บทที่ 2 เสียง (sound)¸ ตราเร วในต วกลางท ม...
Post on 13-Apr-2018
226 Views
Preview:
TRANSCRIPT
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" }หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
บทท 2
เสยง (Sound)
ธรรมชาตและสมบตของเสยง
เสยงเกดจากการสนสะเทอนของวตถซงสงผลใหโมเลกลของตวกลาง
เกดการอดตวและขยายตวแลวเกดการถายทอดพลงงานไปโดยทอนภาคตวกลาง
สนไปมาอยทเดม
เมอพจารณาการเคลอนทของเสยงแลว จะพบวาเสยงมลกษณะเปนคลน
ตามยาว และเนองจากการเดนทางของเสยงนนตองอาศยตวกลางเสมอ ดงนน
เสยงจงมลกษณะเปนคลนกลดวย
1. อตราเรวเสยง
อตราเรวเสยงสามารถหาคาไดจาก
{ EMBED Equation.3
} หรอ { EMBED Equation.3 }
เมอ v = อตราเรว (m/s) s = ระยะทางทเสยงเคลอนทได (m)
t = เวลา (s) f = ความถเสยง (Hz)
= ความยาวคลน (m)
ปจจยทมผลตออตราเรวเสยง
1. ความหนาแนนของตวกลาง
อตราเรวในตวกลางทมความหนาแนนมากกวาจะมคามากกวาในตวกลาง
ทมความหนาแนนนอยกวา
ตารางแสดงอตราเรวของเสยงในตวกลางตางๆทอณหภม 25oC
ตวกลาง ตวกลางอตราเรว (m/s)
อากาศ 346
นา 1,498
นาทะเล 1,531
เหลก 5,200
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
2. อณหภม
อตราเรวเสยงจะแปรผนตรงกบรากท2 ของอณหภมเคลวนเพราะอณหภม
สงขนจะทาใหโมเลกลมพลงงานจลนมากขนการอดตวและขยายตวเรวทาใหเสยง
เคลอนทไดเรวขนดวยจงไดวา
V { EMBED Equation.3 }
ในอากาศนนเราสามารถหาอตราเรวเสยงทอณหภมตางๆไดโดยอาศยสมการ
v = vo + 0.6 t หรอ v = 331 + 0.6 t
เมอ vo = อตราเรวเสยงทอณหภม0oC = 331 m/s
t = อณหภม(oC)
ใบงานท 2.1
ธรรมชาตของเสยงและความเรวเสยง
1. ณ อณหภม 35oCอตราเรวเสยงในอากาศจะมากกวา ณ อณหภม 30
oCอยก
เมตรตอวนาท
ก. 3 ข. 6 ค. 12 ง. 34
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
2. ขณะเรอขดเจาะนามนเกดระเบดกลางมหาสมทร เรอลาดตระเวนลาหนง
สามารถตรวจรบสญญาณคลนเสยงจากใตทองเรอไดกอนทจะไดยนเสยงทมาทาง
อากาศถง 20 วนาท เรอลาดตระเวนลานอยหางจากทเกดเหตกกโลเมตรถา
ความเรวเสยงในนาทะเลมคา 1531 m/s และความเรวเสยงในอากาศขณะนนมคา
346 m/s
ก. 8.94 ข. 16.3 ค. 25.8 ง. 30.6
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
3. แหลงกาเนดเสยงสนดวยความถ 692 เฮรตซ ในอากาศทมอณหภมเปน 25oC
จงหาวาจด 2 จดบนคลนเสยงทมเฟสตางกน 60o จะหางกนเทาไร
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
………………………………………………………………………………………….……………………………….
