The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

สมุดเล่มเล็กคลื่นกลลื่นเสียง

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by , 2021-09-22 05:36:52

สมุดเล่มเล็กคลื่นกลลื่นเสียง

สมุดเล่มเล็กคลื่นกลลื่นเสียง

สมุดเล่มเลก็
เรอ่ื ง คลนื่ กลคลื่นเสยี ง

จัดทำโดย

นายวทิ วสั สุขสมบัติ เลขที่ 20
ชนั้ มัธยมศึกษาปที ี่ 5/9

เสนอ

คุณครูวิชชดุ า สาระพล
โรงเรียนเตรียมอดุ มศึกษาภาคใต้



คลืน่ กล

คล่ืนกล คือ การถ่ายโอนพลงั งานจากจุดหนึง่ ไปยงั อกี จุด
หน่งึ โดยการเคลือนทีไ่ ปของคล่นื ต้องมีโมเลกุลหรืออนภุ าคตวั กลาง
เปน็ ตัวถา่ ยโอนพลังงานจงึ จะทำให้คล่ืนแผ่ออกไปได้ ดังน้นั คลนื่ กล
จะเดนิ ทางและสง่ ผา่ นพลังงานโดยไมท่ ำให้เกิดการเคลื่อนตำแหนง่
อยา่ งถาวรของอนุภาคตวั กลาง เพราะตัวกลางไมไ่ ดเ้ คลือ่ นท่ีแตจ่ ะ
ส่ันไปมารอบจดุ สมดุล ต่างจากคลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟ้าที่เดนิ ทางโดยไม่
ตอ้ งอาศัยตัวกลาง

สว่ นประกอบของคล่ืน

1. สนั คล่นื (Crest) เปน็ ตำแหน่งสงู สดุ ของคลนื่ หรือเป็นตำแหน่งที่
มกี ารกระจัดสูงสดุ ในทางบวก จุด g

2. ท้องคลนื่ (Crest) เปน็ ตำแหนง่ ต่ำสดุ ของคลนื่ หรือเป็นตำแหนง่
ท่ีมกี ารกระจัดสูงสดุ ในทางลบ จุด e

3. แอมพลิจูด (Amplitude) เป็นระยะการกระจดั มากสุด ทั้งคา่
บวกและคา่ ลบ วดั จากระดบั ปกตไิ ปถึงสนั คลื่นหรือไปถึงทอ้ งคล่นื
สัญลกั ษณ์ A

4. ความยาวคลืน่ (wavelength) เป็นความยาวของคลน่ื หน่ึงลูกมี
ค่าเท่ากบั ระยะระหวา่ งสนั คล่นื หรือทอ้ งคลนื่ ที่อยู่ถัดกนั หรอื ระยะ
ระหวา่ ง 2 ตำแหน่งบนคลื่นทท่ี เ่ี ฟสตรงกนั (inphase) ความยาว
คลน่ื แทนดว้ ยสัญลักษณ์ Lamda มหี นว่ ยเป็นเมตร (m) ระยะ xy

5. ความถี่ (frequency) หมายถึง จำนวนลูกคล่ืนที่เคล่ือนที่ผา่ น
ตำแหนง่ ใด ๆ ในหน่งึ หนว่ ยเวลา แทนด้วยสัญลักษณ์ มหี นว่ ยเป็น
รอบตอ่ วนิ าที (s-1) หรอื เฮิรตซ์ (Hz) จาก cd โดย f = 1/T

6. คาบ (period) หมายถงึ ชว่ งเวลาท่ีคลน่ื เคลอ่ื นท่ีผา่ นตำแหน่งใด
ๆ ครบหน่ึงลกู คลน่ื แทนด้วยสัญลักษณ์ มีหน่วยเปน็ วินาทตี อ่ รอบ
(s/รอบ ) โดย T = 1/f

7. หนา้ คลนื่ (wave front) เป็นแนวเสน้ ทีล่ ากผ่านตำแหนง่ ท่ีมีเฟส
เดียวกันบนคลน่ื เช่นลากแนวสันคลนื่ หรอื ลากแนวท้องคล่ืน ตาม
รูป

ประเภทของคล่ืน

1. คลืน่ ตามขวาง (transverse wave) ลักษณะของอนุภาคของ
ตวั กลางเคลื่อนท่ีในทศิ ตัง้ ฉากกับทิศการเคลอื่ นที่ของคล่ืน เช่น
คล่ืนผวิ น้ำ คลน่ื ในเส้นเชอื ก

