SlideShare a Scribd company logo
1 of 22
Download to read offline
10/12/55
1
เอกสารประกอบการสอน
407-11-15 หลักฟิสิกส์ (Principles of Physics)
กลุ่มเรียน CSS15541N
ปีการศึกษา 2/2555
บทที่ 8
คลื่นและคลื่นเสียง
อาจารย์ผู้สอน: ดร. พนิดา หล่อวงศ์ตระกูล
ติดต่อทาง email: dang_phy@hotmail.com
ห้องทํางาน: อาคาร 17 ชั้น 3
โทร: 081-645-3095
เอกสารอ้างอิง
• R.A.Serway,Jewett, Physics for scientist and engineers, 6th
Ed., Brook/Cole, Singapore, 2004.
• เว็ปไซต์ต่างๆ เช่น
http://www.rmutphysics.com/
http://kruweerajit1.blogspot.com/
http://thegeniusphysics.blogspot.com/
http://science.sut.ac.th/physics/
10/12/55
2
ชนิดของคลื่น
เราแบ่งคลื่นออกเป็น 2 ชนิด ตามลักษณะการเคลื่อนที่ของ
อนภาคตัวกลางขณะคลื่นเคลื่อนที่ผ่าน
อนุภาคตวกลางขณ คลนเคลอนทผาน
1.คลื่นตามยาว
2.คลื่นตามขวาง
่
หรือพิจารณาลักษณะของการทําให้เกิดคลื่น แบ่งได้ 2 ลักษณะ
1.คลื่นดล เกิดจากการสั่นของแหล่งกําเนิดในช่วงเวลาสั้นๆ
2.คลื่นต่อเนื่อง แหล่งกําเนิดมีการสั่นอย่างต่อเนื่อง
http://etorgerson.wordpress.com/2011/04/12/mechanical‐waves‐day‐2/
ชนิดของคลื่น
1. คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คลื่นที่ทําให้อนุภาคของ
ั สั่ ใ ิ ี ั ั ิ ื่ ื่ ่ ื่
ตวกลางสนในทศทางเดยวกนกบทศทางการเคลอนของคลน เชน คลน
เสียง, คลื่นในสปริง เป็นต้น
10/12/55
3
ชนิดของคลื่น
2. คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลื่นที่ทําให้อนุภาคของ
ตัวกลางสั่นในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่น
นํ้า, คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น เป็นต้น
ส่วนประกอบคลื่น
ความยาวคลื่น (): ความยาวของคลื่น 1 คลื่น เป็นระยะทางที่วัดระหว่างจุดสองจุดที่สั้น
ที่สุดบนคลื่นที่เฟสตรงกัน ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m)
อัมปลิจูด(A): การกระจัดสูงสุดของการสั่นของอนุภาคจากระดับปกติ ในระบบ SI มีหน่วย
เป็นเมตร (m)
มุมเฟส (): มุมที่ใช้กําหนดตําแหน่งบนคลื่นขณะที่เคลื่อนที่ ในระบบ SI มีหน่วยเป็น
เรเดียน (Radian ; rad)
10/12/55
4
ส่วนประกอบคลื่น
ความถี่ (f ): จํานวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในหนึ่งหน่วยเวลา ในระบบ SI มีหน่วย
เป็น วินาที-1(s-1) หรือ เฮิร์ทซ์ (Hz)
คาบการเคลื่อนที่ (T): เวลาที่คลื่น 1 คลื่น เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในระบบ SI มีหน่วย
เป็นวินาที (s)
อัตราเร็วของคลื่น (v) ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาและเนื่องจาก
ขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ไปด้วย อัตราเร็วค่าหนึ่ง เฟสของคลื่นก็เคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็ว
เท่ากัน ดังนั้นในบางครั้งจึงเรียกว่า อัตราเร็วเฟส ( Phase Speed) ของคลื่น ใน
ระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (ms-1)
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความถี่ (f), คาบ(T),
ความยาวคลื่น (), อัตราเร็วเร็ว (v)
• ความสัมพันธ์ของคาบ (T) และความถี่คลื่น (f)
ความสมพนธของคาบ (T) และความถคลน (f)
• ความสัมพันธ์ของความถี่ (f) ความยาวคลื่น () และ อัตราเร็วเร็ว (v)
f
1
T 
• ความสมพนธของความถ (f), ความยาวคลน () และ อตราเรวเรว (v)

 f
v
10/12/55
5
ต.ย. คลื่นต่อเนื่องขบวนหนึ่งมีความถี่ 90 Hz ขณะเวลาหนึ่งมีลักษณะดังรูป ถ้าแกน
x และแกน y แทนระยะทางในหน่วยเซนติเมตร จงหาอัมปลิจูด ความยาวคลื่น คาบ
อัตราเร็วคลื่น ตามลําดับ
เฟสของคลื่น
เฟสของคลื่นเป็นการบอกตําแหน่งต่างๆ บนคลื่น โดยบอกเป็นมุมในหน่วย
องศาหรือเรเดียน
โดยตําแหน่งของคลื่นที่เคลื่อนที่ครบ 1 รอบ สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่เป็น
วงกลมครบ 1 รอบเช่นกัน
10/12/55
6
สมบัติของคลื่น
แบ่งสมบัติของคลื่นกล เป็น 4 ประการ ได้แก่
• การสะท้อน
• การหักเห
• การเลี้ยวเบน
• การแทรกสอด
สมบัติของคลื่น
การสะท้อน เกิดจากการที่คลื่นเคลื่อนที่กระทบตัวกลางใหม่แล้วมีการ
เคลื่อนที่กลับมายังตัวกลางเดิม
กฎการสะท้อน รังสีตกกระทบ เส้นปกติ รังสีสะท้อน ต้องอยู่ในระนาบ
เดียวกัน โดย มุมตกกระทบ (i) = มุมสะท้อน (r)
10/12/55
7
สมบัติของคลื่น
การหักเหของคลื่น เกิดเมื่อคลื่นมีการเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปยังตัวกลางใหม่
โดยทําให้ ความเร็ว ความยาวคลื่น และทิศทางการเคลื่อนที่เปลี่ยนไป
จาก ดิม ต่ความถี่ยังคง ท่า ดิม
จากเดม แตความถยงคงเทาเดม
คลื่นเดินทางจากตัวกลางโปร่งไปยังตัวกลางที่ทึบกว่า คลื่นเดินทางจากตัวกลางทึบไปยังตัวกลางที่โปร่งกว่า
การหักเหของคลื่นเป็นไปตาม “กฎของสเนลล์”
พิจารณาคลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางที่ 1
สมบัติของคลื่น
ไปตัวกลางที่ 2 จะได้ความสัมพันธ์ตาม
กฎของสเนลล์ ดังนี้
1
2
2
1
2
1
2
1
n
n
v
v
sin
sin







