Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

12.เสียง

875 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

12.เสียง

  1. 1. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ฟ สิ ก ส บทที่ 12 เสี ย ง ตอนที่ 1 อตราเรวเสยง ั ็ ี เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ซึ่งสงผลใหโมเลกุลของอากาศเกิดการอัดตัว และขยาย ตัว แลวเกิดการถายทอดพลังงานไปได โดยที่อนุภาคอากาศไมไดเคลื่อนที่ไปกับพลังงานนั้น เมอพจารณาการเคลอนทของเสยงนน จะพบวาเสียงมีลักษณะเปน คลื่นตามยาว และ การเดิน ่ื ิ ่ื ่ี ี ้ั ทางของเสียงนั้นตองอาศัยตัวกลางเสมอ เชนในกรณน้ี ตัวกลางก็คือ อากาศนันเอง  ี ่ ดังนัน เสียงจึงมีลักษณะเปน คลื่นกล อกดวย ้ ี 1(มช 38) วางกระดิ่งไฟฟาที่สงเสียงดังตลอดเวลา และหลอดไฟฟาที่ใหแสงสวางในครอบแกว ที่ภายในเปนสูญญากาศแลว ขอใดถูกตองที่สุด 1. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง แตเ หนแสงจากหลอดไฟ ็ 2. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง และไมเห็นแสงจากหลอดไฟ 3. ไดยินเสียงกระดิ่ง และ เห็นแสงจากหลอดไฟ 4. ไดยินเสียงกระดิ่ง แตไมเ หนแสงหลอดไฟ  ็ ( ขอ 1) ตอบ อตราเรวเสยง เราอาจหา อตราเรวเสยงไดจาก ั ็ ี ั ็ ี  v= s t หรือ v = f↵ เมือ v = อัตราเร็ว (m/s) s = ระยะทางที่เสียงเคลื่อนที่ได (m) ่ t = เวลา (s) f = ความถี่เสียง (Hz) ↵ = ความยาวคลื่น (m) ปจจยทมผลตออตราเรวเสยง  ั ่ี ี  ั ็ ี 1. ความหนาแนนของตวกลาง  ั อตราเรวในตวกลางทมความหนาแนนมากกวา จะมีคามากกวาในตัวกลางที่มีความ ั ็ ั ่ี ี   หนาแนนนอยกวา 1
  2. 2. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ตารางแสดงอตราเรวของเสยงในตวกลางตางๆ ทีอณหภูมิ 25oC ั ็ ี ั  ุ่ ตวกลาง ั อตราเรว (m/s) ั ็ อากาศ 346 น้า ํ 1,498 นาทะเล ํ้ 1,531 เหล็ก 5,200 2. อณหภมิ ุ ู อัตราเร็วเสียง จะแปรผนตรงกบรากท่ี 2 ของอุณหภูมเิ คลวิน เพราะอุณหภูมิสูงขึ้นจะทํา ั ั ใหโมเลกุล มีพลังงานจลนมากขึ้น การอดตวและขยายตวเรว ทําใหเสียงเคลื่อนที่ไดเร็วขึ้น ั ั ั ็ จงไดวา ึ  V  T และสําหรับในอากาศนั้น เราสามารถหาอตราเรวเสยงทอณหภมตาง ๆ ได โดยอาศย ั ็ ี ่ี ุ ู ิ  ั สมการ หรือ v = vo + 0.6 t v = 331 + 0.6 t เมือ vo = อตราเรวเสยงทอณหภมิ 0oC = 331 m/s ่ ั ็ ี ่ี ุ ู t = อุณหภูมิ (oC)2(มช 31) ตัวกลางที่คลื่นเสียงผาน 3 ชนด คือ นาทะเล น้ําบริสุทธิ์ และ ปรอท ณ อุณหภูมิ ิ ํ้ เดียวกัน ขอใดเรียงลําดับความสามารถในการถายทอดคลื่นเสียงจากดีที่สุด ไปหาเลวที่สุด ก. น้ําบริสุทธิ์ ปรอท นาทะเล ํ้ ข. นาทะเล น้ําบริสุทธิ์ ปรอท ํ้ ค. ปรอท นาทะเล น้ําบริสุทธิ์ ํ้ ง. นาทะเล ปรอท น้ําบริสุทธิ์ ํ้ (ขอ ค)3(มช 31) อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนอยางไรกับอุณหภูมิ ก. แปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิอาศาเซลเซียส ข. แปรผนโดยตรงกบอณหภมเิ คลวน ั ั ุ ู ิ ค. แปรผนผกผนกบรากทสองของอณหภมิ องศาเซลเซียส ั ั ั ่ี ุ ู ง. แปรผันโดยตรงกับรากที่สองอุณหภูมิเคลวิน (ขอ ง)4. จงหาอตราเรวเสยงทอณหภมิ 25oC ั ็ ี ่ี ุ ู (346 m/s)วธทา ิี ํ 2
  3. 3. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง4. ณ อุณหภูมิ 35oC อัตราเร็วเสียงในอากาศจะมากกวา ณ อุณหภูมิ 30oC อยกเ่ี มตรตอวนาที ู  ิ ก. 3 ข. 6 ค. 12 ง. 34 (ขอ ก)วธทา ิี ํ5. แหลงกําเนิดเสียงอันหนึ่งสั่นดวยความถี่ 692 Hz วางไวในอากาศที่อุณหภูมิ 25o C อยากทราบวาคลื่นเสียงที่ออกจากแหลงกําเนิดนี้จะมีความยาวคลื่นเทาไร (0.5 ม)วธทา ิี ํ6. ถาเห็นฟาแลบและไดยินเสียงฟารองในเวลา 5 วินาที ตอมา จงหาตําแหนงที่ฟาแลบอยูไกล  เทาไร เมออตราเรวเสียงในอากาศ 340 เมตร/วินาที ่ื ั ็ (1700 ม)วธทา ิี ํ7. ชายคนหนึ่งกําลังวายน้ํา เหนเรอบรรทกกาลงจะจม และเห็นแสงไฟจากการระเบิดของเรือ ็ ื ุ ํ ั 1 ครัง แตปรากฏวาไดยินเสียงระเบิดตามมา 2 ครัง ในเวลาหางกัน 2.4 วินาที ถาขณะ ้ ้ นันอัตราเร็วเสียงในอากาศ 340 เมตร/วินาที และอตราเรวเสยงในนา 1496 เมตร/วินาที ้ ั ็ ี ํ้ อยากทราบวาตําแหนงที่เรือจมอยูหางจากชายคนนั้นเทาใด (1056 เมตร)วธทา ิี ํ 3