2. คลื่นตามยาว (longitudinal wave) ลกั ษณะอนภุ าคของ
ตวั กลางเคลื่อนทีไ่ ปมาในแนวเดียวกบั ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่น
เชน่ คล่นื เสยี ง

พฤติกรรมของคล่นื

1. การสะทอ้ นของคล่นื

การสะท้อนของคล่นื เปน็ ปรากฏการณท์ ่ีสำคญั ประการ
หนง่ึ ของคลนื่ ถอื ไดว้ า่ เปน็ สมบตั ขิ องคลื่นอย่างหนึง่ จะเกดิ ขนึ้ เมอื่
คลืน่ เคลอ่ื นทีไ่ ปพบสง่ิ กีดขวาง หรอื เปลยี่ นตัวกลางในการเคลื่อนท่ี
โดยคลนื่ ทเี่ คล่ือนทไี่ ปกระทบส่งิ กีดขวางเรียกวา่ คลื่นตกกระทบ
และคลื่นที่สะทอ้ นออกมาเรียกวา่ คลืน่ สะทอ้ น การสะท้อนของ
คล่ืนตอ้ งเปน็ ไปตามกฏการสะท้อนของคล่ืน ดังน้ี
กฏการสะทอ้ นคลื่น
1.) มุมตกกระทบเทา่ กบั มุมสะทอ้ นเสมอ
2.) รังสตี กกระทบ เสน้ ปกติ รงั สีสะท้อน อยูใ่ นระนาบเดียวกัน

ผลของการสะท้อนของคลนื่ ที่ควรทราบ คือ

1.) ความถ่ขี องคล่ืนสะทอ้ นมคี า่ เท่ากบั ความถี่ของคลน่ื ตกกระทบ

2.) อัตราเรว็ และความยาวคลน่ื ของคลน่ื สะท้อนมคี ่าเท่ากับ
อัตราเร็วและความยาวคลน่ื ของคลืน่ ตกกระทบ

3.) ถ้าการสะท้อนไมส่ ญู เสยี พลงั งาน จะได้แอมพลิจดู ของคลน่ื
สะทอ้ นมคี ่าเท่ากบั แอมพลิจูดของคลน่ื ตกกระทบ

ผลของการสะทอ้ นของคล่นื ท่ีควรทราบ คือ

1.) ความถ่ขี องคลื่นสะทอ้ นมีคา่ เทา่ กบั ความถีข่ องคล่ืนตกกระทบ

2.) อัตราเร็วและความยาวคลน่ื ของคลืน่ สะทอ้ นมีคา่ เท่ากบั
อตั ราเรว็ และความยาวคล่นื ของคลืน่ ตกกระทบ

3.) ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสยี พลงั งาน จะได้แอมพลิจดู ของคลน่ื
สะท้อนมคี า่ เท่ากับแอมพลจิ ูดของคลื่นตกกระทบ

คณุ สมบัติการสะทอ้ นของคลน่ื

1.) ความถี่ของคลื่นสะทอ้ นมีค่าเทา่ กบั ความถ่ขี องคลนื่ ตกกระทบ

2.) อัตราเร็วและความยาวคลื่นของคลืน่ สะทอ้ นมีค่าเท่ากับ
อัตราเรว็ และความยาวคลื่นของคลนื่ ตกกระทบ

3.) ถ้าการสะทอ้ นไม่สญู เสียพลงั งาน จะได้แอมพลจิ ูดของคลืน่
สะทอ้ นมคี ่าเท่ากับแอมพลจิ ูดของคลื่นตกกระทบ
2. การหกั เหของคล่ืน

