เพิ่มเติม •เสียงดังค่อยในเสียงบีตจะเป็นจังหวะเปลี่ยนตามเวลา •ส่วนเสียงดังค่อยในการแทรกสอดของเสียงแบบคลื่นนิ่ง จะเปลี่ยนตามต าแหน่งที่รับฟัง
ตัวอย่าง ถ้าต้องการให้เกิดเสียงดังเป็นจังหวะ ๆ ห่างกันทุกครึ่ง วินาที จะต้องเคาะส้อมเสียงซึ่งมีความถี่ 500 HZ พร้อมกับ ส้อมเสียงที่มีความถี่เท่าไร
ค าถามตรวจสอบความเข้าใจ 12.3
เฉลยค าถามตรวจสอบความเข้าใจ 12.3
แบบฝึกหัด 12.3
เฉลยแบบฝึกหัด 12.3
เฉลยแบบฝึกหัด 12.3
เฉลยแบบฝึกหัด 12.3
ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (DOPPLER EFFECT) จุดประสงค์การเรียนรู้ อธิบายปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ และคลื่นกระแทกของเสียง
• https://www.youtube.com/watch?v=ip3kd6sErW4
•เสียงไซเรนของรถกู้ภัยที่ก าลังแล่นใกล้เข้ามาและผ่านไป เสียงที่ได้ยิน แตกต่างกันหรือไม่ •ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงมีความถี่เปลี่ยนไปจากความถี่จริง เนื่องจากการ เคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกต โดยที่การเคลื่อนที่ นั้นจะต้องมีความเร็วน้อยกว่าความเร็วเสียง เรียกว่า ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
•ปรากฏการณด์อปเพลอร์แบ่งได้ 3 กรณี ได้แก่ 1. แหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่ ผู้สังเกตอยู่นิ่ง 2. แหล่งก าเนิดเสียงอยู่นิ่ง ผู้สังเกตเคลื่อนที่ 3. แหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกตต่างเคลื่อนที่สัมพัทธ์ใน แนวเดียวกันกับแนวการเคลื่อนที่ของเสียง
สรุป •1. เมื่อแหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต ผู้สังเกตจะได้ยิน เสียงที่มีความถี่มากขึ้น แต่เมื่อแหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่ออกจาก ผู้สังเกต ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงความถี่น้อยลง
สรุป •2. เมื่อแหล่งก าเนิดเสียงอยู่นิ่ง ผู้สังเกตที่เคลื่อนที่เข้าหา แหล่งก าเนิดเสียงจะได้ยินเสียงที่มีความถี่มากขึ้น แต่เมื่อผู้สังเกต เคลื่อนที่ออกจากแหล่งก าเนิดเสียงจะได้ยินเสียงความถี่น้อยลง
สรุป •3. เมื่อแหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกตที่เคลื่อนที่เข้าหากัน ผู้สังเกต จะได้ยินเสียงที่มีความถี่มากขึ้น แต่เมื่อแหล่งก าเนิดเสียงและผู้ สังเกตเคลื่อนที่ออกจากกัน ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงความถี่น้อยลง
•เราจะได้ยินเสียงที่ด้านหน้าและด้านหลังของแหล่งก าเนิดเสียงที่ ก าลังเคลื่อนที่ด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน คือ ได้ยินเสียงมีความถี่ สูงขึ้นหรือต่ าลงกว่าเดิม ปรากฏการณ์นี้ เรียกว่า ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ของเสียง
•ความถี่ของเสียงที่ผู้สังเกตได้ยินในกรณีที่ผู้สังเกตเคลื่อนที่ อยู่ด้านหน้าของแหล่งก าเนิดเสียงโดยเคลื่อนที่ในทิศทาง เดียวกัน มีแนวทางได้3 กรณี -ในกรณีที่ผู้สังเกตและแหล่งก าเนิดเสียงมีอัตราเร็วเท่ากัน ความถี่ ของเสียงที่ได้ยินจะเท่าเดิม เพราะผู้สังเกตอยู่ห่างจากแหล่งก าเนิด เท่าเดิม คล้ายกับกรณีผู้สังเกตและแหล่งก าเนิดเสียงอยู่นิ่ง
