สรุปการเรียนรู้เรื่องเสียง

มีนาคม สรุปการเรียนรู้
2565 เรื่อง เสียง

สิงหาคม ธรรมชาติของเสียง
2563
การเกิดขึ้นของเสียงคือเสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุต่าง ๆ เช่น การ
02 สั่นของสายกีตาร์จะมีการถ่ายโอนพลังงานการสั่นจากต้นกำเนิดเสียงมายังหู
คนฟัง (ถ้าไม่มีอากาศจะไม่เกิดเสียง)แหล่งกำเนิดของเสียงสั่นครบ 1 รอบ จะ
ได้ 1 ลูกคลื่น เท่ากับ 1 แลมป์ดา ความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียงเท่ากบความถี่
เสียง การจะเกิดเสียงได้ต้องมีองค์ประกอบ 3 อย่าง 1. มีแหล่งกาเนิดเสียง
2. มีการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง 3. มีตัวกลางให้คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านถ้า
ไม่มีอากาศเสียงวิ่งไม่ได้เช่น เสียงวิ่งผ่านอวกาศไม่ได้ เสียงเป็นคลื่นกลคือ
เสียงเป็นคลื่นกลเพราะต้องมีตัวกลางถึงจะเกิดเสียงได้ เสียงเป็นคลื่นตาม
ยาวคือเสียงเป็นคลื่นตามยาวเพราะเวลาคลื่นเสียงเคลื่อนที่ทิศคลื่น ทิศ
ตัวกลางขนานกับคลื่นเสียง(sound wave)นกฟิสิกส์ไดจำแนกชนิดของคลื่น
เสียงตามความถี่ของคลื่นและความสามารถในการไดยินของมนุษย ด์ ังนี้ 1.
คลื่นที่ได้ยินหรือเสียง(audible waves or sounds)เป็นคลื่นเสียงที่มี
ความถี่อยู่ในช่วงที่มนุษย์ได้ยินคืออยู่ในช่วง 20 – 20,000 เฮิรตซ์ 2. คลื่นใต้
เสียง(infrasonic waves or infrasosounds)เป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่ต่ำ
กว่าช่วงความถี่ที่มนุษย์ไดยินคือต่ำากว่า 20 เฮิรตซ์ 3. คลื่นเหนือเสียง
(ultrasonic waves or untrasosounds)เป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า
ช่วงความถี่ที่มนุษย์ได้ยินคือสูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์

การเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง

ถ้าวัตถุสั่น เช่น การสั่นของสายกีตาร์จะไปสั่นโมเลกุลอากาศโดยรอบและมี
การถ่ายโอนพลังงานคลื่นเสียงกับอากาศจะอยู่ในแนวเดียวกันการเคลื่อนที่
ของเสียงผ่านตัวกลาง 1. คลื่นเสียงเคลื่อนที่โดยโมเลกุลของตัวกลางไม่ได้
เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นเสียงแต่จะเคลื่อนที่แบบสั่นกลับไปกลับมา 2. เมื่อ
คลื่นเสียงวิ่งผ่านไปโมเลกุลอากาศจะสั่นไปมาและอยู่ในที่ตำแหน่งเดิม 3. การ
สั่นของเสียงพลังงานจะถูกถ่ายโอนจากแหล่งกาเนิดไปยังหูผู้ฟัง 4. ความถี่
ของแหล่งกาเนิดเท่ากับความถี่เสียง 5.บริเวณที่อากาศอัดตัวสูงกว่าปกติจะ
เกิดเสียงดังมากบริเวณที่อากาศอัดตัวนัอยกว่าปกติจะเกิดเสียงดังค่อย 6.
กราฟระหว่างความดันกับระยะทางและการกระจัดกับระยะทางมีเฟสต่างกัน
90 องศา 7. ระยะห่างจากช่วงอากาศอัดตัวเท่ากับ แลมป์ดา และช่วงอัดถึง
ช่วงขยายตัวเท่ากับ แลมป์ดา/2 8. ความเร็วเสียงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
คงที่ถ้าอุณหภูมิคงที่

สิงหาคม อัตราเร็วเสียง
2563
ตัวกลางเสียงจะเคลื่อนที่เร็วที่สุดเมื่อตัวกลางเป็นของแข็งรองลงมาคือ
ของเหลวและเคลื่อนที่ผ่านแก๊สได้ช้าที่สุด
ความหนาแน่นของตัวกลางความหนาแน่นมากความเร็วมาก ความหนาแน่น
น้อยความเร็วน้อย