โดย ดัชนีหักเหของตัวกลางใดๆ (n) คือ
อัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในสุญญากาศ (c)
ต่อความเร็วของแสงในตัวกลางใดๆ (v)
v
c
n  (โดย c = 3 x 108 m/s)
10/12/55
8
สมบัติของคลื่น
มุมวิกฤติ (c) : มุมตกกระทบที่ทําให้เกิดมุมหักเหมีค่าเป็น 90 องศา
่
นั่นคือ
จะได้
1
2
2
1
2
1
o
c
n
n
v
v
90
sin
sin






1





























 


1
2
1
2
1
1
2
1
1
c
n
n
sin
v
v
sin
sin
ต.ย. คลื่นผิวน้ํามีความถี่ 12 Hz เคลื่อนที่จากบริเวณน้ําลึกสู่บริเวณน้ําตื้น ด้วยความเร็ว 0.18
m/s โดยหน้าคลื่นตกกระทบทํามุม 45 องศา กับเส้นรอยต่อน้ําลึกกับน้ําตื้น
ก. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านเส้นรอยต่อน้ําลึกกับน้ําตื้น มุมหักเหเป็นเท่าใด กําหนดความยาวคลื่นในน้ํา
ตื้นเท่ากับ 1 ซ.ม.
ข. ความถี่ของคลื่นในน้ําตื้นเท่ากับที่เฮิรตซ์
10/12/55
9
สมบัติของคลื่น
การแทรกสอดของคลื่น เกิดจากการซ้อนทับของคลื่นต่อเนื่องมากกว่า 1
ขบวนเคลื่อนที่มาพบกัน
ริ้วของการแทรกสอด เกิดจากการรวมกัน
ของคลื่น มี 2 ลักษณะ คือ
1.ตําแหน่งที่เกิดการรวมแบบเสริมกัน จะมี
ค่าแอมพลิจูดมาก เรียกตําแหน่งนี้ว่า ปฏิบัพ
(Antinode : A)
2.ตําแหน่งที่เกิดการรวมแบบหักล้างกันจะมี
ค่าแอมพลิจูดน้อยเกือบเป็นศูนย์ เรียก
ตําแหน่งนี้ว่า บัพ(node : N)
แสดงการแทรกสอดของแหล่งกําเนิดอาพันธ์
(การรวมตัวที่เกิดจากคลื่นที่มีความถี่เท่ากัน)
http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html
สมบัติของคลื่น
การแทรกสอดของคลื่นน้ําที่เกิดจากแหล่งกําเนิดอาพันธ์ 2 แหล่ง คือ S1 และ S2
http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html
10/12/55
10
สมบัติของคลื่น
การเลี้ยวเบนของคลื่น (diffraction) เกิดเมื่อคลื่นจากแหล่งกําเนิดเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางที่มี
ลักษณะเป็นขอบหรือช่อง คลื่นส่วนที่กระทบสิ่งกีดขวางจะสะท้อนกลับมา คลื่นบางส่วนที่ผ่านไปได้ที่
ขอบหรือช่องเปิด จะสามารถแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางเข้าไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น คล้ายกับ
คลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวาง
คุณสมบัติของคลื่น เช่นความยาวคลื่น ความถี่ และความเร็วยังคงมีขนาดเท่าเดิม
http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html
หลักของฮอยเกนส์ : ทุกๆจุดบนหน้าคลื่นถือเป็นต้นกําเนิดคลื่นใหม่ได้
คลื่นเสียง
ธรรมชาติของเสียง
พลังงานเสียงจากต้นกําเนิดเสียง เมื่อแผ่มาถึงผู้ฟังโดยอาศัยการถ่ายโอนพลังงานการสั่น
ู
จากตัวกําเนิดเสียงผ่านอากาศมายังหูผู้ฟังแต่ถ้าไม่มีอากาศเป็นตัวกลางรับถ่ายโอน
พลังงาน เราจะ ไม่ได้ยินเสียงเลย แสดงว่า เสียงจากแหล่งกําเนิดเสียงต้องอาศัย
ตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน การสั่นของแหล่งกําเนิดเสียงนั้นไปยังที่ต่าง ๆ
สุนัขจิ้งจอกหูค้างคาว (Bat-eared fox) มีหูที่มีความไวต่อเสียงเพียง
เล็กน้อยได้
10/12/55
11
คลื่นเสียง
ลักษณะการเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศจะอยู่ในรูปของคลื่นตามยาว
ลักษณะของคลื่นเสียง ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนอัด และส่วนขยาย
อัด ขยาย
http://www.mediacollege.com/audio/01/sound‐waves.html
http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html
การเคลื่อนที่ของเสียงผ่านตัวกลาง
การเคลื่อนที่ของเสียงผ่านตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่จะมีค่าคงที่ โดยความเร็วของ
คลื่นเสียงจะขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลางและอุณหภูมิ
ตารางแสดงอัตราเร็วเสียงในตัวกลางต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างๆ
ๆ ุ ู ๆ
อัตราเร็วเสียงในอากาศที่อุณหภูมิใดๆ
เป็นไปตามความสัมพันธ์ ดังนี้
v อัตราเร็วเสียงในอากาศที่อณหภมิ t ใดๆ
t
6
.
0
331
vt 

