1. สรุปความรู เรื่อง คลื่นเสียง
การเกิดเสียง
เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุ วัตถุที่มีการสั่นแลวทําใหเกิดเสียงเรียกวา แหลงกําเนิดเสียง สําหรับ
มนุษยเสียงพูดเกิดจากการสั่นสะเทือนของสายเสียงซึ่งอยูภายในกลองเสียงบริเวณดานหนาของลําคอเรียกวา
ลูกกระเดือก มนุษยสามารถควบคุมเสียงที่พูดพูดขึ้นโดยใชฟน ลิ้น ริมฝปาก ทําใหเกิดเสียงที่แตกตางกัน แต
เสียงจะมีประโยชนอยางสมบูรณตองมีการไดยน ิ
เสียงที่นักเรียนไดยินในชีวิต เสียงเดินทางจากแหลงกําเนิดมาถึงผูฟงไดอยางไร
ประวันเกิดจากสั่นสะเทือนของ
แหลงกําเนิดเสียงหรือไม
การเดินทางของเสียง
เมื่อเสียงเกิดจากสั่นสะเทือนของวัตถุ แสดงวาวัตถุไดรับพลังงาน พลังงานนี้ก็จะถูกถายโอนผาน
อากาศมายังหูผูฟง ถาไมมีอากาศเปนตัวกลางในการถายโอนพลังงาน เราจะ
ไมไดยินเสียงเลย
เราสามารถทดสอบความจริงนี้ได โดยการทดลองใชกระดิ่งไฟฟาที่สง
เสียงตลอดเวลาใสไวในครอบแกว แลวคอยๆสูบอากาศออก เราจะไดยินเสียง
กระดิ่งไฟฟาคอยลงๆ จนในที่สุดจะไมไดยินเสียงกระดิ่งไฟฟาในครอบแกวอีก
เลย เมื่อภายในครอบแกวเปนสุญญากาศ
จากสถานะการณ ข า งต น สรุ ป ได ว า การเคลื่ อ นที่ ข องเสี ย งจากตั ว
ก อ กํ า เนิ ด เสี ย ง ต อ งอาศั ย ตั ว กลางในการถ า ยโอนพลั ง งานการสั่ น ของตั ว
สูบอากาศออก
กอกําเนิดเสียงนั้นไปยังที่ตางๆ
จะเห็นไดวา เสียงที่เราไดยินนี้ เปนพลังงานรูปหนึ่งและถือวาเปนคลื่นประเภทหนึ่งดวย และพิจารณา
จากอากาศที่เปนตัวกลางนั้นการถายโอนพลังงานเสียง อนุภาคของตัวกลางคืออากาศจะมีการสั่นในลักษณะ
อัดขยายสลับกันไป จึงถือไดวา เสียงเปนคลื่นตามยาว

2. การเคลื่อนที่ของเสียงในตัวกลางหนึ่งๆ จะคงตัว เมื่ออุณหภูมิของตัวกลางคงตัว ดังแสดงในตาราง
ตาราง อัตราเร็วของเสียงในตัวกลางตางๆที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส
ตัวกลาง อัตราเร็ว(เมตร/วินาที)
แกสคารบอนไดออกไซด 272
อากาศ 346 จากตารางนี้ นั ก เรี ย นคิ ด ว า
แกสไฮโดรเจน 1,339 เสียงเดินทางผานตัวกลางใด
น้ํา 1,498 ไดเร็วที่สุดเมื่อเทียบระหวาง
น้ําทะเล 1,531 ของแข็ง ของเหลว แกส
แกว 4,540
อะลูมิเนียม 5,000
เหล็ก 5,200
คุณสมบัตของเสียง
ิ
เสียงเปนคลื่นชนิดหนึ่งที่เคลื่อนที่โดยอาศัยตัวกลาง ดังนั้นจึงมีคณสมบัติเหมือนคลืน คือ
ุ ่
1. การสะทอน
2. การหักเห
3. การแทรกสอด
4. การเลี้ยวเบน
การสะทอนของเสียง
เนื่องจากเสียงเปนพลังงานชนิดหนึ่ง เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวาง จะทําใหเกิดการ
สะทอนของเสียง และปจจัยที่มีผลตอการสะทอนของเสียง ไดแก
1. ลักษณะพื้นผิวที่คลื่นเสียงไปกระทบ ( ผิวเรียบและแข็ง สะทอนไดดี สวนผิวออนนุมเนื้อพรุน
จะดูดซับเสียงไดดี
2. มุมตกกระทบกับระนาบสะทอนเสียง ( เสียงจะสะทอนไดดี เมื่อ มุมของเสียงสะทอนเทากับมุม
ของเสียงตกกระทบ )
มนุษยและสัตว ไดอาศัยประโยชนจากการสะทอนของเสียง หลายอยางเชน การเดินเรือ การประมง
หาความลึกของทองทะเล หาระดับของเรือดําน้ํา หาฝูงปลา โดยการสง
คลื่นอัลตราโซนิกออกไป แลวรอรับฟงคลื่นที่สะทอน จากเครื่องรับ
การสงคลื่นชนิดนี้เรียกวา โซนาร ( Sonar – Sound Navigation and โซนาร
Ranging ) คางคาว เปนสัตวสายตาไมดี ใชหลักการสะทอนเสียง
โดยสงและรับความถี่สูง อุตสาหกรรมใชในการตรวจสอบรอยราว