  4. 4. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ตอนที่ 2 ธรรมชาตของคลนเสยง ิ ่ื ี 2.1 การสะทอนของเสยง  ี เมื่อเสียงไปตกกระทบวัตถุที่มีขนาดใหญกวาความ ยาวคลื่นเสียง เสียงจะสะทอนออกจากวัตถุนั้นได ย้ําเพิ่มเติม 1) หากวัตถุมีขนาดเล็กกวาความยาวคลื่นเสียง เมื่อเสียงตกกระทบ จะเลี้ยวออมไปทางอื่น ไมสะทอนออกมา 2) หากมีเสียงสะทอนจากหลายแหลง มาถึง ผูฟงในชวงเวลาทีตางกันมากกวา 0.1 วินาที จะทาใหไดยนเสยงสะทอนหลายเสยง ่ ํ  ิ ี  ี เรียกวาเกิด เสียงกอง8(En 36) คัดขนาดของผลไมในขณะกําลังไหลผานมาตามรางน้ําโดยอาศัยการสะทอนของเสียง จากเครืองโซนาร โดยตองการแยกผลไมที่มีขนาดใหญกวา และเล็กกวา 7.5 เซนตเิ มตร ่ ออกจากกัน จงหาความถี่เหมาะสมของคลื่นจากโซนาร ( ความเร็วเสียงในน้า = 1500 m/s ) ํ 1. 1 kHz 2. 2 kHz 3. 10 kHz 4. 20 kHz (ขอ 4)วธทา ิี ํ9. เรือลําหนึ่งลอยนิ่งอยูในทะเลไดสงคลื่นสัญญาณเสียงลงไปในน้ําทะเล และไดรบสัญญาณ ั เสียงนั้นกลับมาในเวลา 0.6 วินาที เมืออัตราเร็วของเสียงในน้าทะเลมีคา 1500 เมตร/- ่ ํ  วินาที ทะเล ณ บริเวณนี้ลึกเทาไร (450 เมตร)วธทา ิี ํ 4
  5. 5. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง10(En 37) เรือหาปลาลําหนึ่งหาฝูงปลาดวยโซนาร สงคลื่นดลของเสียงความถี่สูงลงไปในน้ําทะเล ถาฝูงปลาอยูหางจากเครื่องกําเนิดคลื่นไปทาง หัวเรือเปนระยะทาง 120 เมตร และอยูลึก จากผิวน้ําเปนระยะ 90 เมตร หลังจากสง คลื่นดลจากโซนารไปเปนเวลาเทาใด จึงจะ ไดรับคลื่นที่สะทอนกลับมา กําหนดความเร็วเสียงในน้ําทะเล = 1500 m/s 1. 0.1 s 2. 0.2 s 3. 0.3 s 4. 0.4 s (ขอ 2) วธทา ิี ํ11. ชายคนหนึ่งตะโกนเสียงมีความถี่ 1,000 ครัง/วินาที ออกไปยังหนาผาซึ่งอยูหางออกไป ้ 300 เมตร ปรากฏวาเขาไดยินเสียงสะทอนกลับหลังจากตะโกนแลว 4 วินาที จงหา ก) ความเรวเสยง ็ ี (150 m/s) ข) ความยาวคลื่นเสียง (0.150 เมตร)วธทา ิี ํ12. ชายคนหนึ่งยืนอยูระหวางผา 2 แหง แลวยิงปนออกไป เขาไดยนเสยงครงแรก ครังทีสอง    ิ ี ้ั ้ ่ และสามเมือเวลาผานไป 1 และ 5 วินาที นบจากเรมยง จงหาระยะหาง ระหวางหนาผา ่ ั ่ิ ิ   ทั้งสอง ถาความเร็วเสียงในอากาศเปน 340 เมตร/วินาที (1020 เมตร)วธทา ิี ํ 5
  6. 6. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง13(มช 32) บายวันหนึ่ง ชายคนหนึ่งเปลงเสียงไปยังหนาผาแหงหนึ่ง ปรากฏวาไดยินเสียงของ ตัวเองสะทอนกลับมาหลังจากเปลงเสียงไปแลว 8 วินาที ตอมาชายคนนีเ้ ดินเขาหาหนาผา เปนระยะทาง 30 เมตร แลวเปลงเสียงอีก ปรากฏวาไดยินเสียงสะทอนกลับมาหลังจาก เปลงเสียงไปแลว 5 วินาที อยากทราบวาจุดแรกที่ชายคนนี้ยืนอยูหางจากหนาผากี่เมตร  1. 80.0 2. 857.5 3. 30 4. 27 (ขอ 1)วธทา ิี ํ14. ชายคนหนึ่งอยูหนากําแพงตะโกนเสียงเขาหากําแพง ถาเขาตองการใหเ กดเสยงกองเขาตอง   ิ ี   อยูหางจากกําแพงอยางนอยเทาใด ( ให เสียงมีอตราเร็วในอากาศ 340 เมตร/วินาที ) (17 ม) ัวธทา ิี ํ15. ถาอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้นมีคาเทากับ 40 องศาเซลเซียส ชายคนหนึ่งจะไดยินเสียง สะทอนของเสียงทเ่ี ขาตะโกนออกไป เมื่อเขายืนหางจากผนังตึกอยางนอยเทาไร (17.75 ม.) วธทา ิี ํ 6
  7. 7. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง 2.2 การหกเหของเสยง ั ี จากกฎของสเนลจะไดวา sin⊗ 1 v ↵ T sin⊗ 2 = v1 = ↵ 1 = T1 = n21 2 2 2 เมอ ⊗1 และ ⊗2 คือ มมในตวกลางท่ี 1 และ 2 ตามลาดบ ่ื ุ ั ํ ั V1 และ V2 คือ ความเรวคลนในตวกลางท่ี 1 และ 2 ตามลาดบ ็ ่ื ั ํ ั ←1 และ ←2 คือ ความยาวคลืนในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลาดบ ่ ํ ั T1 และ T2 คือ อุณหภูมิ (เคลวิน) ในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลาดบ ํ ั n21 คือ คาคงท่ี เรยกชอวา ดัชนีหกเหของตัวกลางที่ 2 เทยบกบตวกลางท่ี 1  ี ่ื  ั ี ั ั16. อากาศบรเิ วณ X ทีอณหภูมิ 27oC บริเวณ Y มีอณหภูมิ 21oC เมือเสียงผานจาก ุ่ ุ ่ ก. ดชนหกเหของตวกลาง Y เมือเทียบกับตัวกลาง X เปนเทาใด ั ี ั ั ่   (1.01) ข. ถาในตวกลาง Y เสียงมีอตราเร็ว 342 m/s ในตัวกลาง X เสยงจะมอตราเรวเทาใด (345.4 m/s)  ั ั ี ีั ็ วธทา ิี ํ 2.3 การเลียวเบนของเสียง ้ การเลยวเบนจะเกดไดดี เมือชองแคบมีขนาดเล็กกวาความ ้ี ิ  ่ ยาวคลื่น หรือความยาวคลืนตองใหญกวาชองแคบ นันเอง ่ ่17. ถาอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะหนึงเทากับ 340 เมตร/วินาที เสียงแตรรถยนตมความถี่ ่ ี 170 เฮิรตซ กอนทรถยนตจะออกจากซอยคนขบรถบบแตรรถยนตเ พอใหสญญาณทาใหคน  ่ี  ั ี ่ื  ั ํ  ซึงยืนอยูบนทางเทา ณ มุมตึกปากซอยไดยนเสียงสัญญาณแตรไดชดเจนจงประมาณขนาด ่  ิ ั ความกวางของซอย ( 2 ม.)วธทา ิี ํ 7