การหกั เห เป็นสมบัติของคลนื่ เกิดขนึ้ เมอื่ คลื่นเดนิ ทางจาก
ตัวกลางหน่ึง ไปยังอีกตัวกลางหนงึ่ ท่มี ีคณุ สมบัติแตกตา่ งกนั ซึง่ เปน็
ตน้ เหตใุ ห้อัตราเร็วคลน่ื เกิดการเปลยี่ นแปลงไป ทำใหค้ วามยาว
คลื่นเปล่ยี นแปลงตามไปด้วย เนอื่ งจากการหกั เหคลนื่ ค่าความถ่ี
คลน่ื เป็นค่าคงทีไ่ ม่เปล่ียนแปลง ถ้าคลน่ื ตกกระทบเขตรอยตอ่
ระหว่างตวั กลางท่ี 1 กบั ตัวกลางท่ี 2 แบบไม่ต้ังฉาก จะทำใหเ้ กดิ
มมุ ตกกระทบในตวั กลางท่ี 1 และเกิดมุมหกั เหในตวั กลางท่ี 2 โดย
คลื่นสว่ นหน่งึ จะสะทอ้ นกลบั ในตัวตัวกลางที่ 1 (ในทน่ี ้เี ราไมส่ นใจ
เพราะผ่านเรื่องการสะท้อนมาแลว้ ) เมอ่ื คล่นื หกั เหเขา้ ไปใน
ตัวกลางที่ 2 การหกั เหจะมากหรือนอ้ ยข้นึ อยูก่ บั คุณสมบัติของ
ตวั กลางทงั้ สอง

- รูปแสดงการหกั เหเมื่อคลน่ื เดนิ ทางจากน้ำลกึ ไปสู่นำ้ ต้ืน

3. การเล้ยี วเบนของคลน่ื
การเล้ยี วเบนของคลื่นเกดิ ขน้ึ ได้ เมอ่ื คลื่นจากแหล่งกำเนิด

เดนิ ทางไปพบสงิ่ กดี ขวางทม่ี ลี ักษณะเปน็ ขอบหรอื ช่อง ทำให้คลนื่
เคลือ่ นทเ่ี ล้ยี วอ้อมผา่ นสงิ่ กีดขวางไปได้ อธบิ ายได้โดยใช้ หลกั ของ
ฮอยเกนส์ ซง่ึ กลา่ วไว้ว่า “ทุก ๆ จุดบนหน้าคลื่นอาจถือไดว้ า่ เป็น
จุดกำเนิดคลนื่ ใหม่ท่ีใหค้ ลืน่ ความยาวคลน่ื เดมิ และเฟสเดียวกัน”

- ภาพแสดงคลนื่ เลย้ี วเบนผา่ นช่องเปดิ
เมอื่ คล่นื เคล่อื นท่ีกระทบกับสิ่งกีดขวาง คล่นื สว่ นที่กระทบ
ส่งิ กดี ขวางจะสะท้อนกลบั มา คลืน่ บางส่วนท่ีผา่ นไปไดท้ ี่ขอบหรือ
ชอ่ งเปิด จะสามารถแผจ่ ากขอบของสงิ่ กีดขวางเข้าไปทางดา้ นหลงั
ของสงิ่ กดี ขวางนนั้ คลา้ ยกบั คลนื่ เคลือ่ นที่ออ้ มผ่านสงิ่ กีดขวางนัน้ ได้
เรียกปรากฏการณน์ ้ี ว่า “การเล้ยี วเบน”

4. การรวมคลนื่

1. การรวมแบบเสริมกัน (Constructive Superposition)
เกิดเมอ่ื คลื่นสองคล่ืนทม่ี ีการกระจดั ไปทางทิศเดียวกนั เคลื่อนท่มี า
พบกัน เชน่ สนั คล่ืนกบั สันคลื่น หรือ ท้องคล่ืนกับทอ้ งคล่ืน คลน่ื ทัง้
สองจะรวมกนั ทำให้การกระจดั ลพั ธ์ ณ ตำแหนง่ และเวลาหนงึ่ ๆ มี
ขนาดมากกวา่ การกระจดั เดมิ ของคลนื่ แต่ละคล่นื โดยการกระจัด
รวม หาได้จากผลบวกของการกระจดั ของคลื่นท้ังสอง ณ ตำแหนง่
และเวลานัน้ ๆ เมื่อคลนื่ ทง้ั สองเคลือ่ นท่ีผา่ นพ้นกนั ไปแลว้ คลื่นแต่
ละคลนื่ จะยังคงมลี ักษณะเหมือนเดมิ และเคลื่อนทไ่ี ปในทศิ ทางเดิม
ดังรปู