3. ทางการแพทยใชตรวจสอบเนื้อเยื่อของอวัยวะตางๆ ใชในการสลายนิ่วในไต ใชทําลายเชื้อโรคบางชนิดใน
อาหาร และน้ํา
การหักเหของเสียง
คลื่นเสียงเมื่อเดินทางผานตัวกลางที่มีความหนาแนนแตกตาง เสนตั้งฉาก
กัน จะเกิ ด การเปลี่ ย นแปลงทิ ศ ทางความเร็ ว และความยาวคลื่ น แต อากาศ รอยตอระหวาง
ความถี่คลื่นยังคงที่กลาวคือเมื่อเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความ ตัวกลาง
น้ํา
หนาแนนนอย(อากาศ) เขาสูตัวกลางที่มีความหนาแนนมากกวา (น้ํา)
เสียงจะหักเหออกจากเสนตั้งฉาก หลักการนี้ใชอธิบาย การเห็นฟาแลบ แตไมไดยินเสียงฟารอง เพราะเมื่อเกิด
ฟาแลบ แมจะมีเสียงเกิดขึ้นแตเราไมไดยินเสียง ทั้งนี้เพราะอากาศใกลพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกวาอากาศเบื้องบน
ทําใหการเคลื่อนที่ของเสียงเคลื่อนที่ไดในอัตราที่ตางกัน คือ เคลื่อนที่ในอากาศที่มี อุณหภูมิสูงไดเร็วกวาใน
อากาศที่มอุณหภูมิต่ํา ดังนั้น เสียงจึงเคลื่อนที่เบนขึ้นทีละนอยๆ จนขามหัวเราไป จึงทําใหไมไดยินเสียงฟารอง
ี
การแทรกสอดของเสียง
การแทรกสอดของเสียงเปนปรากฏการณที่เกิดจากคลื่นเสียงที่มาจากแหลงกําเนิดเสียงตั้งแต 2 แหลงขึ้นไป
รวมกัน จึงเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกันและหักลางกัน ทําใหเกิดเสียงดัง และ เสียงคอย
เสียงความถี่ f1
เสียงความถี่ f2
เสียงความถี่ f1 และ f2 รวมกัน
เสริม เสริม เสริม เสริม
หักลาง หักลาง หักลาง หักลาง
เกิดการแทรกกัน (เสริม, หักลาง)