  8. 8. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง18. คลนเสยงหนงผานเขาทางชองหนาตางกวาง 0.8 เมตร และสูง 1.2 เมตร ในแนวตงฉาก ผู ่ื ี ่ึ       ้ั ฟงทอยขางหนาตางจะไดยนเสยงชดเจน ถาขณะนันอุณหภูมของอากาศ 38oC จงหาความถ่ี  ่ี ู    ิ ี ั ้ ิ ของเสียงนี้ ( กําหนดใหเกิดการเลียวเบนในแนวราบ ) ้ (442.5 Hz)วธทา ิี ํ 2.4 การแทรกสอดของเสียง ในแนวเสรม หรอ แนวปฏบพ คลืนเสียงมีการเสริมกัน จึงมีเสียงดังกวาปกติ ิ ื ิ ั ่ ในแนวหกลาง หรอ แนวบพ คลนเสยงมการหกลางกน จึงมีเสียงเบากวาปกติ ั  ื ั ่ื ี ี ั  ั สูตรคํานวณสําหรับหรับแนวปฏิบัพลําดับที่ n (An) ⇔S1P – S2P⇔ = n ← d sin ⊗ = n ← เมอ P คือ จุดซึงอยูบนแนวปฏิบพลําดับที่ n(An) ่ื ่  ั S1P คือ ระยะจาก S1 ถึง P S2P คือ ระยะจาก S2 ถึง P ← คือ ความยาวคลน (m)่ื n คือ ลาดบทของปฏบพนน ํ ั ่ี ิ ั ้ั d คือ ระยะหางจาก S1 ถึง S2 ⊗ คือ มมทวดจาก A0 ถึง An ุ ่ี ั สูตรคํานวณสําหรับแนวบัพลําดับที่ n (Nn) S1P – S2P = (n – 1 )← 2 d sin ⊗ = (n – 2 1)← เมอ n คอ ลาดบทของแนวบพนน ่ื ื ํ ั ่ี ั ้ั 8
  9. 9. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง19. คลนชนดหนง เมอเกดการแทรกสอด จะเกดแนวดงรป ่ื ิ ่ึ ่ ื ิ ิ ั ู ก. คลนนมความยาวคลนเทาใด ่ื ้ี ี ่ื  (2m) ข. ถาคลื่นนี้มีความถี่ 50 Hz จะมความเรวเทาใด ี ็ วธทา ิี ํ ( 100 m/s)20. คลนชนดหนงเมอเกดการแทรกสอดแนวปฏบพท่ี 2 เอยงทามมจากแนวกลาง 30o ่ื ิ ่ึ ่ื ิ ิ ั ี ํ ุ หากแหลงกาเนดคลนทงสองอยหางกน 4 เมตร  ํ ิ ่ื ้ั ู  ั ก. ความยาวคลนนมคาเทาใด ่ื ้ี ี   (1m) ข. หากคลนนมความเรว 300 m/s จะมีความถี่เทาใด ่ื ้ี ี ็ ( 300 Hz )วธทา ิี ํ21. จากรปเปนภาพการแทรกสอดของคลนผวนาจาก ู  ่ื ิ ํ้ แหลงกาเนดอาพนธ S1 และ S2 โดยมี P เปนจด  ํ ิ ั  ุ ใดๆ บนแนวเสนบพ ั S1P = 12 เซนตเิ มตร S2P = 2 เซนตเิ มตร ถาอตราเรวของคลนทงสอง  ั ็ ่ื ้ั เทากบ 50 เซนตเิ มตรตอวนาที แหลงกาเนดคลน  ั  ิ  ํ ิ ่ื ทงสองมความถกเ่ี ฮรตซ ้ั ี ่ี ิ (7.50 Hz)วธทา ิี ํ 9
  10. 10. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง22. จากรป S1 และ S2 เปนลําโพง 2 ตว วางหางกน 3 เมตร ใหคลนขนาดเดยวกนและมี ู  ั  ั  ่ื ี ั เฟสตรงกน ถา P เปนตาแหนงเสยงดงครงทสอง หางจากแนวกลางในทศทามม 30o ั  ํ  ี ั ้ั ่ี  ิ ํ ุ คลนทแผมความยาวกเ่ี มตร ่ื ่ี  ี ก. 0.5 ข. 0.75 ค. 0.9 ง. 1.2 (ขอ ข)วธทา ิี ํ23. A และ B เปนลําโพง 2 ตววางหางกน 2 เมตร ในทโลง P เปนผฟงหางจาก A 4 เมตร  ั  ั ่ี   ู   และหางจาก B 3 เมตร เสยงความถตาสดทคลนหกลางกนทาใหไดยนเสยงเบาทสดเปนเทาไร  ี ่ี ํ่ ุ ่ี ่ื ั  ั ํ   ิ ี ่ี ุ   (กาหนด ความเรวเสยง = 340 m/s) ํ ็ ี (ขอ 4) 1. 270 Hz 2. 230 Hz 3. 190 Hz 4. 170 Hzวธทา ิี ํ24(En 41) จากรปเปนทอซงตรงกลางมทางแยกเปนสวนโคงรปครงวงกลมรศมี r เทากบ ู   ่ึ ี    ู ่ึ ั  ั 14 เซนตเิ มตร ถาอตราเรวของเสยงในทอเทากบ 344 เมตรตอวนาที ใหคลนเสยงเขาไป  ั ็ ี   ั  ิ  ่ื ี  ในทอทางดาน S ความถี่ของเสียงที่ทําใหผูฟงที่ปลายดาน D ไดยนเสยงคอยทสดมคาเทาใด    ิ ี  ่ี ุ ี   1. 287 Hz 2. 574 Hz 3. 718 Hz 4. 1075 Hz (ขอ 4) วธทา ิี ํ 10
  11. 11. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ตอนที่ 3 ความเขมเสียง 3.1 ความเขมเสียง เสยงทออกมาจากจดกาเนดจะมลกษณะแผออกเปนทรงกลมคลายลกบอล กวางออกไป ี ่ี ุ ํ ิ ีั    ู  เรือย ๆ ความเขมเสยง (I) คอ อตราสวนของกาลงเสยง ตอ พนททเ่ี สยงกระจายออกไป ่  ี ื ั  ํ ั ี  ้ื ่ี ี I= P หรอ ื I= P A 4±R 2 เมื่อ I = ความเขมเสียง (วัตต/ตารางเมตร) P = กําลังเสียง (วัตต) A = พนท่ี (ตารางเมตร) ้ื R = รัศมีวงกลม (เมตร) โปรดทราบ ความเขมเสียงมากที่สุดที่หูคนเราทนฟงได 1 w/m2 ความเขมเสยงนอยทสดทคนเราไดยนคอ 10–12 w/m2 เราใชสัญลักษณ Io  ี  ่ี ุ ่ี ิ ื ถาเรานําความเขมที่จุดใด ๆ หารดวย Io ผลทไดเ รยกวา ความเขมสัมพัทธ ่ี ี  ดังนั้น ความเขมสมพทธ = I  ั ั I o25. หวูดรถไฟมีกําลังเสียง 20 วัตต จงหาความเขมเสยงทจดหางจากหวด 150 เมตร  ี ่ี ุ  ูวธทา ิี ํ (7.07x10–5 w/m2)26(มช 39) สมมตยงตวหนงๆ โดยเฉลยแลวเวลาบนทาใหเ กดเสยงหงๆ ที่มีกําลัง 3.14x10–14 ิ ุ ั ่ึ ่ี  ิ ํ ิ ี ่ึ วัตต ขณะทยงบนจากระยะไกลเขาหาเดกคนหนง เดกคนนจะเรมไดยนเสยงยง เมอยงอยท่ี ่ี ุ ิ  ็ ่ึ ็ ้ี ่ิ  ิ ี ุ ่ื ุ ู ระยะหางจากเขากเ่ี ซนตเิ มตร ถาเสยงเบาทสดทเ่ี ขาสามารถไดยนมความเขม 10–12 W/m2   ี ่ี ุ ิ ี  1. 5 2. 10 3. 25 4. 40 (ขอ 1) วธทา ิี ํ 11