2. การรวบแบบหักล้าง (Destructive Superposition) เกิดเมอื่
คลน่ื สองคลนื่ ที่มีการกระจัดไปทางทิศตรงขา้ มกัน เคลื่อนท่มี าพบ
กัน เช่น สันคล่นื กบั ทอ้ งคลนื่ หรอื ทอ้ งคลน่ื กับสนั คลื่น คลน่ื ท้ังสอง
จะรวมกันทำใหก้ ารกระจัดลพั ธ์ ณ ตำแหนง่ และเวลาหนึง่ ๆ มี
ขนาดนอ้ ยกวา่ การกระจดั เดมิ ของคลืน่ แต่ละคลื่น โดยการกระจัด
รวม หาไดจ้ ากผลต่างของการกระจดั ของคล่ืนทั้งสอง ณ ตำแหน่ง
และเวลาน้ันๆ เม่อื คลื่นทั้งสองเคลือ่ นที่ผา่ นพ้นกันไปแลว้ คลนื่ แต่
ละคลน่ื จะยงั คงมีลกั ษณะเหมอื นเดิม และเคลื่อนท่ไี ปในทิศทางเดิม
ดงั รูป

ความถีธ่ รรมชาติ และการสน่ั พ้อง

1. ความถ่ีธรรมชาติ

ความถี่ธรรมชาตคิ อื ความถี่ในการแกว่งอย่างอสิ ระของ
วตั ถุ ยกตวั อย่างเช่น การแกวง่ ของลูกต้มุ ที่ถูกผกู ไวด้ ้วยเชือก ถา้
เชอื กทีใ่ ชผ้ กู ลูกตมุ้ สน้ั ลูกต้มุ กจ็ ะแกว่งดว้ ยความถี่สูงหรือกลา่ วให้
เข้าใจง่ายคือเชอื กสั้นลูกตุ้มก็จะแกว่งเร็ว ในขณะท่ีหากเชือกที่ใช้
ผกู ลกู ตุม้ ยาว ลูกตมุ้ กจ็ ะแกวง่ ช้า ๆ นัน่ คอื ลกู ตุ้มท่ถี ูกผกู ไว้ดว้ ย
เชอื กทย่ี าวต่างกันกจ็ ะแกวง่ ดว้ ยความถธี่ รรมชาติทตี่ ่าง ๆ กัน

2. การส่ันพอ้ ง

การส่ันพอ้ ง (Resonance) จะสงั เกตไดเ้ มอ่ื วัตถุถูกกระทำ
ด้วยแรงหรือสัญญาณท่ีมีความถ่ีเท่ากับหรอื ใกล้เคียงกบั ความถี่
ธรรมชาติของวตั ถุ วัตถุนนั้ จะสน่ั ดว้ ยความถนี่ ้ันและด้วยแอมพลจิ ูด
ทใ่ี หญ่ แตถ่ ้าเป็นคล่นื เสยี งก็จะทำใหเ้ สยี งดงั มากข้ึน จนอาจทำให้
วัตถุนั้นเสียหาย หรืออาจเกดิ ความรำคาญได้

การสนั่ พอ้ งเกิดข้นึ ได้ 2 แบบคือ

1. การส่ันพอ้ งดว้ ยแรง หมายถงึ การส่ันพ้องทเ่ี กิดขึน้ โดยการออก
แรงกระทำกับวัตถุเปน็ จงั หวะท่ีมคี วามถีเ่ ทา่ กับความถ่ีธรรมชาติ

ของวัตถุเป็นเวลานาน เมื่อลมพดั ทีค่ วามเรว็ คงตวั ค่าหนึ่งเปน็
เวลานาน ซ่ึงแรงลมพอดีกับความถธี่ รรมชาตจิ ะทำใหเ้ กิดการสัน่
พ้อง แอมปลจิ ดู ของการส่ันทมี่ ากขึ้นทำให้วัตถนุ น้ั เสียหาย

2. การสั่นพอ้ งด้วยคลน่ื หมายถงึ การสน่ั พ้องท่เี กิดขึน้ โดยการส่ง
คลืน่ ทมี่ คี วามถเ่ี ท่ากบั ความถ่ธี รรมชาตขิ องวตั ถกุ ระทบกบั วัตถุเป็น
เวลานาน

คลน่ื เสียง

คลนื่ เสยี ง (Sound wave) คอื คลนื่ กล (Mechanical
wave) ตามยาวที่เกิดจากการส่นั สะเทอื นของวัตถุ หรือ
“แหลง่ กำเนดิ เสยี ง” ซ่ึงต้องอาศัยตวั กลาง (Medium) ในการ
เคล่อื นที่