4. ในกรณีที่เปนเสียงเสริมกัน ตําแหนงที่มีการเสริมกันจะมีเสียงดัง สวนตําแหนงที่แทรกสอดแลว
หักลางกันจะมีเสียงคอย แตการเกิดปรากฏการณแทรกสอดเกิดจากแหลงกําเนิดเสียงที่มีความถี่ตางกัน ทําให
เกิดเสียงดัง เสียงคอยเปนจังหวะๆ เรียกวา บีตส ( Beats ) ประโยชนจากการแทรกสอดและบีตสนี้ นํามาใช
เทียบเครื่องดนตรี โดยมีเครื่องเทียบเสียงมาตรฐาน ใชหลักวาเมื่อความถี่เสียงเทากันจะไมเกิดบีตส ถายังมีบี
ตสอยูแสดงวา ความถี่เสียงยังไมเทากัน ตองปรับจนเสียงทั้งสองมีความถี่เทากันจึงไมทําใหเกิดบีสต
ถาเราตั้งลําโพงลักษณะเหมือนๆกัน 2 ตัว ใหหางกันระยะหนึ่ง ดังรูป แลวเดินในแนวขนานกับลําโพง
ทั้งสองตามแนว AB
A B
การแทรกสอดของเสียง
S1 S2
จากการเดินในแนว AB ดังกลาว เราจะรูสึกไดวา เสียงที่เราไดรับจะมีลักษณะดัง-คอย สลับกันไป
การเลี้ยวเบนของเสียง
นอกจากการหักเหของเสียงที่เกิดขึ้น เมื่อผานตัวกลางตางชนิดกันแลวยังมีการเลี้ยวเบนได การ
เลี้ยวเบนของเสียงมักจะเกิดพรอมกับการสะทอนของเสียง เสียงที่เลี้ยวเบน จะไดยินคอยกวาเดิม เพราะ
พลังงานของเสียงลดลง
ในชีวิตประจําวันที่เราพบไดอยางเสมออยางหนึ่งคือการไดยินเสียงของผูอื่นไดโดยไมเห็นตัวผูพูด
เชน ผูพูดอยูคนละดานของมุมตึก ปรากฏการณดังนี้ แสดงวาเสียงสามารถเลี้ยวเบนได การอธิบาย
ปรากฏการณนี้สามารถจะกระทําไดโดยใชหลักการของฮอยเกนทอธิบายวา ทุกๆจุดบนหนาคลื่นสามารถทํา
หนาที่เปนตนกําเนิดคลื่นอันใหมได ดังนันอนุภาคของอากาศที่ทําหนาที่สงผานคลื่นเสียงตรงมุมตึกยอมเกิด
้
การสั่น ทําหนาที่เหมือนตนกําเนิดเสียงใหม สงคลื่นเสียไปยังผูฟง
ลําโพง
ได
เราสามารถทดลอง การเลี้ยวเบนของเสียงไดโดย ใหผูฟง
ฟงเสียงลําโพงจากนอกหองดังรูป ที่ตําแหนง ก. ข. ค. ง. ผนังหอง ประตู ผนังหอง
ผูฟงยอมไดยินเสียงลําโพง ที่อยูในหองไดทุกคน แสดงวาเสียง ก. ข. ค. ง.
สามารถเลี้ยวเบนไดตามแบบของคลื่น
การเลี้ยวเบนของเสียงจะเกิดไดดี เมื่อชองกวางที่ใหเสียงผานมีขนาดเทากับความยาวคลื่นของเสียง
นั้น เนื่องจาก ชองกวางนั้นจะทําหนาที่เหมือนเปนแหลงกําเนิดเสียงขนาดนั้นไดพอดีนั่นเอง

5. ปรากฏการณบางอยางของเสียง
บีตส ( Beats )
เปนปรากฏการณที่คลื่นเสียงสองชุดซึ่งมีความถี่ใกลเคียงกัน แอมพลิจูดเทากันหรือไมก็ได เคลื่อนที่
ในตัวกลางเดียวกัน เกิดการแทรกสอดกันขึ้น ไดคลื่นเสียงลัพธซึ่งมีแอมพลิจูดไมคงที่ แปรเปลี่ยนตลอดเวลา
ทําใหเกิดเสียงดัง-คอย เปนจังหวะสลับกันไป จํานวนครั้งของเสียงดัง ( หรือจํานวนครั้งของเสียงคอย ) ใน 1
วินาที เรียกวาความถี่บีตส ( fb )
เราสามารถ หาความถี่บีตสไดดังนี้
fb = f1 – f2 คือ จังหวะดังหรือคอยที่ไดยิน
ตัวอยาง 1 เมื่อเคาะสอมเสียงสองอันมีความถี่ 450 และ 456 เฮริตซ จะทําใหเกิดจังหวะเสียงดังหรือ
เสียงคอยใน 1 วินาที เทากับเทาไร
วิธทํา
ี fb = f1 – f2 = 450 – 456
= 6 = 6 Hz ( มีความถี่บีตส 6 เฮริตซ )
จะไดยินจังหวะเสียงดัง 6 ครั้ง ใน 1 วินาที หรือ ไดยินจังหวะเสียงคอย 6 ครั้ง ใน 1 วินาที
คลื่นนิ่ง และ การสั่นพอง ( การกําทอน ) ( Standing Wave and Resonance )
คลื่นนิ่ง (Standing Wave )
คือ คลื่นรวมที่เกิดจากคลื่นสองขบวน ( ซึ่งเปนคลื่นจากแหลงกําเนิดอาพันธ ) เคลื่อนที่เขาหากันใน
ตัวกลางเดียวกัน มีผลใหเกิดปฏิบัพและบัพสลับกันไป โดยตําแหนงของปฏิบัพ และบัพคงที่ ไมเปลี่ยน
ตําแหนง ดังรูป
หาความยาวคลื่นไดดังนี้
L L
 