  12. 12. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง27(En 44/1) ในการทดลองเรองความเขมของเสยงวดความเขมของเสยงทตาแหนงทอยหาง ไป ่ื  ี ั  ี ่ี ํ  ่ี ู  10 เมตร จากลาโพงได 1.2x10–2 วตตตอตารางเมตร ความเขมเสยงทตาแหนง ํ ั   ี ่ี ํ  30 เมตร จากลาโพงจะเปนเทาใด ํ   1. 1.1x10–2 W/m2 2. 0.6x10–2 W/m2 3. 0.4x10–2 W/m2 4. 0.13x10–2 W/m2 (ขอ 4) วธทา ิี ํ 3.2 ระดบความเขมเสยง ั  ี คาความเขมเสียง เปนคาทีมคานอย ตัวเลขยุงยาก เราจงนยมเปลยนใหอยในรปทดงายขน ่ ี  ึ ิ ่ี  ู ู ่ี ู  ้ึ คือ รปของ ระดับความเขมเสียง (≤) วธการเปลยน จะใชสมการ ู ิี ่ี ≤ = 10 log I ≤ = 10 log I I 10 - 12 o เมือ ≤ คือ ระดับความเขมเสียง (เดซเิ บล , dB) ่ I คือ ความเขมเสียง (วตต/ ตารางเมตร) ั Io คือ ความเขมเสียงนอยสุดทียงไดยน = 10–12 วตต/ ตารางเมตร ่ั ิ ั หมายเหตุ 1. log 10 = 1 2. log Mx = x log M เชน log 105 = 5 log 10 = 5(1) = 5 3. log x = log y ก็ตอเมือ x = y  ่28. จงหาระดบความเขมเสยง ณ.จดซงมคาความเขมเสยง 1x 10–7 ั  ี ุ ่ึ ี   ี W/m2 ( 50 dB )วธทา ิี ํ29. หากความเขมเสยงสงสดทหคนเราจะทนฟงได มคา 1  ี ู ุ ่ี ู  ี W/m2 จงหาระดบความเขมเสยง ั  ี สงสดทหคนเราจะทนฟงได ู ุ ่ี ู  ( 120 dB )วธทา ิี ํ 12
  13. 13. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง30. จงหาระดบความเขมเสยง เสยงเมอผฟงอยหางจากวทยุ 1 เมตร เมอกาลงเสยงของวทยุ ั  ี ี ่ื ู  ู  ิ ่ื ํ ั ี ิ เทากบ 4° x 10–3 วัตต  ั ( 90 dB )วธทา ิี ํ31(มช 43) เสยงทมระดบความเขมเสยง 80 เดซิเบล จะมความเขมเสยงในหนวย W/m2 เทาใด ี ่ี ี ั  ี ี  ี  1. 10–2 2. 10–4 3. 10–6 4. 10–8 (ขอ 2) วธทา ิี ํ32. ณ จดหนง เสยงจากเครองจกรมระดบความเขมเสยงวดได 50 เดซิเบล จงหาความเขมเสยง ุ ่ึ ี ่ื ั ี ั  ี ั  ี จากเครองจกร ณ จดนน กาหนดใหความเขมเสยงทเ่ี รมไดยนเปน 10–12 W/m2 ่ื ั ุ ้ั ํ   ี ่ิ  ิ  (ขอ 2)  1. 10–5 W/m2 2. 10–7 W/m2 3. 10–9 W/m2 4. 10–17 W/m2วธทา ิี ํ33(มช 31) วางเครองวดระดบเขมเสยงหางจากลาโพง 10 เมตร พบวาระดบความเขมเสยง ่ื ั ั  ี  ํ  ั  ี เทากบ 100 เดซิเบล กาลงเสยงจะเทากบกวตต  ั ํ ั ี  ั ่ี ั (ขอ 2)  1. 12.5x104 วัตต 2. 12.6 วัตต 3. 3.14 วัตต 4. 10–2 วัตตวธทา ิี ํ 13
  14. 14. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง สตรเพมเตมเกยวกบระดบความเขมเสยง ู ่ิ ิ ่ี ั ั  ี I P ′2 – ′1 = 10 log I2 ′2 – ′1 = 10 log P2 1 1 2 P R2 § R1 · ′2 – ′1 = 10 log ¨ R ¸ ′2 – ′1 = 10 log P2 R1 © 2¹ 2 1 2 เมอ ′1 , ′2 คือ ระดบความเขมเสยงตอนแรก และ ตอนหลัง (เดซิเบล) ่ื ั  ี I1 , I2 คือ ความเขมเสียงตอนแรก และ ตอนหลัง (วตต/ตารางเมตร) ั P1 , P2 คือ กําลังเสียงตอนแรก และ ตอนหลัง (วตต) ั R1 , R2 คือ ระยะหางตอนแรก และ ตอนหลัง (เมตร)34(มช 31) ลําโพง 1 ตว ใหเสียงที่ระดับความเขมของเสียง 60 dB ถาใชลําโพงชนิดเดียวกัน ั 10 ตว จะใหความเขมของเสียงกี่ dB ั (ขอ ค)  ก. 600 dB ข. 100 dB ค. 70 dB ง. 60 dBวธทา ิี ํ35(มช 34) ยุงตัวหนึงเมือบินมาทีประตูหองซึงอยูหางจาก นาย ก. 20 เมตร พบวาทําใหระดับ ่ ่ ่  ่   ความดังมาถึงหูนาย ก. มีขนาด 20 เดซิเบล ถายุง 100000 ตว ระดับความดังทีมาถึงหูนาย ก. ั ่ จะมีขนาดกี่ dB (70 dB)วธทา ิี ํ36(มช 33) เมืออยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงเปนระยะ 5 เมตร วัดระดับความเขมเสียงได 50 dB ่   ถาที่ระยะหางจากแหลงกําเนิดเสียง 50 เมตร ระดับความเขมเสียงจะมีคากีเ่ ดซิเบล (30dB) วธทา ิี ํ 14
  15. 15. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง37(En 44/1) ระดับความเขมเสียงในโรงงานแหงหนึงมีคา 80 เดซิเบล คนงานผหนงใสเ ครอง ่  ู ่ึ ่ื ครอบหูซงสามารถลดระดับความเขมลงเหลือ 60 เดซิเบล เครืองดังกลาวลดความเขมเสียง ่ึ ่ ลงกีเ่ ปอรเซ็นต (ขอ 4) 1. 80 % 2. 88 % 3. 98 % 4. 99 %วธทา ิี ํ ตอนที่ 4 เสียงดนตรี 4.1 ความดงเบาของเสยง ั ี ความดงหรอเบาของเสยงขนอยู อัมปลิจดของคลืนเสียง ั ื ี ้ึ ู ่ ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดสูง เสียงจะดัง ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดต่ํา เสยงจะเบา ี 4.2 ระดับเสยง ( ความทมแหลมของเสยง ) ี ุ ี ความทุม แหลม ของเสียงจะขึนอยู ความถี่ของคลื่นเสียง ้ ถาคลื่นเสียงมีความถี่สูง เสยงจะแหลม เรยกวา ระดับเสียงสูง ี ี  ถาคลื่นเสียงมีความถี่ต่ํา เสยงจะทม เรยกวา ระดับเสียงต่ํา ี ุ ี  ชวงความถี่ของเสียงที่หูคนปกติจะไดยิน คือ ชวง 20 – 20000 Hz เทานน   ้ั เสียงที่มีความถี่ต่ํากวา 20 Hz ลงไปเรียก Infra Sonic เสียงที่มีความถี่สูงกวา 20000 Hz ขนไปเรยก Ultra Sonic ้ึ ี หูคนปกติจะไมไดยินเสียงพวกนี้38. สมบัติของเสียงขอใดที่มีผลตอความดังของเสียงมากที่สุด ก. ความยาวคลื่น ข. ความถี่ ค. อมพลิจด ั ู ง. ความเร็วคลืน (ขอ ค) ่39(มช 37) ความถี่ของคลื่นเสียงที่ระดับความเขมเสียง 70 เดซิเบล ทหของคนปกตไม ่ี ู ิ สามารถไดยิน คือ 1. 30 2. 1000 3. 10000 4. 30000 (ขอ 4)  15