vt อตราเรวเสยงในอากาศทอุณหภูม t ใดๆ
(m/s)
t อุณหภูมิของอากาศ (องศาเซลเซียส, oC)
10/12/55
12
ต.ย. คนงานซ่อมรางรถไฟเคาะรางรถไฟ ปรากฏว่าผู้ที่อยู่ห่างออกไประยะหนึ่ง ได้
ยินเสียงเมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ถ้าผู้ฟังแนบหูกับทางรถไฟ เขาจะได้ยินเสียง
ก่อนหรือหลังกว่านี้เท่าใด และเขายืนห่างจากคนงานรถไฟเป็นระยะทางเท่าใด
กําหนดให้ อุณหภูมิขณะนั้นเท่ากับ 15 oC และอัตราเร็วของเสียงในเหล็ก 5130
m/s
สมบัติของเสียง
การสะท้อนของเสียง เป็นสมบัติที่สําคัญขอเสียง เมื่อเสียงเคลื่อนที่กระทบ
ิ่ ี ิ ้ ั ํ ใ ้ไ ้ ิ ี ี ั้ ึ่
สิงกีดขวางจะเกิดการสะท้อนกลับมา ทําให้ได้ยินเสียงอีกครังหนึง
ปกติเสียงที่ผ่านไปยังสมองจะติดประสาทหูประมาณ 1/10 วินาที ดังนั้น
เสียงที่สะท้อนกลับมาสู่หูช้ากว่าเสียงที่ตะโกนออกไปเกิน 1/10 วินาที
หจะสามารถแยกเสียงตะโกนและเสียงสะท้อนกลับมาได้ เรียกว่า “การ
หูจะสามารถแยกเสยงตะโกนและเสยงสะทอนกลบมาได เรยกวา การ
เกิด echo”
10/12/55
13
ต.ย. เรื้อลําหนึ่งจอดอยู่ในหมู่เกาะที่มีหน้าผาสูง เมื่อเปิดหวูดคน
ในเรื่อได้ยินเสียงภายหลังเปิดหวูด 1 นาที ถามว่าเรื่อห่างจากหน้า
ผากี่เมตร (ถ้าอัตราเร็วเสียงเท่ากับ 335 m/s)
สมบัติของเสียง
การหักเหของเสียง เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง
หนึ่งจะเกิดการหักเห เช่นปรากฏการณ์การเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้า
้ ้ ่ ้ ่
ร้อง ทั้งนี้เนื่องจากชั้นบรรยากาศมีอุณหภูมิไม่เท่ากัน อัตราเร็วของเสียงในที่
สูงๆ (อุณหภูมิต่ํา) จะมีอัตราเร็วที่น้อยกว่าบริเวณใกล้ผิวโลก (อุณหภูมิสูง)
ทําให้เกิดการหักเหของเสียงฟ้าร้องขึ้นไปในอากาศตอนบน ถ้าเสียงเกิดการ
หักเหกลับขึ้นไปหมด จึงทําให้ เราเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องนั่นเอง
การเลี้ยวเบนของเสียง เสียงอาจเกิดการเลี้ยวเบนหากตกกระทบช่องหรือสิ่งกีด
ขวางบางส่วน เช่น การได้ยินเสียงที่มุมตึก
10/12/55
14
คลื่นนิ่ง
เป็นปรากฏการณ์แทรกสอดที่เกิดจากการซ้อนทับระหว่างคลื่นสองขบวน
ซึ่งเคลื่อนที่สวนทางกางกัน โดยคลื่นทั้งสอง ความถี่ ความยาวคลื่น
่
และอัมปลิจูดของคลื่นเท่ากัน
การได้ยิน
กําลังเสียง (P) คือปริมาณพลังงานเสียงที่ส่งออกมาจากแหล่งกําเนิดใน
ึ่ ่ ่ ่ ิ ี ื ั ์
หนึงหน่วยเวลา หน่วย จูลต่อวินาที (J/s) หรือ วัตต์ (W)
การที่คนเราได้ยินเสียงดังหรือค่อยขึ้นกับการถ่ายโอนพลังงานเสียงนี้นั่นเอง
ความเข้มเสียง (I) คือ กําลังเสียงที่แหล่งกําเนิดเสียงแผ่ออกไปต่อหนึ่ง
หน่วยพื้นที่ของหน้าคลื่นทรงกลม
P
หูของมนุษย์สามารถตอบสนองต่อความเข้มเสียงต่ําสุดได้ 10-12 W/m2
หูของมนุษย์สามารถทนต่อความเข้มเสียงสูงสุดได้ 1 W/m2
2
R
4
P
I

 หน่วย W/m2
10/12/55
15
ต.ย. เครื่องยนต์เครื่องหนึ่งมีกําลังเสียง 100 วัตต์
ความเข้มเสียงที่ระยะห่าง 10 เมตรมีค่าเป็นเท่าใด
การได้ยิน
ระดับความเข้มเสียง (L): การบอกความดังของเสียงนิยมบอกในรูปของ
ระดับความเข้มเสียง ในหน่วย เดซิเบล (dB)
ระดบความเขมเสยง ในหนวย เดซเบล (dB)
ระดับความเข้มเสียงค่อยสุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน คือ 0 dB
ระดับความเข้มเสียงมากสุดที่มนุษย์สามารถทนฟังได้และเป็นอันตราย คือ 120 dB
ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มเสียง (I) และระดับความเข้มเสียง (L)