ปลายตึง ทั้ง 2 ขาง
2

จากรูป = L จากรูป  = L
2
 = 2L
หาความยาวคลื่นไดดังนี้
L L
 ปลายตึง ขางเดียว 3
4 4

6.  3
จากรูป = L จากรูป = L
4 4
 = 4L 4L
 =
3
หาความยาวคลื่นไดดังนี้
L L
ปลายอิสระทั้งสองขาง


2
การสั่นพอง (Resonance)
คือปรากฏการณซึ่งเกิดขึ้นเมื่อพลังงานกระทบวัตถุ แลวทําใหวัตถุสั่นดวยความถี่ธรรมชาติซึ่งเทากับ
ความถี่ของพลังงานที่ตกกระทบ ทําใหวัตถุนั้นเกิดการสั่นที่ฐานแรงที่สุด (เกิดเปนคลื่นนิ่ง) ซึ่งอาจทําให
กระจกหรือแกวแตกได เมื่อบางคนรองเพลง
ความถี่ธรรมชาติ
เปนลักษณะเฉพาะตัวในการสั่นของวัตถุแตละชนิด ไมวาจะใหพลังงานเทาใด เมื่อคิดการสั่นในหนึ่ง
หนวยเวลา แลวจะเทากันทุกครั้ง เชน การแกวงของลูกตุมที่จะพิจารณาจากรูปตอไปนี้
4 ซม. 6 ซม. 8 ซม.
50 รอบ ในเวลา 80 วินาที 50 รอบ ในเวลา 80 วินาที 50 รอบ ในเวลา 80 วินาที
ความถี่ = 0.625 Hz ความถี่ = 0.625 Hz ความถี่ = 0.625 Hz
จากรูป ขางบน ไมวาจะดึงลูกตุมใหหางจากแนวดิ่งเทาใดก็ตาม ความถี่ในการแกวงของลูกตุมจะเทา
เดิมทุกครั้งไป ซึ่งเปนความถี่ในการแกวงของลูกตุม อันเปนลักษณะเฉพาะตัวตามธรรมชาติของลูกตุม จึง
เรียกความถี่ในการแกวงของลูกตุมนี้วา ความถี่ธรรมชาติของลูกตุม

7. การสั่นพองของเสียง
การใหพลังงานจากภายนอกกับวัตถุ ดวยความถี่ซึ่ง เทากับความถี่ธรรมชาติของวั ตถุ วัตถุ จ ะรับ
พลังงานไดดีที่สุด พลังงานนี้จะสะสมอยูในวัตถุนั้น ทําใหเกิดการสั่นของวัตถุรุนแรงขึ้น สภาวะที่เกิดขึ้นนี้
เรียกวา การสั่นพอง (Resonance)
ตัวอยาง การสรางเครื่องดนตรี เชน ซอ ไวโอลีน กีตาร
จากรูปแผนไมที่ขึงสายเอ็น เมื่อดีดสายเอ็นจะทําใหเกิดเสียงในระดับหนึ่ง
เมื่อ สรางกระปอง หรือกลองไม กลองโลหะ ภายในกลวง วางไวดานลาง จะทําใหเกิดเสียงดังขึ้น
กวาเดิม ปรากฏการณนี้เปนการทําใหเกิดการสั่นพองของเสียง เกิดขึ้นภายในกระปอง โมเลกุลของอากาศ
ไดรับพลังงานจากภายนอก เก็บสะสมไว ทําใหเกิดการสั่นที่รุนแรงขึ้น จึงทําใหเกิดเสียงที่ดังมากกวาเดิม (เกิด
คลื่นนิ่ง)
ปรากฏการณดอปเปลอร (Doppler Effect)
คือปรากฏการณที่ผูสังเกตไดยินเสียงมีความถี่เปลี่ยนไปจากความถี่เดิม อันอาจเนื่องมาจากการ
เคลื่อนที่ของผูสังเกตทําใหความเร็วของเสียงมาถึงผูสังเกตเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม และหรือเนื่องจากการ
เคลื่อนที่ของแหลงกําเนิดเสียง ทําใหความยาวคลื่นที่ผูสังเกตไดรับผิดไปจากเดิม จึงมีผลใหผูสังเกตไดยิน
เสียงแหลม หรือทุมมากกวาความจริง (ความถี่สูงเสียงแหลม , ความถี่ต่ําเสียงทุม)
กําหนดให v = ความเร็วเสียงในอากาศ
vO = ความเร็วของผูสังเกต
vS = ความเร็วของแหลงกําเนิด
fO = ความถี่ที่ผูสังเกตไดยิน
fS = ความถี่เสียงของแหลงกําเนิด
 = ความยาวคลื่นเสียงในอากาศ
v = ความเร็วสัมพัทธ
พิจารณาจากรูป เกี่ยวกับ การเกิดปรากฏการณดอปเปลอร เมื่อตัวกลางอยูกับที่ ( อากาศ )
จากรูป 1
1
Source ( แหลงกําเนิดเสียง ) อยูกับที่ v