  16. 16. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง เกยวกบตวโนตดนตรี ่ี ั ั  คู 8 หรือ 2 คู 8 3 คู 8 4 คู 8 เสียงที่ 8 (เสียงที่ 16 ) (เสียงที่ 24 ) (เสียงที่ 32 ) เสียงมูลฐาน Harmonicที่ 2 Harmonicที่ 3 Harmonicที่ 4 Harmonicที่ 5 Harmonicที่ 1 โด เร มี ฟา ซอล ลา ที โดℑ ….. โดℑℑ …. โดℑℑℑ ….. โดℑℑℑℑ ความถี่ (Hz) 256 512 Hz 1024 Hz 2048 Hz 4096 Hz40. ถาระดับเสียงโนต C มีความถี่ 256 Hz เสียงที่ 16 ของระดบเสยง C มีคาเทาไร ั ี ก. 512 Hz ข. 1024 Hz ค. 2048 Hz ง. 4096 Hz (ขอ ข)วธทา ิี ํ41. คลื่นเสียงที่ความถี่ 1200 เฮิรตซ เปนเสียงสามคูแปดของเสียงที่มีความถี่เทาไร ก. 600 ข. 400 ค. 300 ง. 150 (ขอ ง)วธทา ิี ํ 4.3 คณภาพเสยง ุ ี เวลาเราฟงเสยงเครองดนตรหลาย ๆ ชนิด เชน ขลุย และเปยโน ซงเลนโนตตวเดยวกน  ี ่ื ี  ่ึ   ั ี ั พรอม ๆ กัน แตเ รายงสามารถแยกออกไดวา เสียงใดเปนเสียงขลุย เสยงใดเปนเสยงเปยโน ั  ี  ี  ทั้งนี้เพราะเสียงทั้งสองจะมีลักษณะที่ตางกัน ทีเ่ ปนเชนนีเ้ พราะเสียงแตละเสียงจะมี Higher Hamonic และความเขมสัมพัทธ แตละ Hamonic ไมเทากัน จึงทําใหเสียงแตละเสียงมีลักษณะที่ตางกัน ลักษณะของเสียง เราเรียกวาคุณภาพเสียง ตัวอยางสมมุติ 90% 4% 4% 1% 1% เสียงขลุย โด โดℑ โดℑℑ โดℑℑℑ โดℑℑℑℑ เสียงเปยโน โด โดℑ โดℑℑ 95% 3% 2%42(En 41) วงดนตรีทประกอบดวยเครืองดนตรีหลายชนิด เมอเลนพรอมกน แตเราสามารถแยก ่ี ่ ่ื   ั ไดวาเสียงใดเปนเสียงไวโอลิน เสียงใดเปนเสียงขลุย และเสียงใดเปนเสียงเปยโน เนองจาก  ่ื เสียงดนตรีแตละชนิดมีลกษณะเฉพาะตามขอใดทีตางกัน ั ่  (ขอ 4) 1. ระดบเสียง ั 2. ระดับความเขมเสียง 3. ความถี่เสียง 4. คุณภาพเสียง 16
  17. 17. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง43(มช 34) คุณภาพเสียงอธิบายไดดวยคุณสมบัติของเสียงขอใด ก. ความดังของเสียง และระดับความดัง ข. ความถี่ของเสียง และความเรวของเสยง ็ ี ค. ระดบเสียง และความถี่ธรรมชาติ ั ง. จานวนฮารโมนก และ ความเขมของเสยงของฮารโมนก ํ  ิ  ี  ิ (ขอ ง) 4.4 บสตของเสยง ี  ี หากมีคลื่นเสียง 2 คลื่น ซึ่งมีความถี่ตางกันเล็กนอยเขามาปนกัน คลื่นทั้งสองจะเกิด การแทรกสอดกันเอง แลวจะไดคลื่นรวมที่มีอัมปลิจูดสูงต่ําสลับกันไป เสียงที่เกิดจากคลื่น รวมจะมีลักษณะดังสลับกับเบา ปรากฏการณทเ่ี กดขนน้ี เรยกวา บีสตของเสียง  ิ ้ึ ี  จานวนครงทเ่ี สยงดงใน 1 หนวยเวลาเรียก ความถี่บีตส ซึ่งหาจาก ํ ้ั ี ั fB = ⇐f1 – f2 ⇐ เมอ f1 คือ ความถี่เสียงที่ 1 ่ื f2 คือ ความถี่เสียงที่ 2 และ ความถี่คลื่นเสียงรวมหาจาก f ϑf fรวม = 1 2 2 ปกติแลว หูคนเราจะไดยินเสียงบีสตที่มีความถี่ไมเกิน 7 Hz44(En 31) เมอจะทาการทดลองเกยวกบสมบตของคลนเสยงเรองบสต เราจาเปนตองใช ่ื ํ ่ี ั ั ิ ่ื ี ่ื ี ํ   1. เครองกาเนดสญญาณเสยง 1 เครือง ลําโพง 1 ตว ่ื ํ ิ ั ี ่ ั 2. เครองกาเนดสญญาณเสยง 1 เครือง ลําโพง 2 ตว ่ื ํ ิ ั ี ่ ั 3. เครองกาเนดสญญาณเสยง 2 เครือง ลําโพง 2 ตว ่ื ํ ิ ั ี ่ ั 4. เครองกาเนดสญญาณเสยง 3 เครือง ลําโพง 3 ตว ่ื ํ ิ ั ี ่ ั (ขอ 3)  17
  18. 18. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง45(มช 32) ในการปรับเสียงเปยโน โดยผูปรับใชวิธีเคาะสอมเสียง ความถีมาตรฐานเทียบกับ ่ เสียงทีไดจากการกดคียเ ปยโนคียหนึง ถาเสียงที่ไดยินเปนลักษณะดังแลวคอยจางหาย แลว ่  ่ ดังอีกเปนจังหวะสลับกันไป เขากจะปรบความตงของลวดเปยโนจนกวาเสยงทไดยน จะดัง ็ ั ึ   ี ่ี  ิ เปนเสยงเดยวตอเนองกนไป การกระทําอยางนีอาศัยหลักการของปรากฏการณทเ่ี รียกวา  ี ี  ่ื ั ้ ก. Doppler effect (ปรากฏการณดอปเปเปอร) ข. Resonance (กําทอน)  ค. Shock waves (คลื่นกระแทก) ง. Beats (ขอ ง) 46. นกเรยนคนหนงเลนไวโอลนความถ่ี 507 เฮิรตซ และนักดนตรีอกคนหนึงเลนกีตาร ความถี่ ั ี ่ึ  ิ ี ่ 512 เฮิรตซ ถาทังสองคนเลนพรอมกัน จะเกิดปรากฏการณบีตสที่ความถี่เทาใด (2 Hz) ้วธทา ิี ํ47. ในการปรับเสียงของเปยโนระดังเสียง C โดยเทียบกับสอมเสียงความถี่ 256.0 Hz ถาได ยินเสียงบีตสความถี่ 3.0 ครัง/วนาที ความถีทเ่ี ปนไปไดของเปยโนมีคาเทาใด (253 , 259 Hz) ้ ิ ่ วธทา ิี ํ48. คลื่น 2 ขบวน A และ B มแอมปลจดเทากน คลื่นละ 2 เซนตเิ มตร มีความถี่ 200 และ ี ิู  ั 204 เฮิรตซ ตามลําดับ ถาคลืนทังสองเขารวมกันเปนคลืน C ความถี่ของคลื่น C และ ่ ้ ่ ความถี่บีสตของคลื่น C มีคาเทาใด ในหนวยของเฮรตซ  ิ ( 202 , 4 )วธทา ิี ํ 4.5 คลนนง ่ื ่ิ คลื่นนิ่ง เปนปรากฏการณแทรกสอดของคลืนเสียงทีตกกระทบ กับคลื่นเสียงที่สะทอน ่ ่ จากตัวกลาง ทําใหเกิดตําแหนงเสียงดังและเสียงคอยสลับกันไป ตาแหนงเสยงดง เรยกวา ปฏิบัพ (A) และ ตาแหนงเสยงคอย เรยกวา บัพ (N) ํ  ี ั ี  ํ  ี  ี  18