คล่ืนเสยี ง สามารถเคลอ่ื นท่ีผ่านตวั กลางได้ทุกสถานะ ไม่
ว่าจะเป็นวตั ถขุ องแขง็ ของเหลว หรอื กา๊ ซ คลื่นเสียงนนั้ มี
คณุ สมบตั เิ ช่นเดยี วกับคลน่ื อนื่ ๆ เช่น แอมพลิจดู (Amplitude)
ความเร็ว (Velocity) หรือ ความถี่ (Frequency)

เสียง (Sound) คือ การถ่ายทอดพลงั งานจากการสนั่ สะเทอื นของ
แหลง่ กำเนิดเสียงผ่านโมเลกลุ ของตวั กลางไปยังผ้รู ับ โดยทห่ี ูของเรา
น้นั สามารถรบั รถู้ ึงการส่ันสะเทือนของโมเลกลุ เหล่านี้ได้ และได้ทำ
การแปลผลลพั ธ์ออกมาในรปู ของเสยี งต่างๆ

พฤตกิ รรมของเสยี ง

1. การสะทอ้ นของเสียง (Reflection)

เสยี งมสี มบัติการสะท้อนโดยเป็นไปตามกฎการสะท้อนคือ
มมุ ตกกระทบเท่ากบั มมุ สะท้อน โดยรังสตี กกระทบ และรังสี
สะทอ้ นตอ้ งอยู่ในระนาบเดียวกัน แต่โดยปกตเิ สียงทเี่ ดินทางใน
อากาศจะแผอ่ อกโดยรอบ เหมือนผวิ ทรงกลมท่ีขยายตัวกวา้ งขน้ึ
ดงั นน้ั การสะทอ้ นเสยี งจากผวิ สะทอ้ น จะได้เสียงเพียงบางสว่ นที่
สะทอ้ นกลบั เท่าน้นั
2. การหักเหของเสียง (Refraction)

การเคลอ่ื นทีข่ องเสียงผ่านตวั กลางตา่ งชนดิ กนั หรือการ
เคล่ือนท่ีผ่านตวั กลางทมี่ อี ุณหภมู ิต่างกัน สง่ ผลให้อตั ราเร็วและทิศ
ทางการเคลอื่ นทขี่ องเสยี งเปล่ียนไป

3. การเลี้ยวเบนของเสยี ง (Diffraction)

การเดนิ ทางอ้อมสิง่ กีดขวางหรือเลย้ี วเบนผ่านชอ่ งวา่ ง
ต่างๆของเสียง โดยคลน่ื เสียงที่มีความถี่และความยาวคล่ืนมาก
สามารถเดนิ ทางอ้อมสงิ่ กดี ขวางไดด้ ีกวา่ คล่ืนส้ันที่มคี วามถี่ต่ำ

4. การรวมกันของเสยี ง (Interference)

เมือ่ มคี ล่ืนเสยี งจากแหล่งกำเนิด 2 แหลง่ เคล่ือนท่ีไปพบกนั
จะทำใหเ้ กิดการรวมกันของคล่นื เป็นคลืน่ ลพั ธซ์ ง่ึ มี 2 ลักษณะ คือ
รวมกนั แบบเสรมิ กันหรอื หกั ลา้ งกัน ตำแหนง่ ท่ีคล่ืนรวมกนั แบบ
เสริมกนั เรียกว่า ปฏิบัพ (Antinode) ซึง่ ตำแหนง่ น้ีเสยี งจะดงั และ
ตำแหนง่ ท่คี ลน่ื รวมกันแบบหกั ล้างกัน เรียกว่า บัพ (Node) ซง่ึ
ตำแหนง่ น้เี สยี งจะเบา

การรวมคลืน่ เสียงแบบหักล้างทำให้เสียงคอ่ ยลงหรือไม่ได้
ยินเลยเปน็ หลกั การสำคญั ของเทคโนโลยกี ารลดเสียงรบกวน ที่
ครอบหูปอ้ งกนั เสยี งดงั ของนกั บินสรา้ งคลืน่ เสียงท่เี หมือนกับภาพ
สะท้อนของเสยี งออกมาเพอื่ หักล้างเสยี งรบกวน จนทำให้นักบนิ ใน
หอ้ งเคร่อื งปลอดภัยจากเสียงรบกวน และการออกแบบทอ่ ไอเสีย
รถยนตใ์ ห้หกั ล้างกบั เสียงจากทอ่ ระบายอากาศในเครื่องยนต์ไดท้ ่อ
ไอเสยี ท่ีแบบเก็บเสยี ง