8. ผูสังเกต ( Observe ) อยูกับที่ดวย
จะไดวา ความถี่ที่ผูสังเกตไดยิน = ความถี่ของ Source
f O = fS
จากรูป 2 และ 3 2 v
Source ( แหลงกําเนิดเสียง ) อยูกับที่
vO
ผูสังเกต ( Observe ) เคลื่อนที่
1. จากรูป 2 ผูสังเกต ( Observe ) เคลื่อนที่ เขาหา จะทําใหผูสังเกต
ไดยนเสียงมีความถี่เพิ่มขึ้น
ิ
การเคลื่อนที่ในลักษณะนี้ จะมีการเคลื่อนที่สัมพัทธระหวาง ความเร็วเสียงในอากาศ แหลงกําเนิดเสียง
และ ผูสังเกต
ดังนั้น ให v คือ ความเร็วสัมพัทธระหวาง ความเร็วเสียงกับแหลงกําเนิด
หรือ ความเร็วสัมพัทธระหวาง ความเร็วเสียงกับผูสังเกต
พิจารณาความเร็วเสียงกับความเร็วแหลงกําเนิด จะได
ความเร็วสัมพัทธระหวาง ความเร็วเสียงกับความเร็วแหลงกําเนิด ดังนี้
คือ v = v  vS
ถา v = v + vS แสดงวา ความเร็วเสียง และ แหลงกําเนิดเสียง เคลื่อนที่สวนทางกัน
v = v - vS แสดงวา ความเร็วเสียง และ แหลงกําเนิดเสียง เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน
พิจารณาความเร็วเสียงกับความเร็วของผูสังเกต จะได
ความเร็วสัมพัทธระหวาง ความเร็วเสียงกับความเร็วของผูสังเกต ดังนี้
คือ v = v  vO
ถา v = v + vO แสดงวา ความเร็วเสียง และ ผูสังเกต เคลื่อนที่สวนทางกัน
v = v – vO แสดงวา ความเร็วเสียง และ ผูสังเกต เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน
จาก v = f
จะได v = f
จากรูป 2 พิจารณาที่แหลงกําเนิดเสียง ได
v  vS = fS S ; เมื่อแหลงกําเนิดเสียงอยูกบที่ vS = 0
ั
แทนคา vS = 0 ได v = fS S ………………… ( 1 )
จากรูป 2 พิจารณาที่ผูสังเกต ได v  vO = fO O
เมื่อ v กับ vO เคลื่อนที่สวนทางกันจะได v + vO = fO O ………………… ( 2 )

9. v fS  S
(1)/(2) =
v  vO fO  O
เมื่อ S = O เพราะความยาวคลื่น อยูระหวางผูสังเกตและแหลงกําเนิดทีเ่ ดียวกัน จึงเทากัน
v fS
=
v  vO fO
v  vO
fO = ( ) fS
v
2. จากรูป 3 ผูสงเกต ( Observe ) เคลื่อนที่ หนี จะทําใหผู
ั
3
สังเกตไดยินเสียงมีความถี่ตาลง่ํ v
จาก v = f vO
จะได v = f
จากรูป 3 พิจารณาที่แหลงกําเนิดเสียง ได
v  vS = fS S ; เมื่อแหลงกําเนิดเสียงอยูกับที่ vS = 0
แทนคา vS = 0 ได v = fS S ………………… ( 1 )
จากรูป 3 พิจารณาที่ผูสงเกต ได
ั v  vO = fO O
เมื่อ v กับ vO เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน จะได v - vO = fO O ………………… ( 2 )
v fS  S
(1)/(2) =
v  vO fO  O
เมื่อ S = O เพราะความยาวคลื่น อยูระหวางผูสังเกตและแหลงกําเนิดทีเ่ ดียวกัน จึงเทากัน
v fS
=
v  vO fO
v  vO
fO = ( ) fS
v
จากรูป 4 และ 5
Source (แหลงกําเนิดเสียง ) เคลื่อนที่
ผูสังเกต ( Observe ) อยูกับที่ 4
v
1. จากรูป 4 Source ( แหลงกําเนิดเสียง ) เคลื่อนที่ เขาหา จะทํา
ใหผูสงเกตไดยินเสียงมีความถี่เพิ่มขึ้น
ั vS

