•ถ้ามีการสังเกตที่ 2 ต าแหน่ง ซึ่งมีค่าระดับความเข้มเสียงแตกต่าง กัน สามารถเขียนสมการผลต่างของระดับความเข้มเสียงได้ดังนี้
ไมโครโฟน จอแสดงผล สวิตช์เลือกการท างาน เครื่องวัดระดับเสียง
ตัวอย่าง
ตัวอย่าง
การบ้าน ระดับเสียงและความถี่เสียงกับการเริ่มได้ยิน
การบ้าน ระดับเสียงและความถี่เสียงกับการเริ่มได้ยิน 1. เอมิกาได้ยินเสียงปืนซึ่งมีระดับเสียง 90 เดซิเบล จากสนามยิง ปืนซึ่งอยู่ห่างออกไป 200 เมตร จงหาความเข้มเสียงที่เอมิกาได้ยิน
การบ้าน ระดับเสียงและความถี่เสียงกับการเริ่มได้ยิน •2. เอมิกาวัดระดับเสียง ณ ต าแหน่งที่ห่างจากสนามยิงปืน 40 เมตร ได้ 150 เดซิเบล ถ้าเอมิกาย้ายต าแหน่งการวัดไปอีกต าแหน่งหนึ่งสามารถวัดระดับเสียงได้ 110 เดซิเบล อยากทราบว่า ต าแหน่งใหม่ที่เอมิกาไปวัดระดับเสียงอยู่ห่างจาก สนามยิงปืน •3. เอมิกาและเอื้อใจอยู่ห่างจากแหล่งก าเนิดเสียงซึ่งมีก าลังคงที่เป็นระยะทางไม่ เท่ากัน ถ้าต าแหน่งที่เอมิกายืนอยู่มีความเข้มเสียงเป็น 1,000 เท่าของความเข้ม เสียงต าแหน่งที่เอื้อใจยืนอยู่ จงหาความแตกต่างของระดับเสียงระหว่างต าแหน่ง ทั้งสอง
ความถี่เสียงกับการเริ่มได้ยิน
•การได้ยินเสียงขึ้นอยู่กับระดับเสียง เพียงอย่างเดียวใช่หรือไม่
การได้ยินเสียงของเรามีขอบเขต เราไม่ได้ยินเสียงทุกความถี่
•จากความรู้ที่ทราบแล้วว่า เราได้ยินเสียงที่มีความถี่ ช่วงหนึ่ง และเราก็สามารถผลิตเสียงได้ด้วย เสียงที่เรา ผลิตมีความถี่ในช่วงเดียวกับเสียงที่ได้ยินหรือไม่ •สัตว์ต่าง ๆ ได้ยินเสียงและผลิตเสียงที่แตกต่างจาก มนุษย์หรือไม่ อย่างไร
สรุป •การได้ยินนอกจากจะขึ้นอยู่กับความเข้มเสียง และ ระดับเสียงแล้วยังขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียงด้วย –1. มนุษย์ได้ยินเสียงที่อยู่ในช่วงความถี่หนึ่งเท่านั้น คือ อยู่ระหว่างความถี่ 20-20000 เฮิรตซ์
สรุป • –2. คลื่นใต้เสียงเป็นคลื่นที่มีความถี่ต่ ากว่า 20 เฮิรตซ์ และ คลื่นเหนือเสียงเป็นคลื่นที่มีความถี่ สูงกว่า 20000 เฮิรตซ์ มนุษย์ไม่ได้ยินคลื่นใต้เสียงและคลื่นเหนือเสียง –3. สัตว์แต่ละชนิดจะได้ยินเสียงในช่วงความถี่แตกต่างกัน –4. ส าหรับมนุษย์สามารถเปล่งเสียงในช่วง 100-8000 เฮิรตซ์
การที่มนุษย์ได้ยินเสียงสูงเสียงต่ าขึ้นอยู่กับสิ่งใด ของเสียง? มนุษย์ สามารถจ าแนกเสียงที่ได้ยินจาก แหล่งก าเนิดเสียงที่ต่างกันได้อย่างไร?