คณสมบตของเสยง
ดงไดกลาวไปแลววา เสยงเปนคลนชนดหนง ดงนนเสยงจงตองม
สมบตของคลนครบ 4 ประการ ไดแก การสะทอนได การหกเหได การแทรกสอดได
และการเลยวเบนได
1 การสะทอนของเสยง
เมอเสยงไปตกกระทบวตถทมขนาดใหญกวาความ
ยาวคลนเสยงเสยงจะสะทอนออกจากวตถนนได
*** สงควรทราบเพมเตมเกยวกบการสะทอนเสยง
1) วตถทจะสะทอนเสยงออกมาไดนนตองมขนาด
ใหญกวาความยาวคลนเสยงหากวตถมขนาดเลกกวา
ความยาวคลนเสยงเมอเสยงตกกระทบจะเลยวออมไป
ทางอนไมสะทอนออกมา
2) หากมเสยงสะทอนจากหลายแหลงมาถงผฟงใน
ชวงเวลาทตางกนมากกวา 0.1 วนาทจะทาใหไดยนเสยงสะทอนหลายเสยง
เรยกวาเกดเสยงกอง
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
แบบฝกทกษะท 2
1. (PAT2/53) หากตองการคดแยกผลไมขณะกาลงไหลผานมาตามรางนาโดยอาศย
การสะทอนของเสยงจากเครองโซนาร โดยตองการแยกผลไมทมขนาดใหญกวา
และเลกกวา 5 เซนตเมตร ออกจากกน จงหาความถเหมาะสมของคลนจากโซ
นาร (ความเรวเสยงในนา = 1500m/s)
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. (PAT2/53) เรอหาปลาลาหนงหาฝงปลา
ดวยโซนารสงคลนดลของเสยงความถสงลง
ไปในนาทะเลถาฝงปลาอยหางจากเครองกาเนด
คลนไปทางหวเรอเปนระยะทาง 40 เมตร และ
อยลกจากผวนาเปนระยะ 30 เมตร หลงจาก
สงคลนดลจากโซนารไปเปนเวลาเทาใด จงจะ
ไดรบคลนทสะทอนกลบมากาหนดความเรวเสยงในนาทะเล = 1,500 m/s
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................. ...................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
3. ชายคนหนงตะโกนเสยงมความถ 1,000 ครง/วนาท ออกไปยงหนาผาซงอย
หางออกไป300 เมตร ปรากฏวาเขาไดยนเสยงสะทอนกลบหลงจากตะโกนแลว 4
วนาท จงหา
ก) ความเรวเสยง ข) ความยาวคลนเสยง
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
4. บายวนหนง ชายคนหนงเปลงเสยงไปยงหนาผาแหงหนง ปรากฏวาไดยน
เสยงของตวเองสะทอนกลบมาหลงจากเปลงเสยงไปแลว 8 วนาท ตอมาชาย
คนนเดนเขาหาหนาผาเปนระยะทาง 30 เมตร แลวเปลงเสยงอก ปรากฏวาไดยน
เสยงสะทอนกลบมาหลงจากเปลงเสยงไปแลว 5 วนาท อยากทราบวาจดแรกท
ชายคนนยนอยหางจากหนาผากเมตร
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
การหกเหของเสยง
เมอคลนเสยงเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนงซงมความ
หนาแนนไมเทากนจะทาใหอตราเรว ( v ) แอมพลจด (A) และความยาวคลน ({
EMBED Equation.3 }) เปลยนไปแตความถ ( f ) จะคงเดมในกรณทคลนเสยงตก
กระทบตกกระทบเอยงทามมกบแนวรอยตอตวกลางคลนเสยงททะลลงไปใน
ตวกลางท 2 จะไมทะลลงไปในแนวเสนตรงเดมแตจะมการเบยงเบนไปจากแนว
เดมเลกนอยดงรปปรากฏการณเชนนเรยกวาเกด การหกเหของคลนเสยง
จากกฎของสเนลจะไดวา
{
EMBED Equation.3
}
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
เมอ { EMBED Equation.3 }และ{ EMBED Equation.3 }คอมมในตวกลางท 1 และ
2 ตามลาดบ
{ EMBED Equation.3 }และ{ EMBED Equation.3 }คอความเรวคลนใน
ตวกลางท 1 และ2 ตามลาดบ
{ EMBED Equation.3 }และ{ EMBED Equation.3 }คอความยาวคลนใน
ตวกลางท 1 และ2 ตามลาดบ
{ EMBED Equation.3 }และ{ EMBED Equation.3 }คออณหภม(เคลวน) ใน
ตวกลางท 1 และ2 ตามลาดบ
{ EMBED Equation.3 } คอคาคงทเรยกชอวาดชนหกเหของตวกลางท2
เทยบกบตวกลางท 1
ใบงานท 2.2
การสะทอนและการหกเหของเสยง
............................................................................................................................. ..................
1. อากาศบรเวณ X ทอณหภม 27oC บรเวณ Y มอณหภม 21
oC เมอเสยงผาน
จาก
ก. ดชนหกเหของตวกลาง Y เมอเทยบกบตวกลาง X เปนเทาใด
ข. ถาในตวกลาง Y เสยงมอตราเรว 342 m/s ในตวกลาง X เสยงจะม
อตราเรวเทาใด
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
2. เมอเสยงผานตวกลาง A ไปยงตวกลาง B อตราสวน sin มมตกกบมมหกเห
เปน 0.98ถาอณหภมอากาศในตวกลาง B เปน 18oC จงหาอณหภมอากาศใน
ตวกลาง A
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................. .......................