o
I
I
log
10
L
Io ความเข้มเสียงต่ําสุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน = 10-12 W/m2
10/12/55
16
ต.ย. เสียงที่มีความเข้ม 10-5 W/m2 จะมีระดับความเข้ม
เสียงเท่าใด
ช่วงความถี่ของแหล่งกําเนิดและช่วงความถี่เสียงที่มนุษย์-สัตว์ได้ยิน
10/12/55
17
ระดับเสียง
เสียงอาจจะแบ่งระดับเสียงตามความถี่
่ ่
เสียงที่มีความถี่น้อย ---> เสียงทุ้ม
เสียงที่มีความถี่สูง ---> เสียงแหลม
การแบ่งระดับเสียงดนตรีทางวิทยาศาสตร์
คุณภาพเสียง
ลักษณะของคลื่นเสียงที่แตกต่างกันสําหรับแต่ละแหล่งกําเนิดที่ต่างกันซึ่งจะ
ให้เสียงที่มีลักษณะเฉพาะตัวที่ต่างกัน มีความถี่มูลฐานและฮาร์มอนิกต่าง ๆ ออกมา
พร้อมกันเสมอ แต่จํานวนฮาร์มอนิกและความเข้มเสียงจะแตกต่างกันไป คณภาพ
พรอมกนเสมอ แตจานวนฮารมอนกและความเขมเสยงจะแตกตางกนไป คุณภาพ
เสียง ช่วยให้เราสามารถแยกประเภทของแหล่งกําเนิดเสียงได้
10/12/55
18
มลภาวะของเสียง
บริเวณใดที่มีระดับความเข้มเสียงที่ทําให้หูและสภาวะจิตใจของผู้ฟัง
ผิดปกติ ถือว่าเสียงในบริเวณนั้นเป็น “มลภาวะของเสียง”
กระทรวงมหาดไทยได้กําหนดมาตรฐานความเข้มเสียงของสถานประกอบการไว้ดังนี้
หูกับการได้ยิน
หู แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน ดังรูป
คลื่นเสียงเป็นสิ่งเร้า เมื่อคลื่นเสียงผ่านเข้าสู่ช่องหู
่ ไ ่
ส่วนนอก (External auditory canal) ไปสู่หู
ส่วนกลาง (middle ear) ซึ่งมีเยื่อแก้วหู
(lympanic membrane) คลื่นเสียงทําให้อากาศ
สั่นสะเทือนส่งผลให้เยื่อแก้วหูสั่น กระทบกับ
กระดูกหูรูปค้อน กระดูกรูปทั่งและกระดูกรูปโกลน
ทําให้เกิดการสั่นสะเทือนไปยังของเหลว
Perilymph และของเหลว Endolymph ในห
Perilymph และของเหลว Endolymph ในหู
ส่วนใน ซึ่งคลื่นของเหลวนี้จะไปกระตุ้นเซลล์รับ
เสียงส่งต่อไปยังประสาทรับเสียง (auditory
nerve) ส่งไปยังศูนย์กลางรับเสียงในสมอง ซึ่ง
แปลความรู้สึกเป็นเสียงต่างๆ
10/12/55
19
ปรากฏการณ์ของเสียง
ปรากฏการณ์บีตส์ (Beat)
• เป็นปรากฏการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง 2 ขบวนที่มี
ฏ
ความถี่ต่างกันเล็กน้อยและเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวม
คลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน ทําให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป เป็นผลทําให้เกิด
เสียงดังค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง
• ความถี่ของบีตส์ หมายถึงเสียงดังเสียงค่อยที่เกิดขึ้นสลับกันในหนึ่ง
่ ช่ ี่ ี ส์ ่ ั 10 ่ ิ ี
หนวยเวลา เชน ความถของบตสเทากบ 10 รอบตอวนาท
หมายความว่าใน 1 วินาทีเสียงดัง 10 ครั้งและเสียงค่อย 10 ครั้ง
ความถี่บีตส์ (fB) = f =  f1 – f2 
ปรากฏการณ์บีตส์ (Beat)
คลื่นขบวนที่ 1
f1= 296 Hz
คลื่นขบวนที่ 2
f1= 310 Hz
ื่
ผลรวมของคลืน
2 ขบวน
ความถี่บีตส์ (fB) = f =  f1 – f2 =  296– 310= 4 Hz
10/12/55
20
การกําทอน (Resonance)
เป็นปรากฏการณ์ที่มีแรงไปกระทําให้วัตถุสั่นหรือแกว่ง โดยความถี่ของแรง
กระทํา(ความถี่กระตุ้น)ไปเท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุ จะทําให้วัตถุ
้ ่ ่ ่ ้ ่
นั้นสั่นด้วยแอมปลิจูดที่มากที่สุด เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การสั่นพ้อง หรือ
การกําทอน (resonance)
วีดิโอคลิป - สะพานทาโคมาแนโรว์
ในอเมริกา พังทลายลงเนื่องจากลม
่
ทีพัดมากระทบกับสะพาน มี
ความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของ
การสั่นของสะพาน จึงทําให้สะพาน
แกว่งแรงขึ้น จนพังในที่สุด
http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html
ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect)
เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการรับคลื่นของผู้ฟังหรือผู้สังเกต อัน
เนื่องมาจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กันของแหล่งกําเนิดคลื่นหรือการ
่ ่
เคลื่อนที่ของผู้ฟัง “ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างผู้ฟังกับแหล่งกําเนิดไม่
เท่ากับศูนย์”
ลักษณะของคลื่นเสียงเมื่อแหล่งกําเนิดหยุดนิ่ง ลักษณะของคลื่นเสียงเมื่อแหล่งกําเนิดเคลื่อนที่
10/12/55
21
ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect)
ความยาวคลื่นมาก
ความถี่ต่ํา
ความยาวคลื่นน้อย
ความถี่สูง
คลื่นกระแทก (Shock wave)
เกิดขึ้นเมื่อแหล่งกําเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าอัตราเร็วคลื่นในตัวกลางนั้น
เช่น คลื่นกระแทกของคลื่นที่ผิวน้ําขณะที่เรือกําลังวิ่ง
หรือคลื่นเสียงก็เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินบินเร็วกว่าอัตราเร็วของเสียง
ในอากาศ
โดยแนวหน้าคลื่นที่ถูกอัดมีลักษณะเป็นรูปตัว V (V-shape)
เครื่องบิน F-18 บินทะลุกําแพงเสียง ( A Sonic Boom )
10/12/55
22
จบบทที่ 8
อย่าลืมหัดทําแบบฝึกหัดนะคะ
ดร. พนิดา หล่อวงศ์ตระกูล
Dang_phy@hotmail.com