ขวดที่มีน้ าน้อยจะให้เสียงที่มีระดับสูงต่ าของเสียงสูงกว่าขวดที่มีน้ ามาก
ระดับสูงต่ าของเสียง •การระบุว่าเสียงที่ได้ยิน เป็นเสียงสูง เสียงต่ า เสียงแหลม เสียงทุ้ม นี้เป็นการบอกถึงระดับสูงต่ าของเสียง (pitch) •ปริมาณที่สัมพันธ์กับระดับสูงต่ าของเสียงก็คือ ความถี่เสียง ซึ่งเป็นการบอกในเชิงปริมาณ สามารถวัดค่าเป็นตัวเลขเพื่อ ใช้เปรียบเทียบกันได้โดยตรง
•โดยทั่วไป เมื่อกล่าวถึงเสียงสูง (high pitch) หรือ เสียงแหลม (treble) จะหมายถึงเสียงที่มีความถี่สูง และเสียงต่ า (low pitch) หรือเสียงทุ้ม (bass) หมายถึงเสียงที่มีความถี่ต่ า
• เสียงความถี่สูงมีความยาวคลื่นสั้นกว่าเสียงที่มีความถี่ต่ า
-คนธรรมดาฟังเสียงที่มีคลื่นความถี่ระหว่าง 20 – 20,000 เฮิรตซ์ ได้ -คลื่นที่มีความถี่ต่ ากว่าช่วงคลื่นที่เราได้ยิน เรียกว่า Infra sonic ส่วนคลื่นที่มี ความถี่มากช่วงคลื่นที่เราได้ยินเรียกว่า Ultra sonic -มาตรฐานการแบ่งระดับเสียงในทางวิทยาศาสตร์ ใช้เสียงโดกลางซึ่งมีความถี่ 256 เฮิรตซ์เป็นระดับเสียงมาตรฐาน ระดับเสียงอื่นๆจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเทียบกับเสียง นี้ -เสียงคู่แปด (Octave) ของระดับเสียงใด ๆ หมายถึงเสียงที่ 8 ของเสียงนั้น เช่น C และ C’ ซึ่งเสียงคู่แปดจะมีความถี่เป็น 2 เท่าของเสียงเดิม
ท าไมเสียงจากเครื่องดนตรีต่างชนิดกัน จึงให้เสียงที่แตกต่างกัน ?
•โดยมากเครื่องดนตรีจะส่งเสียงที่มีหลายๆความถี่ออกมา พร้อมๆกัน เรียกว่า ฮาร์มอนิก (harmonics) เสียงที่มี ความถี่ต่ าสุด เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่หนึ่ง (first harmonic) หรือความถี่มูลฐาน (fundamental frequency)
เสียงความถี่อื่น ๆ ซึ่งเป็นจ านวนเต็มเท่าของความถี่มูลฐาน เช่น สองเท่าสามเท่า เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่สอง หรือ f 2 ฮาร์มอนิกที่สาม หรือ f 3 ตามล าดับ ขณะที่แหล่งก าเนิดเสียง สั่น จะให้เสียงซึ่งมีความถี่มูลฐานและฮาร์มอนิกต่าง ๆ ออกมาพร้อมกัน ฮาร์มอนิกเหล่านี้มีแอมพลิจูด (หรือความ เข้มเสียง) ต่างกัน จะรวมกันท าให้ลักษณะของรูปคลื่นเสียง แตกต่างกัน เป็นลักษณะเฉพาะตัวของเสียงแต่ละ แหล่งก าเนิด
เสียงเครื่องดนตรีที่ต่างกัน แม้จะมีระดับสูงต่ าของเสียงเดียวกันแต่จะมีความแตกต่างกัน สาเหตุที่รูปคลื่นแตกต่างกันเนื่องจากมีจ านวน ฮาร์มอนิกและแอมพลิจูดของแต่ละฮาร์มอนิกแตกต่างกัน คลื่นรวมกัน เป็นเสียงดนตรีชนิดนั้น ๆ มีความแตกต่างกัน ท าให้เราได้ยินเสียงทั้ง สองนั้นแตกต่างกัน ลักษณะที่ต่างกันของเสียงที่กล่าวมานี้เราเรียกว่ามีคุณภาพเสียง แตกต่างกัน
คุณภาพเสียง •เสียงจากเครื่องดนตรีต่างๆ เล่นโน้ตตัวเดียวกัน แต่เราก็สามารถ แยกออกได้ว่าเสียงไหน เป็นเสียงของเครื่องดนตรีชนิดใด ทั้งนี้ เพราะคุณภาพของเสียง (quality of sound)
เมื่อมนุษย์อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีระดับเสียงและ ความถี่เสียงไม่เหมาะสมกับการได้ยินของมนุษย์ จะเกิดผลอย่างไรบ้าง ?