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
3. เสยงระเบดใตนา หกเหขนสอากาศโดยมมมตกกระทบ 30oจงหามมหกเหท
ออกสอากาศถาอตราเรวเสยงในอากาศและในนาเปน 350 และ 1400 เมตร/
วนาท ตามลาดบ
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................. ...
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
สมบตท 3 การเลยวเบนของเสยง
เมอคลนเสยงลอดผานชองแคบไป
คลนสวนทลอดไปหลงชองแคบจะสราง
คลนลกใหมหลงชองแคบนน และคลนทเกด
ใหมจะสามารถเลยวกระจายออกไปทง
ดานซายและขวาของแนวคลนทลอดไปนน
ปรากฏการณนจงเรยกเปนการเลยวเบนไดของ
คลนเสยง
การเลยวเบนจะเกดไดด เมอชองแคบมขนาดเลกกวาความยาวคลน หรอ
ความยาวคลนตองใหญกวาชองแคบ นนเอง
สมบตท 4 การแทรกสอดของเสยง
ในแนวเสรมหรอแนวปฏบพคลนเสยงมการเสรมกนจงมเสยงดงกวาปกต
ในแนวหกลางหรอแนวบพคลนเสยงมการหกลางกนจงมเสยงเบากวาปกต
สตรทใชคานวณเกยวกบการแทรกสอดคลน
สาหรบแนวปฎบพลาดบท n (An)
S1P – S2P = nλ
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
d sin θ = n λ
เมอ P คอ จดซงอยบนแนวปฎบพลาดบท n(An)
S1P คอ ระยะจาก S1 ถง P
S2P คอ ระยะจาก S2 ถง P
λ คอ ความยาวคลน (m)
n คอ ลาดบทของปฎบพนน
d คอ ระยะหางจาก S1 ถง S2
θ คอ มมทวดจาก A0 ถง An
สาหรบแนวบพลาดบท n (Nn)
S1P – S2P = (n – { EMBED Equation.3
} )λ
d sin θ = (n – { EMBED Equation.3
} )λ
n คอ ลาดบทของแนวบพนน
ใบงานท 2.3
การเลยวเบนและการแทรกสอดของเสยง
............................................................................................................................. ..................
1. คลนเสยงหนงผานเขาทางชองหนาตางกวาง 0.8 เมตร และสง 1.2 เมตร ใน
แนวตงฉาก ผฟงทอยขางหนาตางจะไดยนเสยงชดเจน ถาขณะนนอณหภมของ
อากาศ 38 oC จงหาความถของเสยงนในหนวย เฮรตซ (กาหนดใหเกดการ
เลยวเบนในแนวราบ)
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. จากรป S1 และ S2 เปนลาโพง2 ตว วางหางกน 3 เมตร ใหคลนขนาดเดยวกน
และมเฟสตรงกน ถา P เปนตาแหนงเสยงดงครงทสอง หางจากแนวกลางในทศ
ทามม 30oคลนทแผมความยาวกเมตร
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.................................................................................................................................................................................................... .
