


3.1 (มข.50) ชายคนหนงยนรอรบเพอนทสถานรถไฟ ขณะทรถไฟกาลงแลนเขาสถานดวยอตราเรว 36 กโลเมตร ตอชวโมง ไดเปดหวดออกมาดวยความถ 1000 เฮรตซ อยากทราบวาชายผนจะไดยนเสยงความถอยางไร 1. นอยกวาเฮรตซ 2. มากกวาเฮรตซ 3. เทากบเฮรตซ 4. ขอมลไมเพยงพอ 3.2 (มข.52) ในเรองของปรากฏการณดอปเพลอร ขอใดตอไปนไมถกตอง 1. ถาตนกาเนดคลนเคลอนเขาหาผสงเกตทอยนง คลนทผสงเกตไดรบความยาวคลนสนกวาเมอเทยบกบ กรณทตนกาเนดไมเคลอนท 2. ถาตนกาเนดคลนเคลอนเขาหาผสงเกตทอยนง คลนทผสงเกตไดรบความยาวคลนยาวกวาเมอเทยบกบ กรณทตนกาเนดไมเคลอนท 3. ถาผสงเกตเคลอนเขาหาตนกาเนดคลนทอยนง คลนทผสงเกตไดรบความยาวคลนสนกวาเมอเทยบกบ กรณทผสงเกตไมเคลอนท 4. ถาผสงเกตเคลอนทดวยความเรว v เขาหาตนกาเนดคลนทอยนง เทยบกบกรณทตนกาเนดเคลอนทดวย ความเรว v เดยวกนเขาหาผสงเกตทอยนง คลนทผสงเกตไดรบในแตละกรณจะมความถไมเทากน 3.3 (มข.54) รถไฟ A จอดนงอยในสถานแตรถไฟ B แลนเขามาหาแลวเคลอนหนออกไป ถาทงสองเปดหวด ดวยความถเดยวกน ขอสรปตอไปนขอใดไมถกตอง 1. ขณะทรถไฟ B แลนเขามา คนในรถไฟ A ไดรบคลนเสยงจากรถไฟ B มความยาวคลนสนลง

2. ขณะทรถไฟ B แลนหนไป คนในรถไฟ A ไดรบคลนเสยงจากรถไฟ B มความยาวคลนมากลง 3. ขณะทรถไฟ B แลนเขามา คนในรถไฟ B ไดรบคลนเสยงจากรถไฟ A มความยาวคลนสนลง 4. ขณะทรถไฟ B แลนหนมา คนในรถไฟ B ไดรบคลนเสยงจากรถไฟ A มความถนอยลง

10.8 การประยกตความรเรองเสยง จากการศกษาธรรมชาตและสมบตของเสยง เราไดนาความรตาง ๆ มาประยกตใชประโยชนตางๆ หลายดานดวยกน เชน 10.8.1 ดานสถาปตยกรรม การออกแบบอาคาร หองประชมตางๆ มกตองคานงเกยวกบเสยงสะทอนกลบ วาตองการใหมหรอไมม หรอตองการใชมมากนอยเพยงใด - ถาตองการใหมมากกตองออกแบบผนงหอง เพดาน ใหเกดเสยงสะทอนกลบมาเสรมกน - ถาลดเสยงสะทอนกลบ ตองออกแบบใหเกดเสยงสะทอนกลบมาหกลางกนและใชวสดดดกลนเสยง บผนงหองและเพดาน 10.8.2 ดานการประมง - เรอประมงใชเครองโซนาร (SONAR = Sound Navigation and Ranging ) หาตาแหนงของฝงปลา - SONAR จะใชคลนเหนอเสยงทมความถในชวง 20 –100 กโลเฮรตซ - การทางานของ SONAR จะสงคลนเหนอเสยงออกไปเปนจงหวะเมอกระทบฝงปลาจะสะทอนกลบมายงเรอ และสญญาณเสยงถกเปลยนเปนสญญาณไฟฟาผานเครองวเคราะหสญญาณ ซงจะบอกชวงหางของเวลาระหวางสญญาณเสยงทสงออก กบสญญาณเสยงทสะทอนกลบ และแปลงชวงเวลาเปนระยะหางของวตถทสะทอนโดยจะแสดงผลออกมาทางจอภาพ


- ใชคลนเหนอเสยงสอสารระหวางเรอดวยกน 10.8.3 ดานการแพทย

- แพทยไดนาคลนเหนอเสยงมาใชในการตรวจอวยวะภายในของคนเราเพอวนจฉยสาเหตของความผดปกต เชน การตรวจการทางานของลนหวใจ ตรวจมดลก ตรวจครรภ ตรวจเนองอก ตบ มาม และสมอง - คลนเหนอเสยงสามารถสะทอนทรอยตอระหวางชนของเนอเยอตาง ๆ ไดดกวารงสเอกซมาก - คลนเหนอเสยงทใชในวงการแพทยเปลยนพลงงานไฟฟามาเปนพลงงานคลนเหนอเสยงดวยวงจรอเลกทรอนกส ซงมความถในชวง 1- 10 MHz

- คลนดลเหนอเสยงผานผวหนงเขาสรางกายไปกระทบเนอเยอ ซงมความหนาแนนตางกน สะทอนคลนไดดตางกน เครองรบคลนสะทอนจะเปลยนเสยงเปนสญญาณไฟฟา ซงเมอผานเครองวเคราะหคลนสญญาณแลวไปยงคอมพวเตอรสงผลสรปออกทางจอภาพ 10.8.4 ดานธรณวทยา การสารวจธรณฟสกสเปนขนตอนการสารวจโดยการศกษาความแตกตาง และคณสมบตทางกายภาพของชนหน เชน การวดคาความเขมของสนามแมเหลกโลก การวดคาแรงดงดดของโลก การวดความไหวสะเทอน ทงนเพอจะนามาศกษาและแปลความหมายประกอบกบการสารวจธรณวทยา การสารวจนามนโดยการระเบดบางจดบนพนดน แรงระเบดจะสนสะเทอนไปทกทศทกทาง เมอถงชนหนกจะสะทอนกลบและมเครองมอวดแรงสะทอน ซงบอกเวลาและแรงสนสะเทอนออกมาในกระดาษ จากขอมลพอจะบอกลกษณะของแองนามน 10.8.5 ดานวศวกรรมและอตสาหกรรม

- คลนเหนอเสยงยงสามารถนาไปใชตรวจรอยราวในวตถททบ ๆ เชน รอยราวในทอกาซหรอรอยราว บนรางรถไฟ

- หลกการทางาน สงคลน Ultrasonic ออกไปแลวรบคลนสะทอนกลบ แตเปลยนคลนสะทอนกลบใหเปนสญญาณไฟฟา สญญาณไฟฟาทไดจากสวนปกตกบสวนทเปนรอยราวจะมความแตกตางกน

บทที่ 10 เสียง610702 · 2018-12-17 ·...

Documents