10. จาก v = f
จะได v = f
จากรูป 4 พิจารณาที่แหลงกําเนิดเสียง ได
v  vS = fS S
เมื่อ v กับ vO เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน จะได v - vS = fS S ………………… ( 1 )
จากรูป 4 พิจารณาที่ผูสังเกต ได v  vO = fO O ; เมื่อผูสังเกตอยูกับที่ vO = 0
แทนคา vO = 0 จะได v = fO O ………………… ( 2 )
v - vS fS  S
(1)/(2) =
v fO  O
เมื่อ S = O เพราะความยาวคลื่น อยูระหวางผูสังเกตและแหลงกําเนิดทีเ่ ดียวกัน จึงเทากัน
v - vS fS
=
v fO
v
fO = ( ) fS
v - vS
2. จากรูป 5 Source ( แหลงกําเนิดเสียง ) เคลื่อนที่ หนี จะ 5
ทําใหผูสงเกตไดยนเสียงมีความถี่ต่ําลง
ั ิ v
จาก v = f vS
จะได v = f
จากรูป 5 พิจารณาที่แหลงกําเนิดเสียง ได
v  vS = fS S
เมื่อ v กับ vO เคลื่อนที่สวนกัน จะได v + vS = fS S ………………… ( 1 )
จากรูป 4 พิจารณาที่ผูสงเกต ได
ั v  vO = fO O ; เมื่อผูสังเกตอยูกับที่ vO = 0
แทนคา vO = 0 จะได v = fO O ………………… ( 2 )
v  vS fS  S
(1)/(2) =
v fO  O
เมื่อ S = O เพราะความยาวคลื่น อยูระหวางผูสังเกตและแหลงกําเนิดทีเ่ ดียวกัน จึงเทากัน
v  vS fS
=
v fO

11. v
fO = ( ) fS
v  vS
ดังนั้นเราสามารถสรุป สูตร ของปรากฏการณดอปเปลอร เมื่อ ตัวกลางอยูนิ่ง ( อากาศ )ไดดังนี้
จากรูป 6 สรุปสูตรไดดังนี้
6
 v  vO  v
fO = 
 v  v  fS

 S 
vO vO v vS
S
ผูสังเกตเคลื่อนที่เขา แทน vO ดวย ( + )
ผูสังเกตเคลื่อนที่หนี แทน vO ดวย ( - )
Source ( แหลงกําเนิด ) เคลื่อนที่เขา แทน vO ดวย ( - )
Source ( แหลงกําเนิด ) เคลื่อนที่หนี แทน vO ดวย ( + )
ตัวอยาง ชายคนหนึ่งวิ่งเขาหาแหลงกําเนิดเสียงดวยความเร็ว 10 เมตรตอวินาที ถาเสียงนั้นถูกปลอยออกจาก
แหลงกําเนิดเสียงที่หยุดนิ่ง และมีความถี่ 480 Hz ขณะนั้นความเร็วเสียงในอากาศ 300 Hz ชายผูนั้นจะไดยิน
เสียงความถี่เทาใด v
 v  vO  vO
วิธีทํา จาก fO = 
 vv   fS
 S 
เมื่อ v = ความเร็วเสียงในอากาศ = 300 m/s
vO = ความเร็วของผูสังเกต = 10 m/s เคลื่อนที่เขาหา ( + )
vS = ความเร็วของแหลงกําเนิด = 0 m/s
fO = ความถี่ที่ผูสังเกตไดยิน = ?
fS = ความถี่เสียงของแหลงกําเนิด = 480 Hz
จะได fO =  v  vO  f
  S
 v 
แทนคา fO =  300  10  480 = 496 Hz
 
 300 

12. ตอบ ชายผูนั้นจะไดยินเสียงความถี่เทากับ 496 เฮิรตซ
คลื่นกระแทก ( Shock Wave )
คือ ปรากฏการณที่ผูสังเกตที่หยุดนิ่งไดยนเสียงจากแหลงกําเนิดเสียง ( Source ) มีความเร็วมากกวา
ิ
ความเร็วของเสียง แสดงลักษณะของคลื่นไดดังรูป
หนาคลื่นกระแทก
A B