3. Aและ B เปนลาโพง2 ตววางหางกน 2 เมตร ในทโลง P เปนผฟงหางจาก A 4
เมตรและหางจาก B 3 เมตร เสยงความถตาสดทคลนหกลางกนทาใหไดยนเสยง
เบาทสดเปนเทาไร (กาหนด ความเรวเสยง = 340 m/s)
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
4. S1 และ S2 เปนแหลงกาเนดอาพนธทใหคลนเฟส
ตรงกน มความถ 20 Hz วางอยหางกน40
เซนตเมตร จด A และ จด B เปนตาแหนงปฏบพ
และระหวางจด A และ B จะม
ตาแหนงปฏบพอก 7 ตาแหนง จงหาคาความเรวของ
คลนทสงออกมา
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
5. จากรปเปนภาพการแทรกสอดของคลนผวนา จาก
แหลงกาเนดอาพนธ S1 และ S2 โดยม P เปนจด
ใดๆ บนแนวเสนบพ S1P = 12 เซนตเมตร
S2P = 2 เซนตเมตร ถาอตราเรวของคลนทงสอง
เทากบ 50 เซนตเมตรตอวนาท แหลงกาเนด
คลนทงสองมความถกเฮรตซ
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
ความเขมเสยง
ความเขมเสยง ( I ) คอ กาลงเสยงทแหลงกาเนดเสยงสงออกไปตอหนง
หนวยพนท
เขยนเปนสมการจะได
{ EMBED Equation.3
}
เมอ I คอความเขมเสยง ( วตต/ตารางเมตร )
P คอกาลงเสยง (วตต)
A คอพนท (ตารางเมตร)
ปกตแลวนน เสยงทออกมาจากจดกาเนดจะมลกษณะแผออกเปนทรงกลมคลาย
ลกบอลกวางออกไปเรอย ๆ ดงรป
และเนองจากพนทผวทรงกลมจะหาคาไดจากสมการ
{ EMBED Equation.DSMT4 }
ดงนนสมการหาความเขมเสยงจงสามารถเปลยนเปน
{ EMBED Equation.3
}
เมอ I = ความเขมเสยง (วตต/ตารางเมตร)
P = กาลงเสยง (วตต)
A = พนท (ตารางเมตร)
R = รศมวงกลม (เมตร)
โปรดทราบ
1. ความเขมเสยงมากทสดทหคนเราทนฟงได 1 w/m2
2. ความเขมเสยงตาสดทหคนเรายงคงไดยน (Io) มคาเทากบ 10–12
W/m2
3. ความเขมสมพทธ คอ อตราสวนของความเขมเสยงทจดใดๆ หาร
ดวย Io
ดงนน ความเขมสมพทธ = { EMBED Equation.3
}
ใบงานท 2.4
ความเขมเสยง
1. หวดรถไฟมกาลงเสยง 20 W จงหาความเขมเสยงทจดหางจากหวด 150 m
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................. .......................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. (แนว มช) แหลงกาเนดเสยงกาลง220 วตตกระจายเสยงออกโดยรอบอยาง
สมาเสมอจงหาความเขมของเสยงทจดซงหางจากแหลงกาเนดเสยง 100 เมตร
ถาการแพรของคลนเสยงในชวง 100 เมตร พลงงานทดดกลนไป 10%
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
3. แหลงกาเนดเสยงทใหกาลงเสยง x 10–10
วตต ผฟงอยไกลจาก
แหลงกาเนดเสยงมากทสดกเมตรจงจะยงคงไดยนเสยง (ความเขมเสยงตาสด
ทไดยน = 10–12
วตต/ตารางเมตร)
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
4. (PAT2/53) สมมตวายงตวหนง ๆ โดยเฉลยแลวเวลาบนทาใหเกดเสยงหง
ๆ ทมกาลง 3.14x10–14
วตต ขณะทยงบนจากระยะไกลเขาหาเดกคนหนง เดกคนน
จะเรมไดยนเสยงยงเมอยงอยทระยะหางจากเขากเซนตเมตร ถาเสยงเบาทสด ท
เขาสามารถไดยนมความเขม10–12
W/m2
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
5. นาย ก. เหนพลแตกกลางอากาศเหนอศรษะเขาขนไป 40 เมตร ขณะเดยวกน
นาย ข. ซงอยหางจากนาย ก. ตามแนวราบเปนระยะ 30 เมตร กเหนพลแตก
เชนเดยวกน ความเขมของเสยงทนาย ก. ไดรบจะเปนกเทาของทนาย ข. ไดรบ
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................................. .......
6. แมลงตวหนงบนหนในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.1 เมตรตอวนาท จาก
คนๆหนงซงยนนงในทโลง อยากทราบวาคนนนจะไดยนเสยงการบนของแมลงนน
อยไดนานกวนาท ถากาหนดอตราทพลงงานเสยงทแมลงนนสงออกมาขณะบนม
คาเทากบ 4 x 10–12
วตต กาหนดใหเสยงทเบาทสดทมนษยไดยนไดมความเขม
10–12
วตตตอตารางเมตร
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
7. (En 44/1) ในการทดลองเรองความเขมของเสยงวดความเขมของเสยงท
ตาแหนงทอยหาง ไป10 เมตร จากลาโพงได 1.2x10–2 วตตตอตารางเมตร ความ
เขมเสยงทตาแหนง30 เมตร จากลาโพงจะเปนเทาใด
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
8. (แนว มช) ชายคนหนงอยหางจากแหลงกาเนดเสยงอนหนงไดยนเสยงม
ความเขม 10–8 วตต/ตารางเมตร เขาออกเดนหางออกมาอก จนไดยนเสยงม
ความเขม 10–12
วตต/ตารางเมตร จงหยด อยากทราบวาเขาจะอยหางจาก
แหลงกาเนดเสยงเปนกเทาของระยะเดม
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
ระดบความเขมเสยง
เนองจากคาความเขมเสยง (I) เปนคาทมคานอย ตวเลขยงยาก เราจง
นยมเปลยนใหอยในรปทดงายขนคอ รปของ ระดบความเขมเสยง (β) วธการ
เปลยน จะใชสมการ
β = 10 log { EMBED Equation.3
}
β = 10 log { EMBED Equation.3
}
เมอ β คอ ระดบความเขมเสยง (เดซเบล, dB)
I คอ ความเขมเสยง (วตต/ตารางเมตร)
Io คอ ความเขมเสยงนอยสดทยงไดยน = 10–12
W/m2
*** หมายเหต นกเรยนควรทราบคณสมบตของฟงกชน log สามญเบองตน เพม
ดงน
1. log 10 = 1
2. logMx = x log M เชน log 10
5= 5 log 10= 5(1) = 5
log 10–2= –2 log 10 = –2(1) = –2
3. log x = log y กตอเมอ x = y
ใบงานท 2.5
ระดบความเขมเสยง
1. จงหาระดบความเขมเสยง เสยงเมอผฟงอยหางจากวทย 1 เมตร เมอกาลง
เสยงของวทยเทากบ 4π x 10–3 วตต
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. จงหาระดบความเขมเสยง ณ จดซงมคาความเขมเสยง 1 x 10–7 W /m
2
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
3. หากความเขมเสยงสงสดทหคนเราจะทนฟงไดมคา 1 วตต /ตารางเมตร จง
หาระดบความเขมเสยงสงสดทหคนเราจะทนฟงไดมคากเดซเบล
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
4. (มช53) เสยงทมระดบความเขมเสยง 80 เดซเบล จะมความเขมเสยง ใน
หนวย วตต เทาใด
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
5. (มช54) วางเครองวดระดบเขมเสยงหางจากลาโพง10 เมตร พบวาระดบ
ความเขมเสยงเทากบ 100 เดซเบลกาลงเสยงจะเทากบกวตต
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
6. แหลงกาเนดใหเสยงมระดบความเขมเสยง 90 เดซเบล ผานหนาตางซงม
พนท 1.5 ตารางเมตร จงหาวากาลงของแหลงกาเนดเสยงมคาเทากบกวตต
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
7. (มช55) ระดบความเขมเสยงมคา 50 เดซเบล จงหาวาระดบความเขมเสยง
นมความเขมเสยงเปนกเทาของความเขมเสยงทคอยทสดทหคนปกตรบรได
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
สตรเพมเตมเกยวกบระดบความเขมเสยง
β2 – β1 = 10 log { EMBED Equation.3
}
β2 – β1 = 10 log { EMBED Equation.3
}
β2 – β1 = 10 log { EMBED Equation.DSMT4
}
เมอ β1 , β2 คอ ระดบความเขมเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (เดซเบล)
I1 , I2 คอ ความเขมเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (W/m2)
P1, P2 คอ กาลงเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (วตต)
R1, R2 คอ ระยะหางตอนแรก และ ตอนหลง (เมตร)
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
ใบงานท 2.6
ระดบความเขมเสยง
1. (มช52) ลาโพง1 ตว ใหเสยงทระดบความเขมของเสยง 60 dB ถาใชลาโพง
ชนดเดยวกน10 ตว จะใหความเขมของเสยงก dB
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
2. (มช54) ยงตวหนงเมอบนมาทประตหองซงอยหางจาก นาย ก. 20 เมตร
พบวาทาใหระดบความดงมาถงหนาย ก. มขนาด 20 เดซเบล ถายง 100000
ตว ระดบความดงทมาถงหนาย ก.จะมขนาดกเดซเบล
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
3. เมออยหางจากแหลงกาเนดเสยงเปนระยะ 5 เมตร วดระดบความเขมเสยง
ได 50 dBถาทระยะหางจากแหลงกาเนดเสยง 50 เมตร ระดบความเขมเสยงจะม
คากเดซเบล
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
4. แหลงเสยง A และ B ทเปนจดมกาลงเสยง 10 และ 40 วตต ตามลาดบ เอา
แหลงเสยงมาทดลองวดระดบความเขมเสยงทละแหลง ระดบความเขมเสยงท
ระยะหางจาก B 2 เมตรตางจากระดบความเขมเสยงทระยะหาง A 1 เมตร เทากบ
กเดซเบล
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
5. (En PAT2) ระดบความเขมเสยงในโรงงานแหงหนงมคา 80 เดซเบล คนงานผ
หนงใสเครองครอบหซงสามารถลดระดบความเขมลงเหลอ 60 เดซเบล เครอง
ดงกลาวลดความเขมเสยงลงกเปอรเซนต
.....................................................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................................. .......