  19. 19. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง49(มช 40) ลําโพง A และ B ในรูปมีกําลัง และสมบัติอื่นๆ เหมอนกนทกประการ ถา A และ B ื ั ุ ตางกําลังสงสัญญาณเสียงเปนรายการเพลงที่กําลังออกอากาศทางสถานีวิทยุแหงหนึ่ง โดย สัญญาณทีปอนเขาสูลาโพงทังสองนีเ่ หมือนกันทุกประการตลอดเวลา ความเขมเสียงที่ ่  ํ ้ ตําแหนงตาง ๆ บนแนวแกน (แนวเสนตรง PQ) ทีเ่ ชือมระหวางลําโพงทังสองนีจะมี ่ ้ ้ ลักษณะเปนอยางไร 1. มีคาต่ําสุดที่ R ซึ่งอยูกึ่งกลางระหวาง ลําโพง A และ B พอดี 2. มีคาสม่าเสมอเทากันตลอด  ํ 3. มีคาสูงสุดที่ R 4. มคาเปนศนยทบางตาแหนงระหวาง P และ Q ี   ู  ่ี ํ   (ขอ 4) วธทา ิี ํ 4.6 ความถี่ธรรมชาติ และ การสนพอง ่ั  เมอวตถถกกระทบกระเทอน โดยทัวไปแลววัตถุจะเกิดการสันสะเทือนดวยความถีเ่ ฉพาะ ่ื ั ุ ู ื ่ ่ตวคาหนง เรียกความถีนวา ความถีธรรมชาติของวัตถุนน เชนลูกตุมทีแขวนติดกับสายแกวง ั  ่ึ ่ ้ี  ่ ้ั  ่เมอถกกระทบกระเทอน ก็จะแกวงไปมาดวยความถีธรรมชาติของลูกตุมนัน ่ื ู ื ่  ้ และเมอวตถนนถกแรงภายนอกมากกระทาอยางตอเนองดวยความถเ่ี ทากบความถธรรม ่ื ั ุ ้ั ู ํ   ่ื   ั ่ีชาตของวตถุ จะทําใหวตถุเกิดการสันสะเทือนอยางรุนแรง เราเรยก ปรากฏการณการสันอยาง ิ ั ั ่ ี ่รนแรงเนองจากเหตเุ ชนนวาเปน การสนพอง ุ ่ื  ้ี   ่ั 50. จงยกตัวอยางการสันพอง มา 2 ตวอยาง่ ั .................. .................. .................. .................. .................. .................. ...............................51(En 44/2) ลูก A B C D และ E แขวน กับเชือกที่ขงตง ดงแสดงในรป เมื่อผลักลูก ึ ึ ั ู ตม A ใหแกวง ลูกตุมใดจะแกวงตามลูก ุ ตม A อยางเดนชด ุ   ั A C (ขอ 4.) E 1. ลูกตุม B 2. ลูกตุม C 3. ลูกตุม D 4. ลูกตุม E B D 19
  20. 20. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง 4.7 การสนพองของเสยง (Resonance) ่ั  ี เมื่อเราสงคลื่นเสียงเขาไปในทอปลายตัน เสยงทสงเขาไปนนจะไปกระทบผนงดานใน ี ่ี   ้ั ั  คลื่นเสียงนั้นจะเกิดการสะทอนออกมา แลวมาแทรกสอดกับคลื่นที่เขาไปเกิดเปนคลื่นนิ่งและ หากตรงตําแหนงปากทอเปนแนวปฏิบัพของคลื่นนิ่งนั้น จะทําใหโมเลกุลตัวกลาง (อากาศ) สั่น สะเทือนอยางรุนแรงกวาปกติทําใหเสียงที่ออกมาจากทอนั้น ดังกวาปกติเชนกัน ปรากฏการณที่มีเสียงดัง อันเกิดจาก อนุภาคตัวกลางสั่นสะเทือนอยางรุนแรงเชน น้ี เรียกวาการสันพองของเสียง (กําทอน) ่ ควรทราบเพมเตมเกยวกบการสนพอง ่ิ ิ ่ี ั ่ั  ประการท่ี 1 ทอทีทาใหเกิดเสียงดัง จะตอง ่ ํ เปนทอทีมความพอดีทจะทําใหปากทออยู ่ ี ่ี ตรงกับแนวปฏิบพของคลืนนิงพอดี หาก ั ่ ่ ปากทอตรงกับแนวบัพจะไมเกิดเสียงดัง ดังแสดงในรูปภาพ และทสาคญ ่ี ํ ั ความยาวทีทาใหเกิดสันพองแตละครัง ่ ํ ่ ้ ที่อยูถัดกัน จะอยูหางกัน = ↑ 2 ความยาวจากปากทอถงจดทเ่ี กดสนพอง  ึ ุ ิ ่ั  ครังแรก จะมความยาว = ↑ ้ ี 452(มช 41) วางลาโพงชดกบปลายขางหนงของหลอดเรโซแนนซ เลือนลูกสูบออกชา ๆ ํ ิ ั  ่ึ ่ จนกระทังไดยนเสียงดังเพิมขึนมากทีสดครังแรกทีระยะหางจากปลายหลอด 3.3 เมตร ่ ิ ่ ้ ่ ุ ้ ่ ความเรวเสยงในอากาศมคา 330 เมตร/วนาที จงหาความถีของเสียงจากลําโพง (25 Hz) ็ ี ี ิ ่วธทา ิี ํ 20
  21. 21. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง53. การทดลองหาอตราเรวเสียงในอากาศโดยใชหลอดกาทอน พบวาหลงจากเกดสนพองแลวก็ ั ็  ํ  ั ิ ่ั   เลอนลกสบถอยหลงไปอก 25 cm จงเกดสนพองอกครง ถาความถี่ 680 Hz จงหาอัตรา ่ื ู ู ั ี ึ ิ ่ั  ี ้ั เร็วเสียงในอากาศ (340 m/s)วธทา ิี ํ54(En 26) การทดลองเรองการกําทอนของเสียงโดยใชหลอดกําทอน พบวาเกดกาทอนครงแรก ่ื   ิ ํ ้ั และครงทสอง ทีระยะ 0.15 เมตร และ 0.50 เมตร จากปากทอตามลําดับ ถาความเร็วของ ้ั ่ี ่ เสียงใน ขณะนนเทากบ 350 เมตร/วนาที จงหาความถของคลนสยงทใช ้ั  ั ิ ่ี ่ื ี ่ี (ขอ ข)  ก. 400 Hz ข. 500 Hz ค. 600 Hz ง. 1000 Hzวธทา ิี ํ ประการท่ี 2 หากมีทอปลายตัน มความยาวขนาดหนง หากเราปรับความถีของเสียงทีเ่ ปา  ี ่ึ ่ เขาไปใหเ หมาะสม อาจทาใหเ กดการสนพองไดเ ชนกน ความถททาใหเ กด  ํ ิ ่ั   ั ่ี ่ี ํ ิ การสันพองนัน สามารถคานวณหาไดจาก ่ ้ ํ  f = 4L nv เมือ f คอ ความถเ่ี สยงทเ่ี ปาเขาไปแลวทาใหเ กดการสนพอง ่ ื ี    ํ ิ ่ั  v คอ ความเรวเสยง m/s ื ็ ี L คอ ความยาวลาอากาศ หรอ ความยาวทอกาทอน (m) ื ํ ื  ํ n คอ จํานวนเต็มบวกคี่ คอ 1 , 3 , 5 , 7 , 9 , .... ื ื ถา n = 1 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงแรก เรยกความถนวา ความถมลฐาน ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี  ่ี ู หรอ Harmonic ท่ี 1 ื ถา n = 3 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 2 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 2 ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี  ถา n = 5 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 3 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 3 ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี  หมายเหตุ สูตรนี้ใชสําหรับทอปลายตัน ( คอ ทอทมปลายดานหนงปดไว) ื  ่ี ี  ่ึ  21
  22. 22. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง55. ถาความเรวของเสยงในอากาศเทากบ 340 เมตร/วนาที สอมเสียงจะตองสันดวยความถีตา  ็ ี  ั ิ ่ ่ ํ่ สุดเทาใดจึงจะทําใหเกิดกําทอนไดเมื่อจอใกลปากกระบอกตวงซึ่งยาว 20 เซนติเมตร (425 Hz)วธทา ิี ํ56(มช 40) โดยปกติคลื่นเสียงจะเขาสูระบบการรับฟงเสียงของหูคนเราโดยผานชองรูหู (ear canal) ไปตกกระทบเยื่อแกวหูที่ปลายชองรูหูซึ่งจะสั่นตามจังหวะของคลื่นเสียงนั้น ชองรูหูจึงเปน ดานแรกทชวยขยายสญญาณเสยงทผานเขาไป  ่ี  ั ี ่ี   ถาความยาวของชองรหของคนทวไปมคา   ู ู ่ั ี ประมาณ 2.5 เซนติเมตร แสดงวาคนเราควรจะรบฟงเสยง ความถ่ี ประมาณกี่เฮิรตซได ั  ี ไวเปนพิเศษ (ให Vเสียง = 350 m/s) 1. 3000 2. 3500 3. 4600 4. 700 (ขอ 2) วธทา ิี ํ57(En 38) หลอดเรโซแนนซทใชในการทดลองชดหนง จะใหความดนสงสดสามครง เมือเลือน  ่ี  ุ ่ึ  ั ู ุ ้ั ่ ่ ตาแหนงลกสบไปตามความยาวของหลอดเรโซแนนซ ถาตําแหนงสุดทายดัง เมอลกสบหาง ํ  ู ู ่ื ู ู  จากลาโพงมากทสดและหางจากปลายกระบอกสบ 100 เซนตเิ มตร อยากทราบวาลาโพงสน ํ ่ี ุ  ู  ํ ่ั ดวยความถีกเ่ี ฮิรตซ ่ (กําหนดความเร็วเสียงในอากาศเปน 348 m/s) (435 Hz)วธทา ิี ํ 22
  23. 23. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ในกรณีททอกําทอนมีปลายเปดทังสองขาง เราสามารถหาคาความถเ่ี หมาะสมทาใหเ สยงดง ่ี  ้  ํ ี ั ไดจากสตร  ู nv f = 2L เมือ f คอ ความถเ่ี สยงทเ่ี ปาเขาไปแลวทาใหเ กดการสนพอง ่ ื ี    ํ ิ ่ั  v คอ ความเรวเสยง (m/s) ื ็ ี L คอ ความยาวลาอากาศ หรอ ความยาวทอกาทอน (m) ื ํ ื  ํ n คอ จานวนเตมบวกธรรมดา คอ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , ..... ื ํ ็ ื ถา n = 1 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงแรก เรยกความถนวา ความถมลฐาน ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี  ่ี ู หรอ Harmonic ท่ี 1 ื ถา n = 2 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 2 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 2 ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี  ถา n = 3 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 3 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 3 ่ี ่ี  ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี 58. คลืนเสียงขบวนหนึงทําใหเกิดกําทอนลําดับ 1 ในกลองไมกลวงทเ่ี ปดทกดานมความยาว 0.5 ่ ่    ุ  ี เมตร ความถธรรมชาตของกลองไมนเ้ี ทากบกเ่ี ฮรตซ (ใหอตราเร็วเสียง = 330 m/s) ่ี ิ    ั ิ ั ก. 330 ข. 495 ค. 660 ง. 3x10–3 (ขอ ก) วธทา ิี ํ สาหรบความถเ่ี สยงทเ่ี กดจากสายสน เราสามารถหาความถเ่ี สยงทเ่ี กดไดจากสตร ํ ั ี ิ ่ั ี ิ  ู f= n T 2L ℵ เมือ f คอ ความถีเ่ สียงทีเ่ กิดจากสายสัน (Hz) ่ ื ่ n คอ จานวน Loop คลืนนิงทีเ่ กิดในสายสัน ื ํ ่ ่ ่ L คอ ความยาวสายสั่น (เมตร) ื T คอ แรงดงสายสน (นิวตัน) ื ึ ่ั ℵ คอ มวลสายสั่นซึ่งยาว 1 เมตร (กิโลกรัม) ื 23
  24. 24. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง59(En 33) ในการดดพณระดบเสยง จะเพิมขึนไดเมือ ี ิ ั ี ่ ้ ่ ก) ความตึงของสายพิณเพิมขึน ่ ้ ข) สายพิณยาวขึน ้ ค) น้าหนักตอความยาวของสายพิณมีคาเพิมขึน ํ  ่ ้ ง) จานวนคลนนงทเ่ี กดขนในสายพณมจานวนมากขน ํ ่ื ่ิ ิ ้ึ ิ ีํ ้ึ จงพจารณาวาขอความขางตนขอใดถก ิ      ู (ขอ 1)  1. ก และ ง 2. ข และ ค 3. ข เทานน  ้ั 4. ถูกทุกขอวธทา ิี ํ60(En 33) เสนลวดยาว 1 เมตร ถกดงดวยแรงดงขนาดหนง เมือดีดจะทําใหเกิดเสียงทีมคา ู ึ  ึ ่ึ ่ ่ ี ความถีมลฐานเปน 200 เฮิรตซ ถาเพมแรงดงอก 900 นิวตัน จะทาใหคาความถมลฐาน ่ ู  ่ิ ึ ี ํ  ่ี ู ของเสียงทีเ่ กิดจากลวดเสนนีเ้ ปลียนไปเปน 400 เฮิรตซ อยากทราบวามวลของเสนลวดน้ี ่   เทากบเทาไร  ั  (ขอ 4) 1. 1.22 กรัม 2. 1.44 กรัม 3. 1.66 กรัม 4. 1.88 กรัมวธทา ิี ํ 24
