สรุป เนื้อหาฟิสิกส์ 2

ไ BsอBB mm

.ฒื๊ญ-ื่ *

µ

I ฒื๊ นา
อ ฒ ฒ๊ '
ญื๊ ฑื โไyไโไไ ฒื๊ ง
*ฒ •

ต า ต ③ฑ๊ ต ฒื๊ฒื๊

เ

ส รุ ป เ นื อ ห า ฟ สิ ก ส์

รายวิชาฟสิกส์ ปการศึกษา

โ ร ง เ รี ย น ส า ธิ ต ม ห า วิ ท ย า ลั ย
ม ห า ส า ร ค า ม ฝ า ย มั ธ ย ม

ีพ่ืต๊ืฏ๊ิสิด๊ืส๊ืสุฑิฑ๋ืฐ๋ัศ็ซ๊ืสิสืสึฬ๊ึฏิสืส็ส๊ืสืจฺฟฺฒืสืต็ตืสืสืตืสิสิสืสืส๊ืต๊ืสิส๊ืฉ็ษัสืต๊ีสืตืส๊ึฏ๋ึฏ๊ืฏ๊ืต๊ืฏ๊ิด๊ึฬ๊ัร๊ัฏ็ส๊ืฏ๊ืต

คํา นาํ

ส า ร บั ญ

สรุปเรอื งคลืน

ปรากฎการณ์ทีเกิดจากการรบกวนแหล่งกําเนิด หรือ
ตัวกลางเกิด การสันสะเทือน ทําให้เกิดการถ่ายโอนพลังงาน
ไ ป ที อื น ๆ
คลืน คือ พลังงานจากการสันก็จะมีพลังงานจลน์

ประเภทของคลื น

แ บ่ ง ต า ม ทิ ศ ท า ง ก า ร เ ค ลื อ น ที ข อ ง ค ลื น
คลืนตามยาว ทิศทางการสนั ของอนภุ าคตัวกลาง ขนานกับทิศทางการ

เคลือนทีของคลืน เชน่ คลืนสปรงิ คลืนเสยี ง

คลืนตามขวาง ทิศทางการสนั ของอนภุ าคตัวกลาง
ตังฉากกับทิศทางการเคลือนทีของคลืน
เชน่ คลืนแสง คลืนเสน้ เชอื ก

แบง่ ตามการอาศัยตัวกลางในการเคลือนที

คลืนกล คลืนทีต้องอาศัยตัวกลางในการเคลือนที
เชน่ คลืนนาํ คลืนในเสน้ เชอื ก คลืนเสยี ง

คลืนแมเ่ หล็กไฟฟา ไมต่ ้องอาศัยตัวกลางในการเคลือนที
เชน่ รงั สอี ินฟราเรด คลืนวทิ ยุ

แบ่งตามความต่ อเนืองของแหล่ งกําเนิด

คลืนดล แหล่งกําเนิดคลืนทีทําให้เกิดคลืนเพียง ช่วงเวลาสันๆ หรือ ประมาณ ลู ก ค ลื น
เช่น คลืนหัวใจตอนพักผ่อน

คลืนต่อเนือง แหล่งกําเนิดทําให้เกิดคลืนอย่าง ต่อเนืองออกมาหลายลูก
เช่น คลืนหัวใจตอนวิง