มลพิษทางเสียงและการป้องกัน
มลพิษทางเสียง มลพิษทางเสียง (noise pollution) คือเสียงรบกวนที่มี ระดับเสียง สูงและเสียงรบกวนที่ก่อให้เกิดความร าคาญ หรือเสียงที่ไม่ต้องการอาจเป็นอันตรายต่อผู้ฟัง ทั้งอันตราย ต่อการได้ยินและอันตรายต่อสุขภาพและจิตใจ
แนวทางการลดมลพิษทางเสียง •1. การควบคุมที่แหล่งก าเนิด •2. การควบคุมทางผ่านของเสียง เช่น เพิ่มระยะทางระหว่างแหล่งก าเนิดเสียง และผู้ฟัง การใช้วัสดุดูดกลืนเสียง กั้นเสียงหรือเบี่ยงเบนทิศของเสียง •3. การควบคุมที่ผู้รับฟัง เช่น ก าหนดเวลาท างานให้เป็นไปตามมาตรฐาน และ ใช้เครื่องป้องกันอันตรายต่อหูซึ่งมี 2 แบบ คือ เครื่องอุดหู (ear plugs) และ เครื่องครอบหู (ear muffs)
12.3 ปรากฏการณ์เกี่ยวกับเสียง จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายการเกิดคลื่นนิ่งของเสียง 2. อธิบายและค านวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเกิดการสั่นพ้อง ของอากาศในท่อปลายปิดหนึ่งด้าน 3. อธิบายการสั่นพ้องของอากาศในท่อปลายปิดหนึ่งด้านและการ วัดความยาวคลื่นของเสียงในอากาศ 4. อธิบายการเกิดบีต 5. อธิบายปรากฏการณ์ดอปเพลอร์และคลื่นกระแทกของเสียง
12.3 ปรากฏการณ์เกี่ยวกับเสียง •คลื่นนิ่งของเสียง •การสั่นพ้องของอากาศในท่อ •บีต •ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
https://www.youtube.com/watch?v=9bRJyh53WVo
การที่เราได้ยินเสียงดนตรีจากเครื่องดนตรี ประเภทต่าง ๆ เช่น กีตาร์ ขลุ่ย กลอง เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ของเสียงอย่างไรบ้าง ?
คลื่นนิ่งของเสียง สีเหลือง แสดงคลื่นนิ่งซึ่งเป็นผลรวมของคลื่นสองขบวนที่มีความยาวคลื่นเท่ากันวิ่งสวนทางกันด้วยอัตราเร็วเท่ากัน
คลื่นนิ่งของเสียง คลื่นนิ่ง (standing wave) คือการแทรก สอดของคลื่นต่อเนื่อง 2 ขบวนที่มีลักษณะ เหมือนกัน เคลื่อนที่เข้าหากันในตัวกลาง เดียวกัน ท าให้เราเห็นต าแหน่งบัพและปฏิบัพที่ เกิดขึ้นมีต าแหน่งที่อยู่คงที่แน่นอน ไม่มีการย้าย ต าแหน่ง จะเห็นว่าบางต าแหน่งไม่มีการสั่นเลย เราเรียกจุดนี้ว่าจุดบัพ (Node) และมีบาง ต าแหน่งที่สั่นได้มากที่สุดเราเรียกจุดนี้ว่าปฏิบัพ (Antinode)
•การเกิดคลื่นนิ่งในเส้นเชือก
ระยะระหว่างปฏิบัพถึงปฏิบัพ λ/2 ระยะระหว่างปฏิบัพถึงบัพ λ/4
คลื่นนิ่งของเสียงสามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกับ คลื่นนิ่งในเส้นเชือกหรือไม่ ? และจะสังเกตได้อย่างไร ?
กิจกรรม 12.1 คลื่นนิ่งของเสียง
กิจกรรม 12.1 คลื่นนิ่งของเสียง