การไดย้ นิ เสียง

เสียงทเี่ กิดขึ้นทุกชนดิ มลี กั ษณะเป็นคลนื่ เสยี ง ใบหูรบั คล่นื
เสียงเข้าสรู่ ูหไู ปกระทบเยือ่ แกว้ หู เย่อื แก้วหถู า่ ยทอดความ
สั่นสะเทอื นของคลนื่ เสียงไปยงั กระดกู ค้อน กระดกู ทัง่ และกระดกู
โกลน ซึ่งอยใู่ นหชู น้ั กลางและเลยไปยงั ทอ่ รูปครง่ึ วงกลม แลว้ ต่อไป
ยงั ของเหลวในท่อรูปหอยโข่ง และประสาทรบั เสียงในหชู ้นั ใน
ตามลำดับ ประสาทรบั เสยี งถูกกระต้นุ แลว้ ส่งความรสู้ ึกไปสู่สมอง
เพื่อแปลความหมายของเสียงท่ีไดย้ นิ

1. ความเข้มเสยี งและระดับเสียง
1.) ความเข้มเสยี ง

ความเขม้ เสยี ง ( I ) คือกำลังเสยี งที่แหลง่ กำเนดิ เสยี ง
ส่งออกไปตอ่ หนึ่งหนว่ ยพื้นท่ี
เขยี นเป็นสมการจะได้

เมือ่ I คือความเขม้ เสยี ง ( วตั ต/์ ตารางเมตร )
P คือกำลังเสยี ง ( วตั ต์ )
A คือพื้นที่ ( ตารางเมตร )
ปกติแล้วนัน้ เสียงท่ีออกมาจากจดุ กำเนดิ จะมีลกั ษณะแผ่

ออกเปน็ ทรงกลมคล้ายลูกบอล กว้างออกไปเร่อื ย ๆ ดงั รปู

และเนอ่ื งจากพ้นื ท่ีผวิ ทรงกลมจะหาคา่ ไดจ้ ากสมการ

ดงั น้นั สมการหาความเข้มเสยี งจึงสามารถเปลี่ยนเป็น

เม่อื I คือความเข้มเสียง ( วัตต/์ ตารางเมตร )
P คอื กำลังเสยี ง ( วัตต์ )
R คือระยะหา่ งจากจุดกำเนดิ เสียงถงึ ผู้ฟัง (รศั มีวงกลม) (เมตร)

2.) ระดับเสียง
เนื่องจากคา่ ความเข้มเสยี ง ( I ) ปกติจะมคี า่ นอ้ ยมาก เรา

จงึ นิยมเปลี่ยนให้อยใู่ นรูปทดี่ ูงา่ ย ข้นึ คอื รปู ของระดบั เสียง ( ß )
วธิ ีการเปลีย่ นจะใชส้ มการ

2. ความถเ่ี สียง

ธรรมชาตขิ องมนษุ ย์สามารถรับร้คู วามถี่เสยี งได้ตัง้ แต่ 20
Hz – 20 kHz ความสามารถในการรบั รใู้ นยา่ นของความถี่นั้นกจ็ ะ
แตกต่างไปซึง่ ในผูห้ ญิงและชายหนุ่มสามารถได้ยนิ ท่ีความถี่สงู สุดท่ี
20,000 Hz หรือเรยี กย่อ ๆ วา่ 20 kHzสว่ นในวัยกลางคนและ
ผู้สงู อายุจะได้ยินลดลงไปในยา่ นความถี่สงู สุด อาจไดส้ ูงสดุ ที่ 14
kHz

ความถี่เป็นสิง่ สำคญั ทำให้เราสามารถแยกแยะได้ว่าเสยี ง
ต่าง ๆ ทเี่ ราไดย้ นิ นั้นคืออะไรและเพราะความหลากหลายของ
ความถี่ท่ีเกิดขึ้นมาของเสยี งแต่ละแบบเปรียบไดก้ ับลายนิว้ มือของ
คนเรานน่ั เอง ซง่ึ จะมีลักษณะเฉพาะของมนั เอง มนั จึงทำใหเ้ รา
สามารถแปลได้วา่ เสียงท่ียนิ คืออะไรนนั่ คือสาเหตุทว่ี า่ ทำไมเราจึง
บอกไดว้ า่ เสยี งท่ีไดย้ ินคอื อะไร