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
6. (มช54) เมอวดระดบความเขมเสยงทคนงานในโรงงานอตสาหกรรมไดรบ
เมออยหางจากเครองจกร 5 เมตร วดระดบความเขมเสยงได 70 เดซเบล เมอ
มคาสงใหเขาตองมาดแลการทางานของเครองจกร ณ ตาแหนงทหางเพยงครง
เมตรจะไดรบระดบความเขมเสยงกเดซเบล
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
7. สไวโอลน 1 ตว วดระดบความเขมเสยงได 60 เดซเบล ถาตองการใหได
ระดบความเขมเสยง 70 เดซเบล ณ. ตาแหนงเดมตองสไวโอลนพรอมกนกตว
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
เสยงดนตร
1. ความดง เบา และระดบสงตาของเสยง
ความดงหรอเบาของเสยงขนกบแอมพลจดของคลนเสยง
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
ถาคลนเสยงมแอมพลจดสง เสยงจะดง
ถาคลนเสยงมแอมพลจดตา เสยงจะเบา
ระดบความสงตา หรอทมแหลม
ของเสยงจะขนกบความถของคลนเสยง
ถาคลนเสยงมความถสง เสยงจะแหลม เรยกระดบเสยงสง
ถาคลนเสยงมความถตา เสยงจะทม เรยกระดบเสยงตา
ชวงความถของเสยงทหคนปกตจะไดยนคอชวง 20 – 20000 เฮรตซ
เทานนเสยงทมความถตากวา 20 เฮรตซ ลงไปเรยกคลนใตเสยง ( Infrasonic
wave )เสยงทมความถสงกวา 20000 เฮรตซ ขนไปเรยกคลนเหนอเสยง
( Ultrasonic wave ) หคนปกตจะไมไดยนเสยงพวกน
ขอควรทราบเกยวกบความถเสยงของตวโนตดนตร
จากโนตโด ไปสโนตโด/ จะนบได 8 ตวโนตพอด ดงนนโนตโด กบ โด
/
จงเรยกเปนคแปดซงกนและกน และสาหรบโนต โด// , โด
/// , โด
//// ถดๆ ไปจะ
เรยกเปน 2 คแปด ,3 คแปด และ 4 คแปด ตามลาดบ
เมอตวโนตสงขนไปทกๆ คแปด ความถของคลนเสยงจะเพมขน เปน 2
เทาตวเสมอ
ใบงานท 2.7
เสยงดนตร
1. สมบตของเสยงขอใดทมผลตอความดงของเสยงมากทสด
1. ความยาวคลน 2. ความถ 3. แอมพลจด 4. ความเรวคลน
2. ปรมาณใดเปนตวบอกพลงงานเสยง
1. ความยาวคลน 2. แอมพลจด 3. ความถ 4. อตราเรว
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
3. (แนว มช) ความถของคลนเสยงทระดบความเขมเสยง 70 เดซเบล ทหของ
คนปกตไมสามารถไดยน คอ
1. 30 เฮรตซ 2. 1000 เฮรตซ 3. 10000 เฮรตซ 4. 30000 เฮรตซ
4. ถาระดบเสยงโนต C มความถ 256 เฮรตซ เสยงท 16 ของระดบเสยง C มคา
เทาไร
1. 512 เฮรตซ 2. 1024 เฮรตซ 3. 2048 เฮรตซ 4. 4096 เฮรตซ
5. คลนเสยงทความถ 1200 เฮรตซ เปนเสยงสามคแปดของเสยงทมความถ
เทาไร
1. 600 เฮรตซ 2. 400 เฮรตซ 3. 300 เฮรตซ 4. 150 เฮรตซ
คณภาพเสยง
เวลาเราฟงเสยงเครองดนตรหลาย ๆ ชนด เชนขลย และเปยโน ซงเลน
โนตตวเดยวกนพรอม ๆ กน แตเรายงสามารถแยกออกไดวา เสยงใดเปนเสยง
ขลย เสยงใดเปนเสยงเปยโนทงนเพราะเสยงทงสองจะมลกษณะทตางกนทเปน
เชนนเพราะเสยงแตละเสยงจะม Higher Hamonic และความเขาสมพทธแตละ
Hamonic ไมเทากน จงทาใหเสยงแตละเสยงมลกษณะทตางกน ลกษณะของเสยง
เราเรยกวา คณภาพเสยง