องค์ ประกอบคลื น

เฟสของคลื น

บอกตําแหน่งต่างๆบนคลืน ในรูปขององศา หรือ เรเดียน

สมบัติ ของคลื น

ส ม บั ติ ก า ร ส ะ ท้ อ น ข อ ง ค ลื น

การสะท้อน คือ คลืนเคลือนทีไปเจอสงิ กีดขวางแล้วสะท้อนกลับ

สมบัติ ของคลื น

สมบัติ ของคลื น

ส ม บั ติ ก า ร แ ท ร ก ส อ ด ข อ ง ค ลื น

สมบัติ ของคลื น

ส ม บั ติ ก า ร เ ลี ย ว เ บ น ข อ ง ค ลื น

ข้ อ ส อ บ

ขอ้ สอบทัวไป

ข้ อ ส อ บ

ขอ้ สอบเขา้ มหาลัย

ตอบขอ้

ตอบขอ้

ตอบขอ้
ตอบขอ้
ตอบขอ้



การเกดิ คลนื เสียง

เสียงเกิดจากการสันของวตั ถุต้นกาํ เนดิ คือ เมอื เราใหง้ านหรอ
พลงั งานแกว่ ตั ถตุ ้นกาํ เนิดเสียง พลังงานของการสันจะถา่ ยโอนให้
กับโมเลกุลของตัวกลางทีอยรู่ อบๆ ทาํ ใหโ้ มเลกลุ ของตวั กลางสัน
แลว้ ถ่ายโอนพลงั งานใหก้ บั โมเลกลุ ถัดไป มผี ลให้คลนื เสียงแผ่
กระจายออกไปโดยรอบแหลง่ กําเนิดโดยโมเลกุลของตัวกลางไมไ่ ด้
เคลือนทีไปพร้อมกับคลืน

อัตราเร็วของเสียงในอากาศ

1. ความหนาแน่นของตวั กลาง อตั ราเร็ว
ในตวั กลางทมี ีความหนาแน่นมากกว่าจะ
มคี า่ มากกว่าในตัวกลางทมี ีความหนา
แน่นน้อยกว่า
2. อณุ หภูมอิ ตั ราเร็วเสยี งจะแปรผันตรง
กบั รากที2ของอุณหภูมิเคลวน เพราะ
อุณหภูมิสงู ขนึ จะทาํ ใหโ้ มเลกุล มี
พลังงานจลนม์ ากขนึ การอดั ตัวและ
ขยายตัวเร็ว ทาํ ให้เสยี งเคลอื นทีไดเ้ ร็ว
ขนึ จึงได้วา่ V √T และสาํ หรับใน
อากาศนนั เราสามารถหาอตั ราเร็วเสยี ง
ทอี ุณหภมู ิตา่ ง ๆ ไดโ้ ดยอาศยั

สมการ v = vo + 0.6 t หรอ v = 331
+ 0.6 t เมอื Vo = อัตราเร็วเสยี งที
อุณหภมู ิ OoC = 331 m/s t =
อุณหภมู ิ (oC)

อัตราเร็วของเสียงในของแข็ง

ในแทง่ ของแขง็ ซงึ มขี นาดความหนา (หรอขนาดของตวั กลาง ใน
แนวตงั ฉากกับการเคลือนทขี องคลืน) เลก็ กว่าความยาวคลืนมาก
อัตราเร็วของเสยี งหาไดจ้ าก

E คือ มอดุลัสของความยดื หยนุ่
(rho) คอื ความหนาแนน่

อตั ราเร็วของเสยี งในของเหลว

ของเหลวจะมีความแขง็ เกร็งต่อแรงอดั เทา่ นนั โดยไมม่ คี วามแขง็
เกร็งต่อแรงเฉอื น ดังนนั อัตราเร็วของเสยี งในของเหลวหาไดโ้ ดย

K คือ bulk modulus

1. การสะทอ้ นของเสยี ง

เสียงเปนคลืนจงึ มกี ารสะทอ้ นตามกฏการสะทอ้ นของคลนื คอื มุม
ตกกระทบเท่ากับมมุ สะท้อน รังสีตกกระทบ รังสสี ะท้อน และเส้นปกติ
ต้องอยู่บนระนาบเดียวกนั

เสียงก้อง (Echo)
เงือนไขของการได้ยนิ เสียงกอ้ งคือ หลงั จากไดย้ ินเสียงครังแรกแล้ว เสียง
ครังทีสองทสี ะท้อนมาเข้าหเู ราจะต้องใช้เวลาตา่ งจากได้ยนิ ครังแรกไมน่ ้อย

กวา่ 0.1 วนาที เพราะถา้ เสยี งทีสองสะท้อนมาถงึ หูใชเ้ วลาน้อยกวา่ 0.1
วนาที หจู ะไมส่ ามารถแยกออกวา่ เปนการได้ยนิ เสยี งสองครัง