ความเรว็ ของคลืน่ เสยี งน้ันเรียกว่าความถี่ (frequency)
ส่วนหนว่ ยวดั ค่าความถนี่ ั้นเรียกวา่ เฮิรต์ซ (hertz) ใช้อกั ษรยอ่ ว่า
Hz

3. ผลของความถ่แี ละระดับเสียงที่มตี อ่ การได้ยนิ เสยี ง

ช่องหูจะทำให้คล่นื เสยี งที่มีความถีร่ ะหวา่ ง 2,000 –
5,000 Hz มีพลังงานสงู ขนึ้ เน่ืองจากเกิด resonance ในช่องหู ถา้
ความถ่ี ต่ำกว่า 400 Hz การรับคล่นื เสียงไมค่ ่อยดี ทง้ั ใบรแู ละชอ่ ง
หูทำให้เกดิ การขยายเสียง เม่อื คล่นื เสยี งไปกระทบแก้วหู ซึ่งตอ่ อยู่
กบั กระดกู 3 ช้นิ ซึ่งประกอบกนั แบบคานดดี คานงดั จึงมีการ
ได้เปรยี บเชิงกลเกิดขึน้ ทำใหม้ แี รงเพม่ิ ข้นึ กระดกู โกลนซึง่ อยทู่ ี่
ตำแหน่งสุดท้ายมี ความแตกต่างระหวา่ งพนื้ ท่กี ับหน้าต่างรปู ไขม่ าก
เมอื่ มแี รงมากระทำจะทำให้ความดันเพ่ิมขึ้น จึงเกิดการขยายเสียง
ขนึ้ ประมาณ 30 เท่า จากนั้นเสยี งก็จะเดนิ ทางเข้าส่หู ูสว่ นใน
สัญญาณเสียงกจ็ ะเกิดการขยายอกี เมื่อคล่ืนเสยี งผ่านหสู ่วนในกจ็ ะ
ทำให้เยือ่ บาซิลาร์ส่นั ปลายประสาทที่เยอ่ื บาซิลารก์ ส็ ่งสญั ญาณ
ตอ่ ไปยงั สมอง ทำใหเ้ กดิ ความรสู้ กึ ในการได้ยินเสียง

ปรากฏการณ์อื่น ๆ ของเสยี ง

เนอ่ื งจากเสยี งมลี ักษณะเป็นคลื่นจงึ มสี มบัติเหมือนคลื่นทุก
ประการคือ

1.การสะท้อนของเสียง

เสยี งมกี ารสะทอ้ นเหมอื นกับคล่ืน เปน็ ไปตามกฏการ
สะท้อน โดยที่เม่อื เสียงเคลือ่ นทจ่ี ากตัวกลางท่มี ีความหนาแน่นน้อย
ไปยังตัวกลางทม่ี ีความหนาแน่นมากจะมีการสะท้อนของคลื่นเสยี ง
เกิดข้ึนซึ่งเฟสจะเปลี่ยนไป 180 องศา แตถ่ ้าเสยี งเคล่อื นทจี่ าก
ตวั กลางทมี่ ีความหนาแนน่ มากไปยงั ตัวกลางทีม่ ีความหนาแน่นนอ้ ย
จะมกี ารสะทอ้ นเพียงบางส่วนซึ่ง การสะท้อนนี้คลืน่ เสียงจะมีเฟส
เท่าเดมิ

2. การส่ันพ้องของเสยี ง

หมายถึง การท่ีทำให้อากาศทอ่ี ยู่ในกลอ่ งหรือในท่อสนั่ ด้วย
ความถ่ีธรรมชาติ อากาศก็จะส่นั ดว้ ยแอมพลิจูดมากขึน้ เรื่อย ๆ ทำ
ใหเ้ กิดเสียงดังมากขนึ้ กว่าปกติ เราเรยี กปรากฎการณน์ วี้ ่า “การส่นั
พ้องของเสยี ง” หรือการทเ่ี ราใหค้ วามถเ่ี สียงทม่ี ีค่าเท่ากับความถ่ี
ธรรมชาติของวตั ถใุ นชว่ งเวลาหน่งึ กส็ ามารถทำให้วัตถสุ นั่ ด้วยแอม
พลิจูดมากข้นึ เร่ือย ๆ จนอาจทำให้วัตถุเสยี หายได้