สูครการคำนวณ

พฤติกรรมของเสียง

การสะท้อนของเสียง เมื่อคลื่นเสียงเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีก
ตัวกลางหนึ่งที่มีความหนาแน่นต่างกันเสียงจะเกิดการสะท้อน เช่น เสียงเดิน
ทางจากอากาศไปยังฝาผนัง
การหักเหของคลื่นเสียง เมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกันหรือ
แม้แต่ตัวกลางชนิดเดียวกันแต่มีอุณหภูมิต่างกันจะมีผลให้อัตราเร็วของคลื่น
เสียงเปลี่ยนไป เช่น ขณะที่พายุฝนฟ้าคะนองในบางครั้งปรากฏว่าเห็นฟ้าแลบ
แต่ไม่ได้ยินเสียงเนื่องจากเสียงที่เกิดขึ้นเกิดการหักเหในชั้นบรรยากาศกลับ
ไปหมดจึงไม่มีคลื่นเสียงส่งมายังหูเรา อากาศที่อุณหภูมิสูง จะมีความหนา
แน่นน้อยกว่าอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำดังนั่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านอากาศที่มี
อุณหภูมิต่างกันจะเกิดการหักเหและทิศทางของคลื่นเสียงจะเปลี่ยนไปคลื่น
เสียงที่เคลื่อนที่จากความเร็วต่ำสู่ความเร็วสูง จะหักเหออกจากเส้นปกติ คลื่น
เสียงที่เคลื่อนที่จากความเร็วสูงสู่ความเร็วต่ำจะหักเหเข้าหาเส้นปกติ
การเลี้ยวเบนของเสียง การได้ยินเสียงคนคุยกันในห้องทั้งที่ผู้ฟังอยู่ห้องที่
เป็นเช่นนั้นเพราะเสียงเลี้ยวเบนออกมาด้านนอกของห้องผ่านทางช่อง
หน้าต่างหรือประตูทำให้ผู้ที่อยู่ิีอีกด้านหนึ่งของผนังหัองได้ยินเสียงของคนที่
พูดกันอยู่ในห้องได้แม้จะมีผนังกั้นทางเดินของเสียงก็ตาม

03

สิงหาคม การได้ยินเสียง
2563
ความเข้มเสียง แหล่งกำเนิดที่มีช่วงกว้างของการสั่น(amplitude)
กว้างมากจะเกิดเสียงดังกว่าเสียงที่มี amplitude น้อย ในทาง
วิทยาศาสตร์เรียกความดงของเสียงว่าความเข้มของเสียงการวัด
ความเข้มของเสียงวัดได้จากพลังงานของเสียงที่ตกตั้งฉากบน
1 หน่วยพื้นที่ใน 1 หน่วยเวลา มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร
( watt/m2 ) และหาได้จากสมการดังต่อไปน้

ระดับเสียงและความถี่ของเสียงกับการเริ่มได้ยิน เมื่อหาอัตราส่วนระหว่าง
ความเข้มเสียงที่ดังที่สุดที่มนุษย์ทนฟังได้กับความเข้มเสียงเบาที่สุดที่มนุษย
ได้ยินมีค่ามากถึง 10 12 ดังนั้นเพื่อความสะดวกในทางปฏิบติจึงนิยมใช้ระดับ
เสียง เป็นปริมาณที่บอกความดังของเสียง แทน ความเข้มเสียง และเป็นเกีย
รติแก่อเลกซานเดอร์เกรแฮม เบล ระดับความเข้มของเสียงและมีหน่วยเรียก
ว่า เบล แต่เนื่องจากเบลเป็นหน่วยที่ใหญ่เกินไป ไม่สามารถบอกความละเอียด
ที่จะบอกค่าความดังของเสียงต่าง ๆ ได้ จึงแบ่งเป็นหน่วยย่อยลงไป เรียกว่า
เดซิเบล ( dB )

04

สิงหาคม ปรากฏการณ์เกี่ยวกับเสียง
2563

คลื่นนิ่งคือการแทรกสอดของคลื่นต่อเนื่อง2ขบวนที่เกิดจากแหล่งกำเนิดอา
พันธ์ซึ่งเคลื่อนที่เข้าหากันในตัวกลางเดียวกันทำให้เราเห็นตำแหน่งบัพและ
ปฏิบัพที่เกิดขึ้นมีตำแหน่งที่อยู่คงที่แน่นอนไม่มีการย้ายตำแหน่งจะเห็นว่าบาง
ตำแหน่งไม่มีการสั่นเลยเราเรียกจุดนี้ว่าจุดบัพ (Node) และมีบางตำแหน่งที่สั่น
ได้มากที่สุดเราเรียกจุดนี้ว่าปฏิบัพ(Antinode) และเราเรียกบริเวณที่อยู่ระหว่าง
บัพ (Node) ว่า Loop

ลักษณะการเกิดคลื่นนิ่ง 1. จุดบัพที่อยู่ติดกันจะห่างกัน เท่ากับ λ/2 เสมอ 2.
จุดปฎิบัพที่อยู่ติดกันจะห่างกัน เท่ากับ λ/2 เสมอ 3. จุดบัพและปฎิบัพที่ติดกันจะ
ห่างกัน เท่ากับ λ/4 เสมอ 4. แอมพลิจูดสูงสุดของจุดปฎิบัพจะเป็นสองเท่าของ
คลื่นยอยทั้งสอง 5. คาบของคลื่นนิ่งจะเท่ากับคาบของคลื่นย่อยทั้งสอง