ตอนท 3 บสตคลนนง และ สนพองของเสยง
การเกดบสต (Beat)
เมอมคลนเสยง 2 คลน ซงมความถตางกนเลกนอยเขามาปนกน คลนทง
สองจะเกดการแทรกสอดกนเอง แลวจะไดคลนรวมทมแอมพลจดสงตาสลบกน
ไป เสยงทเกดจากคลนรวมจะมลกษณะดงสลบกบเบา ปรากฏการณทเกดขนน
เรยกวาการบตของเสยง ( beats )
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
จานวนครงทเสยงดงใน 1 หนวยเวลาเรยกความถบตส
ความถบสต(fB) หาจาก fB = f1– f2
เมอ f1 คอความถเสยงท 1
f2 คอความถเสยงท2
และความถคลนเสยงรวมหาจาก
fรวม = { EMBED Equation.3
}
ปกตแลวหคนเราจะไดยนเสยงบสตทมความถไมเกน 7 Hz
คลนนงของเสยง
คลนนงของเสยงเปนปรากฏการณแทรกสอดของคลนเสยงทตกกระทบกบ
คลนเสยงทสะทอนจากตวกลางทาใหเกดตาแหนงเสยงดงและเสยงคอยสลบกน
ตาแหนงเสยงดงเรยกวา ปฏบพ (A)
ตาแหนงเสยงคอยเรยกวา บพ (N)
*** ควรทราบ
1) คลนนงจะเกดไดกตอเมอมคลน 2
คลนซงมความถความยาวคลนแอมพลจด
เทากนแตเคลอนทสวนทางกนเขามาแทรก
สอดกน
2) แนวปฏบพ (A) 2 แนวทอยถดกนจะหางกน = { EMBED
Equation.DSMT4 }
แนวบพ ( N ) 2 แนวทอยถดกนจะหางกน ={ EMBED Equation.DSMT4
}
คลนรวม
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
แนวปฏบพ (A) และแนวบพ ( N ) ทอยถดกนจะหางกน = { EMBED
Equation.DSMT4 }
ใบงานท 2.4
บสตคลนนง และ สนพองของเสยง
1. (PAT 2) นกเรยนคนหนงเลนไวโอลนความถ 507 เฮรตซและนกดนตรอกคน
หนงเลนกตารความถ 512 เฮรตซถาทงสองคนเลนพรอมกน จะเกดปรากฏการณ
บตสทความถเทาใด
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. (En 40) ในการปรบเสยงของเปยโนระดงเสยง C โดยเทยบกบสอมเสยง
ความถ 256.0 Hzถาไดยนเสยงบตสความถ 3.0 ครง/วนาท ความถทเปนไปได
ของเปยโนมคาเทาใด
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
.....................................................................................................................................................................................................
3. คลน 2 ขบวน A และ B มแอมปลจดเทากน คลนละ 2 เซนตเมตร มความถ
200 และ204 เฮรตซตามลาดบ ถาคลนทงสองเขารวมกนเปนคลน C ความถของ
คลน C และความถบสตของคลน C มคาเทาใด ในหนวยของเฮรตซ
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
4. (มช45) สอมเสยง 2 อน อนหนงมการสนดวยความถ 440 เฮรตซอกอนไม
ทราบความถในการสน ถาสอมเสยงทง 2 สนพรอมกน จะปรากฏเสยงมความถ
บตสเปน 3 เฮรตซ แตถานาเอาขผงมาตดทสอมเสยงอนทไมทราบความถในการ
สน แลวทาใหสอมเสยงทง 2สนพรอมกนอกครง ปรากฎวาเสยงบตสหายไป
ถามวาสอมเสยงทไมทราบความถในการสนมความถเทาใดในหนวยเฮรตซ
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................... .