More Related Content

Similar to CH8 คลื่นและคลื่นเสียง.pdf

Similar to CH8 คลื่นและคลื่นเสียง.pdf (8)

03 คลื่นและสมบัติของคลื่นสเปกตรัมของธาตุ
03 คลื่นและสมบัติของคลื่นสเปกตรัมของธาตุ03 คลื่นและสมบัติของคลื่นสเปกตรัมของธาตุ
03 คลื่นและสมบัติของคลื่นสเปกตรัมของธาตุ
 
2
22
2
 
3 e0b981e0b89ae0b89ae0b89de0b8b6e0b881e0b8abe0b8b1e0b894-e0b884e0b8a5e0b8b7e0...
3 e0b981e0b89ae0b89ae0b89de0b8b6e0b881e0b8abe0b8b1e0b894-e0b884e0b8a5e0b8b7e0...3 e0b981e0b89ae0b89ae0b89de0b8b6e0b881e0b8abe0b8b1e0b894-e0b884e0b8a5e0b8b7e0...
3 e0b981e0b89ae0b89ae0b89de0b8b6e0b881e0b8abe0b8b1e0b894-e0b884e0b8a5e0b8b7e0...
 
คลื่นกล
คลื่นกลคลื่นกล
คลื่นกล
 
ปรากฏการณ์คลื่น
ปรากฏการณ์คลื่นปรากฏการณ์คลื่น
ปรากฏการณ์คลื่น
 
Conc phy กสพท54
Conc phy กสพท54Conc phy กสพท54
Conc phy กสพท54
 
WAVEs
WAVEsWAVEs
WAVEs
 
คลื่น
คลื่นคลื่น
คลื่น
 

CH8 คลื่นและคลื่นเสียง.pdf

  • 1. 10/12/55 1 เอกสารประกอบการสอน 407-11-15 หลักฟิสิกส์ (Principles of Physics) กลุ่มเรียน CSS15541N ปีการศึกษา 2/2555 บทที่ 8 คลื่นและคลื่นเสียง อาจารย์ผู้สอน: ดร. พนิดา หล่อวงศ์ตระกูล ติดต่อทาง email: dang_phy@hotmail.com ห้องทํางาน: อาคาร 17 ชั้น 3 โทร: 081-645-3095 เอกสารอ้างอิง • R.A.Serway,Jewett, Physics for scientist and engineers, 6th Ed., Brook/Cole, Singapore, 2004. • เว็ปไซต์ต่างๆ เช่น http://www.rmutphysics.com/ http://kruweerajit1.blogspot.com/ http://thegeniusphysics.blogspot.com/ http://science.sut.ac.th/physics/
  • 2. 10/12/55 2 ชนิดของคลื่น เราแบ่งคลื่นออกเป็น 2 ชนิด ตามลักษณะการเคลื่อนที่ของ อนภาคตัวกลางขณะคลื่นเคลื่อนที่ผ่าน อนุภาคตวกลางขณ คลนเคลอนทผาน 1.คลื่นตามยาว 2.คลื่นตามขวาง ่ หรือพิจารณาลักษณะของการทําให้เกิดคลื่น แบ่งได้ 2 ลักษณะ 1.คลื่นดล เกิดจากการสั่นของแหล่งกําเนิดในช่วงเวลาสั้นๆ 2.คลื่นต่อเนื่อง แหล่งกําเนิดมีการสั่นอย่างต่อเนื่อง http://etorgerson.wordpress.com/2011/04/12/mechanical‐waves‐day‐2/ ชนิดของคลื่น 1. คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คลื่นที่ทําให้อนุภาคของ ั สั่ ใ ิ ี ั ั ิ ื่ ื่ ่ ื่ ตวกลางสนในทศทางเดยวกนกบทศทางการเคลอนของคลน เชน คลน เสียง, คลื่นในสปริง เป็นต้น
  • 3. 10/12/55 3 ชนิดของคลื่น 2. คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลื่นที่ทําให้อนุภาคของ ตัวกลางสั่นในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่น นํ้า, คลื่นในเส้นเชือก เป็นต้น เป็นต้น ส่วนประกอบคลื่น ความยาวคลื่น (): ความยาวของคลื่น 1 คลื่น เป็นระยะทางที่วัดระหว่างจุดสองจุดที่สั้น ที่สุดบนคลื่นที่เฟสตรงกัน ในระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตร (m) อัมปลิจูด(A): การกระจัดสูงสุดของการสั่นของอนุภาคจากระดับปกติ ในระบบ SI มีหน่วย เป็นเมตร (m) มุมเฟส (): มุมที่ใช้กําหนดตําแหน่งบนคลื่นขณะที่เคลื่อนที่ ในระบบ SI มีหน่วยเป็น เรเดียน (Radian ; rad)
  • 4. 10/12/55 4 ส่วนประกอบคลื่น ความถี่ (f ): จํานวนคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในหนึ่งหน่วยเวลา ในระบบ SI มีหน่วย เป็น วินาที-1(s-1) หรือ เฮิร์ทซ์ (Hz) คาบการเคลื่อนที่ (T): เวลาที่คลื่น 1 คลื่น เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในระบบ SI มีหน่วย เป็นวินาที (s) อัตราเร็วของคลื่น (v) ระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาและเนื่องจาก ขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ไปด้วย อัตราเร็วค่าหนึ่ง เฟสของคลื่นก็เคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็ว เท่ากัน ดังนั้นในบางครั้งจึงเรียกว่า อัตราเร็วเฟส ( Phase Speed) ของคลื่น ใน ระบบ SI มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (ms-1) ความสัมพันธ์ระหว่าง ความถี่ (f), คาบ(T), ความยาวคลื่น (), อัตราเร็วเร็ว (v) • ความสัมพันธ์ของคาบ (T) และความถี่คลื่น (f) ความสมพนธของคาบ (T) และความถคลน (f) • ความสัมพันธ์ของความถี่ (f) ความยาวคลื่น () และ อัตราเร็วเร็ว (v) f 1 T  • ความสมพนธของความถ (f), ความยาวคลน () และ อตราเรวเรว (v)   f v