2. การหักเหเสียง
การหักเหเสยี งเกิดขนึ เมือเสยี งเคลือนทีผ่านตวั กลางซงึ มี
ความแตกตา่ งกนั มผี ลทาํ ให้อัตราเร็วเสียงเปลียนแปลงไป และ
ทาํ ให้ความยาวคลนื เสยี งเปลยี นแปลงด้วย เนืองจากความถเี สียง
จากแหลง่ กําเนดิ เสียงสนั คงที ความสัมพนั ธ์ของปรมาณของการ
หักเหคงเหมอื นเดิมคอื เปนไปตามกฏของสเนลล์ คือ

3. การแทรกสอด
การแทรกสอดของเสียงเกดิ จากแหลง่ กาํ เนิดเสียงอาพนั ธ์ 2
แหลง่ คลนื เสยี งจากสองแหล่งแผเ่ ขา้ ซอ้ นทับกันเกิดปฏบิ พั (เสยี ง
ดัง) และบพั (เสียงเบา) ลากแนวปฏิบพั และบพั ไดต้ ามรูป

สมการการแทรกสอด แหล่งกําเนดิ อาพนั ธ์ส่งคลืนเสียงเฟสตรงกนั
เมอื จุดสังเกต P อย่บู นแนวแทรกสอดปฏบิ ัพ(เสยี งดงั ) และจุด Q

อยู่บนแนวแทรกสอดบพั (เสยี งเบา)

4. การเลยี วเบนของเสยี ง

เสียงเปนคลืนจึงแสดงสมบัตกิ ารเลยี วเบน การเลียวเบนของเสยี งคือ
ปรากฏการณท์ เี สยี งออ้ มสิงกดี ขวาง เสยี งจะเลยี วเบนได้ดเี มอื ความ
กวา้ งของช่องเปดเท่ากับความยาวคลนื เสยี งนัน ดังนันในชวี ตประจาํ
วนั พบวา่ เสียงทมี ีความถตี าํ จะเลียวเบนผ่านชอ่ งเปดต่างๆได้ดกี วา่

เสียงความถสี งู

การเลียวเบนผา่ นช่องเปดเดยี ว บางกรณีหลังจากเลยี วเบนแล้วไปเกดิ
การแทรกสอดกันอีก เกิดแนวบัพและปฏิบัพ คํานวณการแทรกสอด

กรณีนไี ด้จากสมการ

การเกดิ บีตส(์ ฺBeats)

ปรากฏการณ์บตี ส์ของเสยี ง เกิดจากแหล่งกําเนิดเสยี งสองแหล่งทีมีความถีตา่ งกนั เลก็
น้อย ส่งคลืนเสียงออกไปทางเดียวกนั คลืนเสยี งมาซ้อนทับกันแบบเสรมและหักลา้ งสลับ
กนั ตําแหนง่ เสรมและหักลา้ งไมอ่ ยู่ที ตําแหน่งเดิม แต่จะเลอื นไปเรอยๆ ทาํ ให้ผฟู้ งทีอยู่
นิงไดย้ ินเสยี งดังสลับกบั เบาผ่านหูเปนจงั หวะตอ่ เนอื งคงตัว จํานวนครังทไี ดย้ ินเสยี งดัง

ในเวลา 1 วนาทเี รยกวา่ ความถีบตี ส์ ( fB ) หาความถบี ตี ส์ได้จาก สมการ

คลืนนงิ และการสนั พ้องของเสียง

คลนื นงิ ของเสียง
เสยี งสามารถมปี รากฎการณค์ ลนื นิงได้เหมอื นคลนื ทัวๆไป เชน่ คลืนนิงของนาํ