  25. 25. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง ตอนที่ 5 ปรากฏการณดอปเปลอร และ คลืนกระแทก ่ 5.1 ปรากฏการณดอปเปลอร  หมายถง ปรากฏการณเ ปลยนแปลงระดบเสยง (ความถของเสยง) เมอแหลงกาเนด ึ ่ี ั ี ่ี ี ่ื  ํ ิ และ ผสงเกตเุ คลอนทดวย ความเร็วสัมพัทธตอกัน ู ั ่ื ่ี   เสยงกระจายออกจากเปยโน ี  ขับรถหนีออก เสมอนลากความยาวคลน ื ่ื ขบรถเขา เสมือนกดความยาวคลืนเสียง ั  ่ เสียงใหยืดยาวออก จะทําใหความถีเ่ สียง ใหสั้นลง จะทาใหความถเ่ี สยงเพมขน ํ  ี ่ิ ้ึ ลดลง และไดยนเสยงทุมลง ิ ี และไดยนเสยงแหลมขน ิ ี ้ึ เสียงแตรออกจากมอเตอรไซด หากความเร็วรถยนตนอยกวา มอเตอรไซด   หากความเร็วรถยนต มากกวา มอเตอรไซด  เสมอนวาความยาวคลนเสยงถกมอเตอรไซด ื  ่ื ี ู  เสมือนวาความยาวคลืนเสียง ถูกรถยนตดึง ่ กดดันเขามา ทําใหความยาวคลืนลดลง ่ ใหยืด ทาใหความยาวคลนยาวขน ความถ่ี ํ  ่ื ้ึ ความถีมากขึน เสยงทไดยนจะแหลม ่ ้ ี ่ี  ิ ลดลง เสยงทไดยนจะทม ี ่ี  ิ ุ 25
  26. 26. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง61(มช 29) ผูโดยสารรถไฟสังเกตไดวา ขณะทเ่ี ขายนหยดอยบนชานชลาเสยงหวดรถไฟทจอด   ื ุ ู ี ู ่ี นิงมีความถีตางจากเสียงหวูด ขณะรถไฟวงออกจากชานชลา ปรากฏการณเ ชนนเ้ี รียกวา ่ ่ ่ิ   ก. การแทรกสอด ข. การเลียวเบน ้ ค. การหักเห ง. ดอปเปลอร (ขอ ง) วธทา ิี ํ62(มช 33) ปรากฏการณดอปเปลอรของเสยงแสดงใหเ หนถงการเปลยนแปลง   ี ็ ึ ่ี ก. มลภาวะเสียง ข. ความเขมเสียง ค. ความดงเสยง ั ี ง. ระดับเสียง (ขอ ง)วธทา ิี ํ63(En 42/2) ในขณะทีแหลงกําเนิดเสียงเคลือนทีในอากาศนิง ขอใดตอไปนถก ่ ่ ่ ่   ้ี ู (ขอ 1)  1. ความยาวคลืนเสียงทีอยูดานหนาแหลงกําเนิดจะสันกวาความยาวคลืนเสียงทีจด ่ ่  ้ ่ ุ่ ดานหลงแหลงกาเนด  ั  ํ ิ 2. ความถีเ่ สียงทีอยูดานหนาแหลงกําเนิดจะต่ากวาความถีเ่ สียงทีจดดานหลังแหลงกําเนิด ่  ํ ุ่ 3. ความเร็วเสียงดานหนาแหลงกําเนิดจะสูงกวาความเร็วเสียงดานหลังแหลงกําเนิด 4. ความเรวเสยงดานหนาแหลงกาเนดจะตากวาความเรวเสยงดานหลงแหลงกาเนด ็ ี    ํ ิ ํ่  ็ ี  ั  ํ ิวธทา ิี ํ64(มช 35) รถมอเตอรไซดคนหนึงแลนตามหลังรถยนตคนหนึงไปบนถนนตรงความเร็ว ของ ั ่ ั ่ รถยนตเ ปนสองเทาของมอเตอรไซด ถาคนขีมอเตอรไซดบบแตรดวยความถี่ 500 เฮิรตซ    ่ ี ก. คนขับรถยนตไดยนเสียงความถีตากวา 500 เฮิรตซ แตคนขมอเตอรไซดไดยนเสยง ิ ่ ํ่  ่ี  ิ ี ความถ่ี 500 เฮิรตซ ข. คนขบรถยนตไดยนเสยงความถสงกวา 500 เฮิรตซ แตคนขมอเตอรไซดไดยนเสยง ั  ิ ี ่ี ู   ่ี  ิ ี ความถ่ี 500 เฮิรตซ ค. คนขับรถยนต และคนขีมอเตอรไซด ไดยนเสยงความถเ่ี ดยวกน ่ ิ ี ี ั ง. คนขับรถยนตไดยนเสียงความถีสงกวาคนขีมอเตอรไซดไดยน ิ ่ ู ่ ิ (ขอ ก) วธทา ิี ํ 26
  27. 27. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง65(En 40) ชายคนหนงเคาะสอมเสยงซงมความถ่ี f แลวนาไปแกวงเปนวงกลมในแนวระดบ ่ึ  ี ่ึ ี  ํ   ั ดังรูป ชายอกคนหนง ซงนงนงอยจะไดยนเสยง ขณะทีสอมเสียงอยูในตําแหนง ABC ี ่ ึ ่ึ ่ั ่ิ ู  ิ ี ่   และ D ดังรูป ดวยความถ่ี fA fB fC และ fD ตามลําดับ ขอตอไปนีขอใดถูก  ้ 1. fA < fB = fD < fC 2. fC < fB = fD < fA 3. fD < fA = fC < fB 4. fB < fA = fC < fD (ขอ 4) วธทา ิี ํ เราสามารถหาความถีทเ่ี ปลียนไปนีโดยหาจากสมการดังนี้ ่ ่ ้ (V Ι V ) fL = (Vo Ι VL) fs เมือ fL = ความถีทผสงเกตุไดยน ่ ่ ่ี ู ั ิ o s fs = ความถปกตของตนกาเนดเสยง ่ี ิ  ํ ิ ี Vo = อัตราเร็วเสียง และหาความยาวคลนโดยใชสมการ ่ื  Vs = อตราเรวของตนกาเนดเสียง ั ็  ํ ิ ← = (Vo fΙ Vs ) s VL = อัตราเร็วของผูสงเกตุ ั ← = ความยาวคลื่นเสียงที่ผูสังเกตุไดยิน เงือนไขการใชสมการทังสองนี้ คือ ่ ้ ในการแทนคา VL กับ Vs ตองคานงคา +, – ดวย โดยอาศยหลกดงน้ี  ํ ึ   ั ั ั ถา VL , Vs เคลื่อนที่สวนทางกับ Vo จะมีคาเปน + ถา VL , Vs เคลอนทไปทางเดยวกน Vo จะมีคาเปน – ่ื ่ี ี ั66. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz ถาเสียงมี ่ิ  ็ ิ อัตราเร็ว 330 เมตร/วนาที จงหาความถี่เสียงที่ไดยินจากคนบนรถไฟขบวนที่ 2 ทวงดวย ิ ่ี ่ิ  ความเรว 15 m/s เมอ ็ ่ื ก. รถไฟวิ่งเขาหากัน (575 Hz) ข. รถไฟวิ่งออกจากกัน (437.5 Hz) 27

×