หนาคลื่นกระแทก
C
จากรูป แหลงกําเนิดเสียง ( Source ) เคลื่อนจาก A  B ใชเวลา t คลื่นเสียง เคลื่อนจาก A 
Cใชเวลา t อันเดียวกัน
AC AC
จะได sin = = t = v
AB AB vS
t
v
sin =
vS
เมื่อ v = ความเร็วคลื่นเสียง , vS = ความเร็วของแหลงกําเนิด ,  = ครึ่งหนึ่งของมุมที่ปลาย
กรวย
Mach number คือเลขที่ใหทราบความเร็วของแหลงกําเนิดเสียงเปนกี่เทาของความเร็วคลื่นเสียง
หาคา Mach number ไดจาก อัตราสวนระหวาง อัตราเร็วของแหลงกําเนิดกับอัตราเร็วเสียง

13. vS 1
Mach number = =
v sin
ตัวอยาง เครื่องบิน มีความเร็ว 2.5 มัค จะมีอัตราเร็วเทากับเทาไร ถาอัตราเร็วเสียงเทากับ 340 เมตรตอวินาที
วิธีทํา vS v
Mach number = แทนคา 1.25 = S
v 340
VS = ( 2.5 )( 340 ) = 850 เมตรตอวินาที
เครื่องบิน มีความเร็ว 1.25 มัค จะมีอัตราเร็วเทากับ 850 เมตรตอวินาที
ความเขมของเสียงและระดับความเขมของเสียง
แหลงกําเนิดที่มีชวงกวางของการสั่น ( amplitude ) กวางมาก จะเกิดเสียงดังกวาเสียงที่มี amplitude
นอย ในทางวิทยาศาสตร เรียกความดังของเสียงวา ความเขมของเสียง การวัดความเขมของเสียงวัดไดจาก
พลังงานของเสียงที่ตกตั้งฉากบน 1 หนวยพื้นที่ใน 1 หนวยเวลา มีหนวยเปนวัตตตอตารางเมตร ( Watt/m2 )
และหาไดจากสมการดังตอไปนี้
เมื่อ I คือ ความเขมของเสียงที่จุดใดจุดหนึ่ง ( Watt/m2 )
P คือ กําลังของเสียงจากแหลงกําเนิด ( Watt )
R A
R คือ ระยะระหวางแหลงกําเนิดเสียงกับจุดที่พิจารณา ( m )
A คือ พื้นที่ของเสียงที่ตกตั้งฉากกับแหลงกําเนิด S
S คือ จุดกําเนิดคลื่นเสียงที่มีหนาคลื่นเปนรูปทรงกลม
 พื้นที่ ๆ เสียงตกตั้งฉากก็คอ พื้นที่ผิวทรงกลม ซึ่งมีพื้นที่ = 4R2
ื
W P P
I = = =
tA A 4 R 2
1
 I 
R2
ความเขมเสียงสูงสุดที่มนุษยไดยิน ( เสียงดัง ) 1 watt / m2
ความเขมเสียงต่ําสุดที่มนุษยไดยิน ( เสียงเบา ) 10- 12 watt/m2
ตัวอยาง ชายคนหนึ่งขณะอยูหางจากแหลงกําเนิด 3 เมตร จะไดยินเสียงมีความเขม 10- 8
watt / m2
แหลงกําเนิดเสียงมีกําลังเสียงกี่วัตต
P
วิธีทํา จาก I =  P = 4R2 ( I )
4 R 2