หรอคลนื นงิ ของคลนื ในเส้นเชอื ก คลนื นงิ ของคลืนเสยี งกเ็ กดิ จากคลืนเสยี ง 2 คลนื
ซงึ มคี วามถี ความยาวคลืนและแอมพลจิ ูดเทา่ กัน เคลอื นทสี วนทางกันในแนวเสน้
ตรงเดียวกนั แล้วมาซอ้ นทบั กัน คลนื ความดนั ของคลืนเสยี งทงั สองจะเกิดการรวม
กนั เปนคลืนความดนั ลัพธ์ไดต้ าํ แหน่งเสยี งปฏิบพั และเสยี งบัพ สลบั กนั ไปโดยระยะ
ห่างระหวา่ งปฏิบัพทตี ดิ กันหรอบพั ทตี ิดกนั เท่ากบั ครงหนงึ ของความยาวคลืน
( /2) และระยะห่างระหวา่ งปฏบิ พั และบัพทีตดิ กนั มคี า่ ( /4)

การสันพอ้ งของเสียง

เปนปรากฏการณท์ ีมีแรงไปกระทําให้วตั ถสุ ันหรอแกวง่ โดยความถีของแรงกระทาํ (ความถี
กระตนุ้ )ไปเทา่ กบั ความถธี รรมชาตขิ องวตั ถุ จะทาํ ให้วตั ถุนนั สันดว้ ยแอมปลจิ ดู ทีมากทีสดุ

ปรากฏการณ์ดรอปเปลอร์และคลนื กระแทก

ปรากฏการณ์ดอพเพลอร์ของเสียง (Doppler Effect)

เมอื แหล่งกําเนดิ เสียงให้เสยี งออกมา เสยี งกจ็ ะกระจายออกไปทุกทศิ ทางด้วย
ความยาวคลนื ทีเท่ากนั ถา้ แหล่งกาํ เนดิ เสยี งหยดุ นิงเราจะพบว่าเสยี งทผี ฟู้ งไดย้ นิ จะมี
ความยาวคลนื เดยี วกบั ทแี หล่งกําเนิดเสยี งให้ออกมา



คลนื กระแทก

คลนื กระแทก คือ ปรากฏการณ์ทหี น้าคลนื เคลอื นทมี าเสรมกันในลักษณะ
เปนหนา้ คลนื วงกลมซ้อนเรยงกันไป โดยทมี แี นวหนา้ คลนื ทมี าเสรมกันม

ลักษณะเปนรูปตัว V อนั เนืองมาจากแหล่งกําเนดิ คลืนเคลอื นทดี ว้ ยความเ
ทีมากกวา่ ความเร็วของคลืนในตวั กลาง ( Vs>V ) เช่น คลืนกระแทกขอ
คลืนทผี วิ นาํ ขณะทเี รอกําลงั วง หรอคลืนเสียงก็เกดิ ขนึ เมอื เครองบินบนิ เร

กวา่ อตั ราเร็วของเสียงในอากาศ

เลขมัค คอื ตวั เลขทบี อกให้เราทราบวา่ อัตราเร็วของแหล่งกาํ เนดิ คลนื
มีค่าเปนกีเท่าของอัตราเร็วของคลนื ในตวั กลาง

ธรรมชาติของเสียง
เสยี งเปนพลงั งานรูปหนึงทที ําใหป้ ระสาทหูเกดิ ความรู้สึกได้ การเคลอื นทีของเสียงจากตวั
กอ่ กาํ เนดิ เสยี งต้องอาศัยตวั กลางในการถา่ ยโอนพลังงานการสนั ของตวั กอ่ กาํ เนดิ เสยี ง
นนั ไปยงั สงิ ต่าง ๆ

การเกดิ คลืนเสียงเคลือนทจี ากทีหนงึ ไปยงั อกี ทหี นงึ ไดจ้ ะต้องประกอบไปดว้ ย
1. มีแหลง่ กาํ เนิดเสยี ง
2. มีการสันของแหลง่ กาํ เนิดเสียง
3. มีตัวกลางใหค้ ลนื เสยี งเคลอื นทผี ่าน