  • 5. 10/12/55 5 ต.ย. คลื่นต่อเนื่องขบวนหนึ่งมีความถี่ 90 Hz ขณะเวลาหนึ่งมีลักษณะดังรูป ถ้าแกน x และแกน y แทนระยะทางในหน่วยเซนติเมตร จงหาอัมปลิจูด ความยาวคลื่น คาบ อัตราเร็วคลื่น ตามลําดับ เฟสของคลื่น เฟสของคลื่นเป็นการบอกตําแหน่งต่างๆ บนคลื่น โดยบอกเป็นมุมในหน่วย องศาหรือเรเดียน โดยตําแหน่งของคลื่นที่เคลื่อนที่ครบ 1 รอบ สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่เป็น วงกลมครบ 1 รอบเช่นกัน
  • 6. 10/12/55 6 สมบัติของคลื่น แบ่งสมบัติของคลื่นกล เป็น 4 ประการ ได้แก่ • การสะท้อน • การหักเห • การเลี้ยวเบน • การแทรกสอด สมบัติของคลื่น การสะท้อน เกิดจากการที่คลื่นเคลื่อนที่กระทบตัวกลางใหม่แล้วมีการ เคลื่อนที่กลับมายังตัวกลางเดิม กฎการสะท้อน รังสีตกกระทบ เส้นปกติ รังสีสะท้อน ต้องอยู่ในระนาบ เดียวกัน โดย มุมตกกระทบ (i) = มุมสะท้อน (r)
  • 7. 10/12/55 7 สมบัติของคลื่น การหักเหของคลื่น เกิดเมื่อคลื่นมีการเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปยังตัวกลางใหม่ โดยทําให้ ความเร็ว ความยาวคลื่น และทิศทางการเคลื่อนที่เปลี่ยนไป จาก ดิม ต่ความถี่ยังคง ท่า ดิม จากเดม แตความถยงคงเทาเดม คลื่นเดินทางจากตัวกลางโปร่งไปยังตัวกลางที่ทึบกว่า คลื่นเดินทางจากตัวกลางทึบไปยังตัวกลางที่โปร่งกว่า การหักเหของคลื่นเป็นไปตาม “กฎของสเนลล์” พิจารณาคลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางที่ 1 สมบัติของคลื่น ไปตัวกลางที่ 2 จะได้ความสัมพันธ์ตาม กฎของสเนลล์ ดังนี้ 1 2 2 1 2 1 2 1 n n v v sin sin        โดย ดัชนีหักเหของตัวกลางใดๆ (n) คือ อัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในสุญญากาศ (c) ต่อความเร็วของแสงในตัวกลางใดๆ (v) v c n  (โดย c = 3 x 108 m/s)
  • 8. 10/12/55 8 สมบัติของคลื่น มุมวิกฤติ (c) : มุมตกกระทบที่ทําให้เกิดมุมหักเหมีค่าเป็น 90 องศา ่ นั่นคือ จะได้ 1 2 2 1 2 1 o c n n v v 90 sin sin       1                                  1 2 1 2 1 1 2 1 1 c n n sin v v sin sin ต.ย. คลื่นผิวน้ํามีความถี่ 12 Hz เคลื่อนที่จากบริเวณน้ําลึกสู่บริเวณน้ําตื้น ด้วยความเร็ว 0.18 m/s โดยหน้าคลื่นตกกระทบทํามุม 45 องศา กับเส้นรอยต่อน้ําลึกกับน้ําตื้น ก. เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านเส้นรอยต่อน้ําลึกกับน้ําตื้น มุมหักเหเป็นเท่าใด กําหนดความยาวคลื่นในน้ํา ตื้นเท่ากับ 1 ซ.ม. ข. ความถี่ของคลื่นในน้ําตื้นเท่ากับที่เฮิรตซ์
  • 9. 10/12/55 9 สมบัติของคลื่น การแทรกสอดของคลื่น เกิดจากการซ้อนทับของคลื่นต่อเนื่องมากกว่า 1 ขบวนเคลื่อนที่มาพบกัน ริ้วของการแทรกสอด เกิดจากการรวมกัน ของคลื่น มี 2 ลักษณะ คือ 1.ตําแหน่งที่เกิดการรวมแบบเสริมกัน จะมี ค่าแอมพลิจูดมาก เรียกตําแหน่งนี้ว่า ปฏิบัพ (Antinode : A) 2.ตําแหน่งที่เกิดการรวมแบบหักล้างกันจะมี ค่าแอมพลิจูดน้อยเกือบเป็นศูนย์ เรียก ตําแหน่งนี้ว่า บัพ(node : N) แสดงการแทรกสอดของแหล่งกําเนิดอาพันธ์ (การรวมตัวที่เกิดจากคลื่นที่มีความถี่เท่ากัน) http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html สมบัติของคลื่น การแทรกสอดของคลื่นน้ําที่เกิดจากแหล่งกําเนิดอาพันธ์ 2 แหล่ง คือ S1 และ S2 http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html