14. แทนคา P = 4(3 )2 ( 10- 8 ) = 36x10- 8  วัตต
ตอบ แหลงกําเนิดเสียงมีกําลังเสียงเทากับ 36x10- 8  วัตต
เมื่อหูไมสามารถใชเปนมาตรฐานในการวัดความเขมของเสียงได จึงมีการวัดความเขมของเสียงดัง
สมการและตัวอยางขางตน
และเพื่อเปนเกียรติแก อเลกซานเดอร เกรแฮม เบล จึงวัดความดังของเสียงเปนระดับความเขมของ
เสียงและมีหนวยเรียกวา เบล แตเนื่องจากเบลเปนหนวยที่ใหญเกินไป ไมสามารถบอกความละเอียดที่จะอยก
คาความดังของเสียงตางๆได จึงแบงเปนหนวยยอยลงไป เรียกวา เดซิเบล ( dB )
1 เบล = 10 เดซิเบล
ตัวเลขความดัง 1 เดซิเบล จะดังกวา 0 เดซิเบล = 10 เทา
ตัวเลขความดัง 2 เดซิเบล จะดังกวา 0 เดซิเบล = 100 เทา
มนุษยสามารถไดยินเสียงที่มีความดังที่ระดับความเขมของเสียงตั้งแต 0 – 120 เดซิเบล เสียงที่ดังมาก
เกินไปอาจทําใหหูหนวกได เชน เสียงฟาผาใกลๆตัว ที่มีคาความดังเกิน 120 dB เปนตน เสียงที่มีความดังไม
มากแตไดยินเปนเวลานานหลายชั่วโมงก็อาจเปนอันตรายได เชน เสียงเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม (
มลภาวะทางเสียง ) องคการอนามัยโลกจึงกําหนดวาเสียงที่ปลอดภัยตองมีความเขมไมเกิน 85 dB เมื่อตองได
ยินติดตอกันวันละ 8 ชั่วโมงขึ้นไป เสียงที่ดังไมถึงขั้นเปนอันตรายกับหู แตอาจมีผลกระทบทางดานจิตใจได
เชน ทําใหเกิดความเครียด ไมมีสมาธิ เปนตน
เราสามารถหาระดับความเขมของเสียง ไดดังนี้
เมื่อ  คือ ระดับความเขมของเสียงที่จุดพิจารณา ( dB , เดซิเบล )
I คือ ความเขมของเสียงขณะใดขณะหนึ่งที่จุดพิจารณา ( watt/m2 )
I0 คือ ความเขมของเสียงต่ําสุดที่มนุษยไดยิน = 10- 12 watt/m2
I
 = 10 log
I0
ตัวอยาง หนาตางแหงหนึ่ง มีคลื่นเสียงผานวัดระดับความเขมของเสียงได 80 dB จงหาวา ขณะนั้นมีความเขม
ของเสียงกี่วัตตตอตารางเมตร
I
วิธีทํา จาก  = 10 log
I0

15. I
แทนคา 80 = 10 log
10 - 12
80 = 10 ( log I – log 10-12 )
80 = 10 ( log I – (-12)log 10 )
80
= log I + 12
10
8 – 12 = log I
-4 = log I
10- 4 = I
I = 10- 4 watt/m2
ตอบ คลื่นเสียงขณะที่ผานหนาตางมีความเขมของเสียงเทากับ 10- 4 วัตตตอตารางเมตร
หูกับการรับรู
หูเปนอวัยวะสําคัญในการรับเสียง แบงออกเปน 3 สวนคือ
1 ) หูสวนนอก ( external ear ) ประกอบดวยใบหู รูหูหรือชองหู จนถึงแกวหู ทําหนาที่รับเสียงจาก
ภายนอก คลื่นเสียงเดินทางไปทางรูหู โดยมีชองหูทาหนาที่รวมเสียงไปสูแกวหู
ํ
2 ) หูสวนกลาง ( middle ear ) อยูถัดจากแกวหูเขาไป มีลักษณะเปนโพรงอากาศ ภายในมีกระดูก 3
ชิ้น ไดแกกระดูกคอน อยูชิดแนบกับแกวหู กระดูกโกลนมีฐานวางปดชองที่ตอไปยังหูชั้นใน และกระดูกทั่ง
ทําหนาที่สงตอแรงสั่นสะเทือนของเสียงไปยังหูสวนใน และหูสวนกลาง นอกจากนี้ยังทําหนาที่ปรับความดัน
อากาศภายในใหเทากับความดันอากาศภายนอก โดยอาศัยทอที่ติดตอกับโพรงอากาศ หากความดันไมเทากัน
จะทําใหหูอื้อ ไดยินเสียงไมชัดเจน
3 ) หูสวนใน ( inner ear ) ประกอบดวยสวนสําคัญ 2 สวน
สวนแรก คือ คอเคลีย (Cochlea) เปนทอขดคลายรูปหอยโขง ภายในมีของเหลว มีเซลลรับ
ความสั่นสะเทือนของของเหลวภายในคอเคลีย ทําหนาที่รับคลื่นเสียง และแปลงเปนคลื่นไฟฟาไปตาม
ประสาทไดยินไปยังสมอง เพื่อรับรูการไดยินและแปลความหมายโดยสมอง
สวนที่สอง คือ ทอครึ่งวงกลม 3 ทอ ตั้งฉากซึ่งกันและกัน ทําหนาที่รับการทรงตัวของ
รางกายและการเคลื่อนไหวของศรีษะ
ใบห ทอครึ่งวงกลม
เสนประสาทหู
กระดูกคอน
เสียง
คอเคลีย
แกวหู
ทอยูสเตเชียนทิวป