หกู บั การได้ยนิ

หูเปนอวยั วะสาํ คญั ในการรับเสยี งแบง่ ออกเปน 3 สว่ นคือ

1. หูส่วนนอก ( external ear ) ประกอบด้วยใบหู รูหหู รอช่องหู จนถงึ แกว้ หู

2. หสู ว่ นกลาง ( middle ear ) อยู่ถัดจากแกว้ หเู ขา้ ไปมลี กั ษณะเปนโพรง
อากาศภายในมกี ระดกู 3 ชนิ หากความดนั ไมเ่ ทา่ กนั จะทาให้หูออื้ ไดย้ ินเสยี งไม่
ชดั เจน

3. หูสว่ นใน ( inner ear ) ทําหน้าทีรับคลืนเสียงและแปลงเปนคลืนไฟฟา ไป
ตามประสาทได้ยินไป ยังสมองเพือรับรู้การไดย้ นิ และแปลความหมายโดยสมอง

ระดบั ความเข้มของเสียง

เมอื หาอตั ราสว่ นระหวา่ งความเขม้ เสียงที่ดงั ทีสดุ ทีม่ นุษย์ทนฟงไดก้ บั ความเข้มเสียง
เบาทสี ดุ ที่มนษุ ยไ์ ดย้ ิน มคี า่ มากถงึ 1012 ดงั นันเพื่อความสะดวกในทางปฏบิ ตั ิจึงนยิ มใชร้ ะดบั
ความเขม้ เสียงเปนปรมาณทีบอกความดังของเสยี งแทนความเขม้ เสียง และเปนเกยี รตแิ ก่ อ
เลกซานเดอร์ เกรแฮม เบล ระดับความเข้มของเสียงและมหี นว่ ย เรยกวา่ เบล แต่เนอื งจาก
เบลเปนหนว่ ยทีใ่ หญ่เกนิ ไป ไมส่ ามารถบอกความละเอียดทีจะบอกค่าความดงั ของเสียงต่างๆ
ไดจ้ งึ แบ่งเปนหนว่ ยยอ่ ยลงไปเรยกวา่ เดซิเบล(dB)

เราสามารถหาระดับความเขม้ ของเสียงได้ดงั นี
เมอื คือระดบั ความเขม้ ของเสียงทีจดุ พิจารณา (dB,เดซเิ บล)
I คือ ความเข้มของเสียงขณะใดขณะหนึง่ ทจี ดุ พิจารณา ( watt/m2 )
I0 คอื ความเขม้ ของเสียงตาํ สดุ ที่มนุษยไ์ ดย้ นิ =10-12watt/m2

ตารางแสดงระดบั ความเขม้ เสยี งจาก
แหลง่ กําเนดิ ต่างๆ

เมือเราอยู่ใกล้บรเวณทกี าํ ลังมีการตอกเสาเขม็ หรอมีการขดุ
เจาะถนนดวย้ เครองเจาะหรอบรเวณโรงงานอุตสาหกรรมทมี ีเครองจักร
ขนาดใหญ่หรอแม้แตใ่ นบรเวณสนามบินเสียงทีเกิดขนึ ในบรเวณเหล่านี
จะเปนเสยี งทมี รี ะดับความเขม้ เสียงสูงถา้ หูรับฟงเสยี งเหล่านีติดต่อกนั
นานๆ จะทําให้สภาพหแู ละสภาพจติ ใจของผ้ฟู งผิดปกตไิ ด้ ดงั นนั ผูท้ ี
ทาํ งานในบรเวณทีมีระดบั ความเข้มสงู จึงต้องมีจุกอดุ หูหรอทีครอบหู
หรอวสั ดุเก็บเสียงอืนๆเพอื ชว่ ยลดระดับความเขม้ เสยี งใหห้ ปู ลอดภยั

เนือ่ งจากเสียงทมี รี ะดับความเขม้ เสยี งสูงเปนอนั ตรายต่อผู้ฟง
ทอี ยู่ใกลก้ ระทรวงมหาดไทยจงึ ได้ออกประกาศเกียวกบั ความปลอดภัย
ในการทาํ งานในบรเวณทมี เี สียงดงั โดยมเี กณฑ์ ดังแสดงในตาราง