  • 10. 10/12/55 10 สมบัติของคลื่น การเลี้ยวเบนของคลื่น (diffraction) เกิดเมื่อคลื่นจากแหล่งกําเนิดเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางที่มี ลักษณะเป็นขอบหรือช่อง คลื่นส่วนที่กระทบสิ่งกีดขวางจะสะท้อนกลับมา คลื่นบางส่วนที่ผ่านไปได้ที่ ขอบหรือช่องเปิด จะสามารถแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางเข้าไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น คล้ายกับ คลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวาง คุณสมบัติของคลื่น เช่นความยาวคลื่น ความถี่ และความเร็วยังคงมีขนาดเท่าเดิม http://kruweerajit1.blogspot.com/p/tre.html หลักของฮอยเกนส์ : ทุกๆจุดบนหน้าคลื่นถือเป็นต้นกําเนิดคลื่นใหม่ได้ คลื่นเสียง ธรรมชาติของเสียง พลังงานเสียงจากต้นกําเนิดเสียง เมื่อแผ่มาถึงผู้ฟังโดยอาศัยการถ่ายโอนพลังงานการสั่น ู จากตัวกําเนิดเสียงผ่านอากาศมายังหูผู้ฟังแต่ถ้าไม่มีอากาศเป็นตัวกลางรับถ่ายโอน พลังงาน เราจะ ไม่ได้ยินเสียงเลย แสดงว่า เสียงจากแหล่งกําเนิดเสียงต้องอาศัย ตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน การสั่นของแหล่งกําเนิดเสียงนั้นไปยังที่ต่าง ๆ สุนัขจิ้งจอกหูค้างคาว (Bat-eared fox) มีหูที่มีความไวต่อเสียงเพียง เล็กน้อยได้
  • 11. 10/12/55 11 คลื่นเสียง ลักษณะการเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศจะอยู่ในรูปของคลื่นตามยาว ลักษณะของคลื่นเสียง ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนอัด และส่วนขยาย อัด ขยาย http://www.mediacollege.com/audio/01/sound‐waves.html http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html การเคลื่อนที่ของเสียงผ่านตัวกลาง การเคลื่อนที่ของเสียงผ่านตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่จะมีค่าคงที่ โดยความเร็วของ คลื่นเสียงจะขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลางและอุณหภูมิ ตารางแสดงอัตราเร็วเสียงในตัวกลางต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างๆ ๆ ุ ู ๆ อัตราเร็วเสียงในอากาศที่อุณหภูมิใดๆ เป็นไปตามความสัมพันธ์ ดังนี้ v อัตราเร็วเสียงในอากาศที่อณหภมิ t ใดๆ t 6 . 0 331 vt   vt อตราเรวเสยงในอากาศทอุณหภูม t ใดๆ (m/s) t อุณหภูมิของอากาศ (องศาเซลเซียส, oC)
  • 12. 10/12/55 12 ต.ย. คนงานซ่อมรางรถไฟเคาะรางรถไฟ ปรากฏว่าผู้ที่อยู่ห่างออกไประยะหนึ่ง ได้ ยินเสียงเมื่อเวลาผ่านไป 2 วินาที ถ้าผู้ฟังแนบหูกับทางรถไฟ เขาจะได้ยินเสียง ก่อนหรือหลังกว่านี้เท่าใด และเขายืนห่างจากคนงานรถไฟเป็นระยะทางเท่าใด กําหนดให้ อุณหภูมิขณะนั้นเท่ากับ 15 oC และอัตราเร็วของเสียงในเหล็ก 5130 m/s สมบัติของเสียง การสะท้อนของเสียง เป็นสมบัติที่สําคัญขอเสียง เมื่อเสียงเคลื่อนที่กระทบ ิ่ ี ิ ้ ั ํ ใ ้ไ ้ ิ ี ี ั้ ึ่ สิงกีดขวางจะเกิดการสะท้อนกลับมา ทําให้ได้ยินเสียงอีกครังหนึง ปกติเสียงที่ผ่านไปยังสมองจะติดประสาทหูประมาณ 1/10 วินาที ดังนั้น เสียงที่สะท้อนกลับมาสู่หูช้ากว่าเสียงที่ตะโกนออกไปเกิน 1/10 วินาที หจะสามารถแยกเสียงตะโกนและเสียงสะท้อนกลับมาได้ เรียกว่า “การ หูจะสามารถแยกเสยงตะโกนและเสยงสะทอนกลบมาได เรยกวา การ เกิด echo”
  • 13. 10/12/55 13 ต.ย. เรื้อลําหนึ่งจอดอยู่ในหมู่เกาะที่มีหน้าผาสูง เมื่อเปิดหวูดคน ในเรื่อได้ยินเสียงภายหลังเปิดหวูด 1 นาที ถามว่าเรื่อห่างจากหน้า ผากี่เมตร (ถ้าอัตราเร็วเสียงเท่ากับ 335 m/s) สมบัติของเสียง การหักเหของเสียง เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง หนึ่งจะเกิดการหักเห เช่นปรากฏการณ์การเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้า ้ ้ ่ ้ ่ ร้อง ทั้งนี้เนื่องจากชั้นบรรยากาศมีอุณหภูมิไม่เท่ากัน อัตราเร็วของเสียงในที่ สูงๆ (อุณหภูมิต่ํา) จะมีอัตราเร็วที่น้อยกว่าบริเวณใกล้ผิวโลก (อุณหภูมิสูง) ทําให้เกิดการหักเหของเสียงฟ้าร้องขึ้นไปในอากาศตอนบน ถ้าเสียงเกิดการ หักเหกลับขึ้นไปหมด จึงทําให้ เราเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องนั่นเอง การเลี้ยวเบนของเสียง เสียงอาจเกิดการเลี้ยวเบนหากตกกระทบช่องหรือสิ่งกีด ขวางบางส่วน เช่น การได้ยินเสียงที่มุมตึก