3. บตี

ปรากฏการณบ์ ีตของเสียง เกดิ จากแหลง่ กำเนดิ เสียงสอง
แหล่งทมี่ ีความถ่ีต่างกนั เล็กน้อย ส่งคลื่นเสยี งออกไปทางเดียวกนั
คล่ืนเสียงมาซอ้ นทบั กันแบบเสรมิ และหักล้างสลับกัน ตำแหนง่ เสริม
และหักลา้ งไมอ่ ยู่ท่ตี ำแหน่งเดิม แตจ่ ะเล่ือนไปเรื่อย ๆ ทำให้ผู้ฟังท่ี
อยู่น่ิงไดย้ นิ เสียงดังสลับกบั เบาผา่ นหูเป็นจังหวะต่อเน่อื งคงตวั
จำนวนครง้ั ทไ่ี ดย้ ินเสียงดังในเวลา

4. ปรากฏการณ์ดอพเพลอร์

เมื่อแหลง่ กำเนิดเสียงให้เสยี งออกมา เสียงก็จะกระจาย
ออกไปทกุ ทิศทางดว้ ยความยาวคล่นื ท่ีเท่ากันถ้าแหลง่ กำเนิดเสยี ง
หยดุ น่ิงเราจะพบวา่ เสยี งทีผ่ ้ฟู ังไดย้ นิ จะมคี วามยาวคลน่ื เดยี วกบั ที่
แหล่งกำเนิดเสยี งให้ออกมา

ประโยชน์ของเสียงในด้านต่าง ๆ

1. การเดินเรอื และการประมง

ใชก้ ารปลอ่ ยคลื่นเสียงความถสี่ งู จากเคร่อื งโซนาร์ (Sonar)
ในการระบุตำแหน่งของวตั ถุในการเดินเรือหรือการประมง เปน็
ระบบทใ่ี ช้การสะท้อนคลนื่ เสียงใต้นำ้ คล่ืนเสียงถฏู ปลอ่ ยออกไปสู่
กน้ ทะเลเม่อื ไปกระทบส่งิ กีดขวางก็จะสะท้อนกลับมาที่ตัวรบั
สญั ญาณบนเรือแลว้ แปลผลประมาณขนาด รูปรา่ ง ระยะหา่ งและ
ความลกึ ของวัตถใุ ตน้ ำ้ หรอื เรอื ประมงสามารถคน้ พบฝูงปลา

2. การแพทย์

การใช้เสียงยา่ นความถอี่ ลุ ตราโซนิค(เกนิ 20,000 Hz) ใน
การตรวจวนิ ิจฉัยทางการแพทย์ โดยอาศยั หลกั การสง่ คล่ืนเข้าไป
กระทบกบั อวยั วะภายใน แล้อาศยั คุณสมบตั กิ ารสะทอ้ นของเสียง
ออกมา แลว้ ไปแปลงสัณญาณด้วยความพวิ เตอร์เป็นภาพใหเ้ หน็ ได้
เช่น การตรวจหาเน้ืองอกในรา่ งกาย , ตรวจลกั ษณะความสมบรู ณ์
และเพศของทารกในครรภ์การตรวจหวั ใจดว้ ยคล่ืนเสยี งความถี่สงู
(Echocardiography)

เป็นการตรวจหวั ใจโดยใช้เคร่อื งมอื ทมี่ ี ประสทิ ธิภาพสงู
ทำงานโดยอาศยั หลัก การส่งคล่ืนเสยี งความถี่สงู ซึง่ ส่งออก มาจาก
ผลึกแรช่ นดิ พิเศษ และเม่อื รบั สัญญานคล่ืนเสียงท่ีสง่ ออกไป นำมา
แปรสณั ญาน เปน็ ภาพขึ้น จะทำให้สามารถเหน็ การทำงาน ของ
หวั ใจ ขณะกำลงั บบี ตัว และคลายตวั และโดยการใชเ้ ทคโนโลยอี นั
ทนั สมัย ทำให้ เราสามารถเหน็ การไหลเวียนของเลือดผา่ นชอ่ ง
หัวใจ หอ้ งต่างๆเป็นภาพสี และเห็นการทำงาน ปิด-เปดิ ของลน้ิ
หัวใจทง้ั ส่ีลน้ิ ได้


Click to View FlipBook Version