การสั่นพ้องของอากาศในท่อ การสั่นพ้องของเสียงเกิดเมื่อความถี่ของเสียง
ตามธรรมชาติ เท่ากับความถี่ของเสียงที่ถูกทำให้เกิดขึ้นหรือความถี่ที่ถูกบังคับ
หลักการนี้นำมาประดิษฐ์เครื่องดนตรีประเภทสาย เช่น ซอ กีตาร์ ไวโอลิน โดยมี
กล่องเสียง ช่วยใหเกิดการสั่นพ้องของเสียง

ปลายปิดด้านหนึ่ง ปลายเปิดทั้งสองข้าง

เมื่อ n = 1, 3 , 5 , ……. เมื่อ n = 1, 2 , 3 , …….
เมื่อ L = ความยาวของท่อ

บีต สูตรคำนวณบีต (ความถี่บีต = fb )

05

สิงหาคม การประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องเสียง
2563
ด้านสถาปัตยกรรม การออกแบบอาคาร ห้องประชุมต่างๆ มักต้องคำนึง
06 เกี่ยวกับเสียงสะท้อนกลับว่าต้องการให้มีหรือไม่มีหรือต้องการใช้มากน้อย
เพียงใด
- ถ้าต้องการให้มีมากก็ต้องออกแบบผนังห้องเพดานให้เกิดเสียงสะท้อนกลับ
มาเสริมกัน
- ถ้าลดเสียงสะท้อนกลับต้องออกแบบให้เกิดเสียงสะท้อนกลับมาหักล้างกัน
และใช้วัสดุดูดกลืนเสียงบุผนังหัองและเพดาน

ด้านการประมง
- เรือประมงใช้เครื่องโซนาร์ (SONAR = Sound Navigation and
Ranging ) หาตำแหน่งของฝูงปลา
- SONAR จะใช้คลื่นเหนือเสียงที่มีความถี่ในช่วง20 –100 กิโลเฮิรตซ์
- การทำงานของ SONAR จะส่งคลื่นเหนือเสียงออกไปเป็นจังหวะเมื่อกระทบ
ฝูงปลาจะสะท้อนกลับมายังเรือและสัญญาณเสียงถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณ
ไฟฟ้าผ่านเครื่องวิเคราะห์สัญญาณซึ่งจะบอกช่วงห่างของ เวลาระหว่าง
สัญญาณเสียงที่ส่งออกกับสัญญาณเสียงที่สะท้อนกลับ และแปลงช่วงเวลา
เป็นระยะห่างของวัตถุที่สะท้อนโดยจะแสดงผลออกมาทางจอภาพ
- ใช้คลื่นเหนือเสียงสื่อสารระหว่างเรือด้วยกัน

ด้านการแพทย์
- แพทย์ได้นำคลื่นเหนือเสียงมาใช้ในการตรวจอวัยวะภายในของคนเราเพื่อ
วินิจฉัยสาเหตุของความผิดปกติ เช่น การตรวจการทำงานของลิ้นหัวใจ ตรวจ
มดลูก ตรวจครรภ์ ตรวจเนื้องอก ตับ ม้าม และสมอง
- คลื่นเหนือเสียงสามารถสะท้อนที่รอยต่อระหว่างชั้นของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ได้ดีกว่า
รังสีเอกซ์มาก
- คลื่นเหนือเสียงที่ใช้ในวงการแพทย์ เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ามาเป็นพลังงานคลื่น
เหนือเสียงด้วยวงจรอิเลกทรอนิกส์ซึ่งมีความถี่ในช่วง 10 MHz

ด้านธรณีวิทยา
การสำรวจธรณีฟิสิกส์เป็นขั้นตอนการสำรวจโดยการศึกษาความแตกต่างและ
คุณสมบัติทางกายภาพของชั้นหิน เช่น การวัดค่าความเข้มของสนามแม่เหล็ก
โลก การวัดค่าแรงดึงดูดของโลก การวัดความไหวสะเทือน ทั้งนี้ เพื่อจะนำมา
ศึกษาและแปลความหมายประกอบกับการสำรวจธรณีวิทยา การสำรวจนำมา
โดยการระเบิดบางจุดบนพื้นดิน แรงระเบิดจะสั่นสะเทือนไปทุกทิศทุกทาง เมื่อ
ถึงชั้นหินก็จะสะท้อนกลับและมีเครื่องมือวัดแรงสะท้อน ซึ่งบอกเวลาและแรงสั่น
สะเทือนออกมาในกระดาษจากข้อมูลพอจะบอกลักษณะของแอ่งน้ำมัน

สิงหาคม
2563

วิชาฟิสิกส์
นางสาวไปรยา ไมมะหาด เลขที่ 12

นางสาวฮูรอิณ ดาเจ๊ะ เลขที่ 17
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/3