เสียง

เสียงเป็นคลื่นตามยาว เกิดจากการสั่นของวัตถุ มนุษย์ได้ยินเสียงใน คลื่นความถี่ 20-20,000 Hz เสียงที่ต่ำกว่า 20 Hz เรียกว่า เสียง อินฟราโซนิก และเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 Hz เรียกว่า เสียง อุลตราโซนิก เรารับฟังไม่ได้           ความเร็วเสียงแปรผันตรงอุณหภูมิ ตามสมการ  Vt = 331+0.6t เมื่อ t เป็นอุณหภูมิ ที่ความเร็ว 0 oC เสียงจะมี ความเร็ว 331 m/s การหักเหของเสียง           เสียงจะหักเหขึ้นในตอนกลางวัน หรือตอนฝนใกล้ตก และจะ หักเหลงเวลากลางคืนการแทรกสอดของเสียง           ถ้าเสียง 2 เสียง มีความถี่เท่ากัน อยู่บางตำแหน่งจะได้ยิน เสียงดัง (เกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน) บางตำแหน่งจะได้ยินค่อย  ( การแทรกสอดแบบหักล้างกัน)           ถ้าเสียงทั้งสองมีความถี่ต่างกันเล็กน้อย ไม่ว่าจะอยู่ตรง ตำแหน่งใด จะได้ยินเสียงดังค่อย ดังค่อย เป็นจังหวะต่อเนื่อง เรียกว่า บีตส์ (Beats) จำนวนบีตส์ที่เกิดขึ้นใน 1 หน่วยเวลา จะเท่ากับจำนวน ครั้งที่เราได้ยินเสียงดังหรือเสียงค่อยใน 1 หน่วยเวลา เราเรียกว่า beat frequency มีค่าเท่ากับผลต่างของความถี่ของคลื่นเสียงทั้งสอง (If1-f2I) เราได้ยินเสียง ทั้ง ๆ ที่ไม่เห็นแหล่งกำเนิดเสียงเลยความดังของเสียง           ความดังของเสียงขึ้นกับความเข้มของเสียง ถ้าความเข้มสูง  ความดังมาก ถ้าความเข้มต่ำ ความดันจะต่ำ สูตรการเลี้ยวเบนของเสียง           เกิดขึ้นเมื่อสิ่งกีดขวางที่ลักษณะเป็นมุม เป็นช่องเล็ก จะทำให้ เสียง ให้ P เป็นกำลังเสียงจากแหล่งกำเนิด I เป็นความเข้มเสียง R เป็นระยะห่างที่วัดจากแหล่งกำเนิดเสียง I = k/R2      = P/4pR2 ความดังของเสียง เป็นระดับความเข้มของเสียง (b) มีหน่วยเป็นเดซิเบล b = 10 log (I/I0) เมื่อ I0 - ความเข้มของเสียงที่เบาที่สุดที่หูเราได้ยินได้ = 10-12 watt/m2 ระดับของเสียง           ระดับของเสียงจะแปรผันกับความถี่ของเสียง เสียงที่มีความถี่มาก ระดับเสียงจะสูงคุณภาพของเสียง           เป็นสมบัติเฉพาะของเสียงที่มาจากวัตถุแต่ละประเภทที่ก่อให้เกิด เสียง ขึ้นอยู่กับ overtone ที่เกิดขึ้นและแสดงออกมาอย่างเด่นชัด การกำ ทอนหรือการสั่นพ้องของเสียง           คือปรากฎการณ์การสั่นของวัตถุที่มีความถี่ของการสั่นเท่ากับความ ถี่ธรรมชาติ จะทำให้วัตถุนั้นมีการสั่นที่รุนแรงที่สุด การปรับเสียงลำโพง ถ้า ปรับความถี่ของลำโพงไปตรงกับความถี่ธรรมชาติของลำอากาศจะทำให้ ลำอากาศในหลอดสั่นรุนแรง จึงทำให้เกิดเสียงดังที่สุด  เสียงเคาะแก้ว           ขณะที่เกิดการสั่นพ้องในท่อหรือหลอดทดลอง 1. การเคลื่อนที่ของเสียงในท่อจะมีการแทรกสอดระหว่างคลื่นเสียงจากลำ    โพงและเสียงที่สะท้อน 2. ระยะห่างระหว่างตำแหน่งที่ได้ยินเสียงดังติดกัน 2 ครั้ง x = l /2 3. ในท่อจะเกิดคลื่นนิ่งขณะที่เกิดการสั่นพ้องของเสียง 4. อนุภาคของอากาศบริเวณปลายเปิดจะสั่นมากที่สุด มีการกระจัดสูงสุด (ปฏิบัพ) 5. อนุภาคของอากาศบริเวณปลายปิดจะสั่นน้อยที่สุด มีการกระจัดเป็นศูนย์ (บัพ) ความถี่มูลฐาน (Fundamental)     คือ ความถี่ต่ำสุดของคลื่นนิ่งในหลอดทดลองหรือในเส้นเชือก เครื่องดนตรี จะมีความยาวคลื่นมากที่สุด overtone     คือ ความถี่ที่ถัดจากความถี่มูลฐาน ฮาร์โมนิก (Harmonic)     คือ ตัวเลขที่บอกว่า ความถี่ขณะนั้นเป็นกี่เท่าของความถี่มูลฐาน    ปรากฎการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler effect)           เป็นปรากฎการณ์ที่ผู้ฟังหรือผู้สังเกต ได้ยินเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียง  มีความถี่แตกต่างไปจากความถี่ของเสียงที่มาจากต้นกำเนิดเสียงจริง ๆ ทั้งนี้ เกิดจากการที่ต้นกำเนิดเสียงหรือผู้ฟังเคลื่อนที่     ถ้าผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่เข้าหากัน จะได้ยินเสียงที่มีความ ถี่มากกว่า    ถ้าผู้สังเกตและแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ออกจากกัน จะได้ยิน เสียงที่มีความถี่น้อยกว่าความถี่ธรรมชาติ           ความถี่ของวัตถุที่สามารถสั่นหรือแกว่งได้อย่างอิสระ เสียงเคาะจาน ถ้า   fข V Vs VO f fข = f (VฑVO) / (VฑVs) - ความเร็วของเสียงในอากาศ - ความเร็วที่ต้นกำเนิดเสียง S เคลื่อนที่ - ความเร็วที่ผู้ฟัง O เคลื่อนที่ - ความถี่ของเสียงที่ออกจากต้นกำเนิด - ความถี่ของเสียงที่ผู้ฟังได้ยิน คลื่นกระแทก           คลื่นที่เกิดขึ้นเมื่อต้นกำเนิดเสียงเคลื่อนที่โดยมีความเร็วมากกว่า ความเร็วของเสียงในอากาศ หน้าคลื่นของคลื่นกระแทกจะมีลักษณะเป็น รูปกรวยกลม sin q = V / Vs          เมื่อ q เป็นมุมที่เกิดขึ้นระหว่างคลื่นกระแทกกับแนวที่ต้นกำเนิดเสียง เคลื่อนที่ ผลของคลื่นกระแทกจะก่อให้เกิดเสียงดัง เรียกว่า sonic boom 

ที่มา http://www.eduzones.com/knowledge-2-5-2161.html