•-ในกรณีที่ผู้สังเกตมีอัตราเร็วมากกว่าแหล่งก าเนิดเสียง ความถี่ ของเสียงที่ได้ยินจะลดลง เพราะผู้สังเกตจะเคลื่อนที่ไกลออกจาก แหล่งก าเนิด คล้ายกับกรณีผู้สังเกตเคลื่อนที่ออกจาก แหล่งก าเนิดเสียงที่อยู่นิ่ง •-ในกรณที่ผู้สังเกตมีอัตราเร็วน้อยกว่าแหล่งก าเนิดเสียง ความถี่ ของเสียงที่ได้ยินจะเพิ่มขึ้น เพราะผู้สังเกตจะเคลื่อนที่เข้าใกล้ แหล่งก าเนิด คล้ายกับกรณีผู้สังเกตเคลื่อนที่เข้าหาแหล่งก าเนิด เสียงที่อยู่นิ่ง
•ความถี่ของเสียงที่ผู้สังเกตได้ยินในกรณีที่ผู้สังเกตเคลื่อนที่ ในทิศทางเดียวกับแหล่งก าเนิดเสียงแต่ตามหลัง แหล่งก าเนิด มีแนวทางได้3 กรณี -ในกรณีที่ผู้สังเกตและแหล่งก าเนิดเสียงมีอัตราเร็วเท่ากัน ความถี่ ของเสียงที่ได้ยินจะเท่าเดิม เพราะผู้สังเกตอยู่ห่างจากแหล่งก าเนิด เท่าเดิม คล้ายกับกรณีผู้สังเกตและแหล่งก าเนิดเสียงอยู่นิ่ง
-ในกรณที่ผู้สังเกตมีอัตราเร็วมากกว่าแหล่งก าเนิดเสียง ความถี่ของเสียงที่ได้ยินจะเพิ่มขึ้น เพราะผู้สังเกตจะเคลื่อนที่ เข้าใกล้แหล่งก าเนิดคล้ายกับกรณีผู้สังเกตเคลื่อนที่เข้าหา แหล่งก าเนิดเสียงที่อยู่นิ่ง -ในกรณีที่ผู้สังเกตมีอัตราเร็วน้อยกว่าแหล่งก าเนิดเสียง ความถี่ของเสียงที่ได้ยินจะลดลง เพราะผู้สังเกตจะเคลื่อนที่ ไกลออกจากแหล่งก าเนิดคล้ายกับกรณีผู้สังเกตเคลื่อนที่ออก จากแหล่งก าเนิดเสียงที่อยู่นิ่ง
•แหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกตอยู่นิ่ง ถ้ามีลมพัดด้วยอัตราเร็ว สม่ าเสมอจากผู้สังเกตเข้าหาแหล่งก าเนิดเสียง จะเกิด ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์หรือไม่ เพราะเหตุใด •ค าตอบ ไม่ เนื่องจากลมพัดด้วยอัตราเร็วสม่ าเสมอจากผู้สังเกต เข้าหาแหล่งก าเนิด ท าให้อัตราเร็วเสียงเมื่อเทียบกับผู้สังเกตลดลง ความถี่ของเสียงจากแหล่งก าเนิดมีค่าเท่าเดิม จึงไม่เกิด ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
•ปรากฏการณด์อปเพลอร์แบ่งได้ 3 กรณี ได้แก่ 1. แหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่ ผู้สังเกตอยู่นิ่ง 2. แหล่งก าเนิดเสียงอยู่นิ่ง ผู้สังเกตเคลื่อนที่ 3. แหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกตต่างเคลื่อนที่สัมพัทธ์ใน แนวเดียวกันกับแนวการเคลื่อนที่ของเสียง
= [ ± ± ] แทน ความถี่ที่ผู้สังเกตได้ยิน
หลักการคิดเครื่องหมาย 1. กรณีที่ผู้สังเกตเคลื่อนที่ -ถ้าผู้สังเกตเคลื่อนที่เข้าหาแหล่งก าเนิดเสียง เป็น + -ถ้าผู้สังเกตเคลื่อนที่ออกจากแหล่งก าเนิดเสียง เป็น - 2. กรณีที่แหล่งก าเนิดเคลื่อนที่ -ถ้าแหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต เป็น - -ถ้าแหล่งก าเนิดเสียงเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกต เป็น +
หลักการคิดเครื่องหมาย เคลื่อนที่ เข้าหา ออกจาก O () + () - S ( ) - ( ) +