ปรากฏการณดอปเพลอร และคลนกระแทก
ปรากฏการณดอปเพลอร เปนปรากฏการณมการเปลยนแปลงระดบเสยง
(ความถของเสยง) เมอแหลงกาเนดและผสงเกตเคลอนทดวยความเรวสมพทธ
ตอกน
กรณท 1 หากแหลงกาเนดเสยงพงเขาหาผฟงทอยนง เชนผฟงยนอยหนา
รถแลวฟงเสยงรถทพงเขามาหาตวผฟง เสยงรถทมาถงผฟงจะถกกดดนทาให
ความยาวคลน ( { EMBED Equation.DSMT4 }) ของเสยงลดลงความถ (f ) ของ
เสยงเพมขน ทาใหผฟงไดยนเสยงทแหลมกวาปกต
กรณท 2 หากแหลงกาเนดเสยงเคลอนหางออกจากผฟงทอยนง เชนผฟง
ยนอยหลงรถแลวฟงเสยงรถทเคลอนหางออกจากตวผฟง เสยงรถทมาถงผฟง
จะถกลากออกไปทาใหความยาวคลน ({ EMBED Equation.DSMT4 }) ของเสยงมาก
ขน ความถ(f) ของเสยงลดลง ทาใหผฟงไดยนเสยงททมกวาปกต
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
กรณท 3 หากผฟงเคลอนหางออกไปจากแหลงกาเนดเสยงทอยนง เสยงท
มาถงผฟงจะถกลากออกไปทาใหความยาวคลน ({ EMBED Equation.DSMT4 })
ของเสยงมากขน ความถ
(f ) ของเสยงลดลง ทาใหผฟงไดยนเสยงททมกวาปกต
กรณท 4 หากผฟงเคลอนเขาหาแหลงกาเนดเสยงทอยนง เสยงทมาถง
ผฟงจะถกกดดนเขาทาใหความยาวคลน ({ EMBED Equation.DSMT4 }) ของเสยง
ลดลง ความถ (f ) ของเสยงมากขน ทาใหผฟงไดยนเสยงทแหลมกวาปกต
กรณท 5 หากแหลงกาเนดเสยงเคลอนทเขาหาผฟงทกาลงเคลอนทหาก
ความเรวแหลงกาเนดเสยงมากกวาผฟง เสยงทมาถงผฟงจะถกกดดนเขาทาให
ความยาวคลน({ EMBED Equation.DSMT4 }) ของเสยงลดลง ความถ (f ) ของ
เสยงมากขน ทาใหผฟงไดยนเสยงทแหลมกวาปกตหากความเรวแหลงกาเนด
เสยงนอยกวาผฟง เสยงทมาถงผฟงจะถกลากออกทาใหความยาวคลน ({
EMBED Equation.DSMT4 }) ของเสยงเพมขน ความถ (f )ของเสยงลดลง ทาให
ผฟงไดยนเสยงททมกวาปกต
เราสามารถหาความถทเปลยนไปนโดยหาจากสมการดงน
{ EMBED Equation.3
}
เมอ fL = ความถทผสงเกตไดยน
fs = ความถปกตของตนกาเนดเสยง
Vo = อตราเรวเสยง
Vs = อตราเรวของตนกาเนดเสยง
VL = อตราเรวของผสงเกต
λ = ความยาวคลนเสยงทผสงเกตไดยน
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
และหาความยาวคลนโดยใชสมการ
{ EMBED Equation.3
}
เงอนไขการใชสมการทงสองน คอ
ในการแทนคาVLกบ Vsตองคานงคา +, – ดวย โดยอาศยหลกดงน
ถา VL,VS เคลอนทสวนทางกบ Vo จะมคาเปน +
ถา VL ,VS เคลอนทไปทางเดยวกน Vo จะมคาเปน -
ใบงานท 2.8
ปรากฏการณดอปเปลอร
1.รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาท ในอากาศนงความถหวดรถไฟมคา500
Hzถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาท จงหาความถทผสงเกตไดยนขณะอยนง
เมอ
ก. อยหนารถไฟ ข. อยหลงรถไฟ
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
2. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาท ในอากาศนงความถหวดรถไฟมคา
500 Hzถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาท จงหาความยาวคลนเสยง
ก. เมออยหนารถไฟ ข. เมออยหลงรถไฟ
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
3. ชายคนหนงยนทชานชลาสงเกตเหนหวดรถไฟ มความถตาลง 6/7
ขณะทรถไฟผานชานชลา จงหาอตราเรวรถไฟเทากบกเมตร/วนาท
( Vเสยง = 330 เมตร/วนาท )
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
เอกสารประกอบการเรยนฟสกส (เพมเตม 3) ว 32203
เรยบเรยงโดย นายสจจา สนล { HYPERLINK "http://www.krooja.com" } หนา { PAGE \* MERGEFORMAT }
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................
“ ชยชนะเปนของคนทมความเพยรพยายาม อดทน และไมยอมแพ
งายๆ เทานน หมนทบทวน และฝกทาโจทยใหเยอะๆ นะครบ”
top related