การหาความยาวคลื่นเสียงที่ผู้สังเกตได้ยิน = ± แทน ความยาวคลื่นเสียงที่ผู้สังเกตได้ยิน
= [ ± ± ] = [ ± ± ]
•ปรากฏการณด์อปเพลอร์เกิดได้กับคลื่นทุกชนิด รวมทั้งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสามารถน าไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ได้ เช่น การใช้เรดาร์ในการตรวจวัดความเร็วของยานพาหนะ หรือ การศึกษาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (astrophysics) เช่น การตรวจวัดอัตราเร็วของดาวฤกษ์และกาแล็กซี
•เสียงไซเรนของรถกู้ภัยที่ก าลังแล่นใกล้เข้ามาและผ่านไป เสียงที่ได้ยิน แตกต่างกันหรือไม่ •ผู้สังเกตจะได้ยินเสียงมีความถี่เปลี่ยนไปจากความถี่จริง เนื่องจากการ เคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแหล่งก าเนิดเสียงและผู้สังเกต โดยที่การเคลื่อนที่ นั้นจะต้องมีความเร็วน้อยกว่าความเร็วเสียง เรียกว่า ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์
1.2. 3.
4.5. 6.
•จากปรากฏการณด์อปเพลอรข์องเสียงที่ได้ศึกษามา แหล่งก าเนิดเสียงมีอัตราเร็วน้อยกว่าอัตราเร็วเสียง •หากแหล่งก าเนิดเสียงมีอัตราเร็วมากกว่าอัตราเร็วเสียง จะเกิดอะไรขึ้น https://www.youtube.com/watch?v=6B4IVcCuIZE&feature=emb_logo
•สรุป •เมื่ออัตราเร็วของแหล่งก าเนิดคลื่นมากกว่าอัตราเร็วของคลื่น แหล่งก าเนิดคลื่นจะเคลื่อนที่ผ่านพ้นหน้าคลื่นทุกหน้าคลื่นที่อัด ตัวออกไป หน้าคลื่นจะอัดตัวกันในลักษณะที่เป็นหน้าคลื่นวงกลม ซ้อนเรียงตัวกันไปตามแนว
การเคลื่อนที่ของแหล่ง ก าเนิดดังรูป แนวหน้าคลื่นที่อัดตัวกัน มีลักษณะเป็นรูปมุม แหลม เรียกว่า หน้า คลื่นกระแทก พลังงาน แต่ละหน้าคลื่นจะไป เสริมกันบนหน้าคลื่น กระแทก ด้วยเหตุนี้ คลื่นกระแทกจึงมี พลังงานมาก
•เลขมัค (Mach number) เป็นอัตราส่วนระหว่างอัตราเร็วของแหล่งก าเนิด เสียงต่ออัตราเร็วเสียงในตัวกลาง หรือ •นั่นคือ ถ้า vs > v หรือแหล่งก าเนิดเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเหนือเสียง (supersonic speed) จะเกิดคลื่นกระแทก •จากรูป •สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างเลขมัคและมุมมัคได้ดังสมการ
คลื่นกระแทกที่เกิดจากลูก กระสุนที่วิ่งผ่านอากาศ
12.4 การประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องเสียง •จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. น าความรู้เรื่องเสียงไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจ าวัน
•จากความรู้เรื่องเสียงที่ได้ศึกษามา นักเรียนคิดว่าสามารถ น ามาอธิบายหรือประยุกต์ใช้ในชีวิตประจ าวันหรือ สถานการณ์ต่าง ๆ ได้อย่างไร
การเปล่งเสียงของมนุษย์เกิด จากการท างานร่วมกันของอวัยวะ หลายส่วน โดยลมที่ออกมาจากปอด จะผ่านท่อลม กล่องเสียง คอหอย ช่องปาก กล่องเสียงเป็นอวัยวะที่ท าให้ เกิดเสียง ภายในมีเส้นเสียง ที่ขึงอยู่ ตรงกลางกล่องเสียง เมื่อลมผ่านเส้น เสียงจะสั่นสะเทือนเกิดเป็นเสียงสูงต่ า 1 234 5