  • 14. 10/12/55 14 คลื่นนิ่ง เป็นปรากฏการณ์แทรกสอดที่เกิดจากการซ้อนทับระหว่างคลื่นสองขบวน ซึ่งเคลื่อนที่สวนทางกางกัน โดยคลื่นทั้งสอง ความถี่ ความยาวคลื่น ่ และอัมปลิจูดของคลื่นเท่ากัน การได้ยิน กําลังเสียง (P) คือปริมาณพลังงานเสียงที่ส่งออกมาจากแหล่งกําเนิดใน ึ่ ่ ่ ่ ิ ี ื ั ์ หนึงหน่วยเวลา หน่วย จูลต่อวินาที (J/s) หรือ วัตต์ (W) การที่คนเราได้ยินเสียงดังหรือค่อยขึ้นกับการถ่ายโอนพลังงานเสียงนี้นั่นเอง ความเข้มเสียง (I) คือ กําลังเสียงที่แหล่งกําเนิดเสียงแผ่ออกไปต่อหนึ่ง หน่วยพื้นที่ของหน้าคลื่นทรงกลม P หูของมนุษย์สามารถตอบสนองต่อความเข้มเสียงต่ําสุดได้ 10-12 W/m2 หูของมนุษย์สามารถทนต่อความเข้มเสียงสูงสุดได้ 1 W/m2 2 R 4 P I   หน่วย W/m2
  • 15. 10/12/55 15 ต.ย. เครื่องยนต์เครื่องหนึ่งมีกําลังเสียง 100 วัตต์ ความเข้มเสียงที่ระยะห่าง 10 เมตรมีค่าเป็นเท่าใด การได้ยิน ระดับความเข้มเสียง (L): การบอกความดังของเสียงนิยมบอกในรูปของ ระดับความเข้มเสียง ในหน่วย เดซิเบล (dB) ระดบความเขมเสยง ในหนวย เดซเบล (dB) ระดับความเข้มเสียงค่อยสุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน คือ 0 dB ระดับความเข้มเสียงมากสุดที่มนุษย์สามารถทนฟังได้และเป็นอันตราย คือ 120 dB ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มเสียง (I) และระดับความเข้มเสียง (L)          o I I log 10 L Io ความเข้มเสียงต่ําสุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน = 10-12 W/m2
  • 16. 10/12/55 16 ต.ย. เสียงที่มีความเข้ม 10-5 W/m2 จะมีระดับความเข้ม เสียงเท่าใด ช่วงความถี่ของแหล่งกําเนิดและช่วงความถี่เสียงที่มนุษย์-สัตว์ได้ยิน
  • 17. 10/12/55 17 ระดับเสียง เสียงอาจจะแบ่งระดับเสียงตามความถี่ ่ ่ เสียงที่มีความถี่น้อย ---> เสียงทุ้ม เสียงที่มีความถี่สูง ---> เสียงแหลม การแบ่งระดับเสียงดนตรีทางวิทยาศาสตร์ คุณภาพเสียง ลักษณะของคลื่นเสียงที่แตกต่างกันสําหรับแต่ละแหล่งกําเนิดที่ต่างกันซึ่งจะ ให้เสียงที่มีลักษณะเฉพาะตัวที่ต่างกัน มีความถี่มูลฐานและฮาร์มอนิกต่าง ๆ ออกมา พร้อมกันเสมอ แต่จํานวนฮาร์มอนิกและความเข้มเสียงจะแตกต่างกันไป คณภาพ พรอมกนเสมอ แตจานวนฮารมอนกและความเขมเสยงจะแตกตางกนไป คุณภาพ เสียง ช่วยให้เราสามารถแยกประเภทของแหล่งกําเนิดเสียงได้
  • 18. 10/12/55 18 มลภาวะของเสียง บริเวณใดที่มีระดับความเข้มเสียงที่ทําให้หูและสภาวะจิตใจของผู้ฟัง ผิดปกติ ถือว่าเสียงในบริเวณนั้นเป็น “มลภาวะของเสียง” กระทรวงมหาดไทยได้กําหนดมาตรฐานความเข้มเสียงของสถานประกอบการไว้ดังนี้ หูกับการได้ยิน หู แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน ดังรูป คลื่นเสียงเป็นสิ่งเร้า เมื่อคลื่นเสียงผ่านเข้าสู่ช่องหู ่ ไ ่ ส่วนนอก (External auditory canal) ไปสู่หู ส่วนกลาง (middle ear) ซึ่งมีเยื่อแก้วหู (lympanic membrane) คลื่นเสียงทําให้อากาศ สั่นสะเทือนส่งผลให้เยื่อแก้วหูสั่น กระทบกับ กระดูกหูรูปค้อน กระดูกรูปทั่งและกระดูกรูปโกลน ทําให้เกิดการสั่นสะเทือนไปยังของเหลว Perilymph และของเหลว Endolymph ในห Perilymph และของเหลว Endolymph ในหู ส่วนใน ซึ่งคลื่นของเหลวนี้จะไปกระตุ้นเซลล์รับ เสียงส่งต่อไปยังประสาทรับเสียง (auditory nerve) ส่งไปยังศูนย์กลางรับเสียงในสมอง ซึ่ง แปลความรู้สึกเป็นเสียงต่างๆ
  • 19. 10/12/55 19 ปรากฏการณ์ของเสียง ปรากฏการณ์บีตส์ (Beat) • เป็นปรากฏการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง 2 ขบวนที่มี ฏ ความถี่ต่างกันเล็กน้อยและเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวม คลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน ทําให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป เป็นผลทําให้เกิด เสียงดังค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง • ความถี่ของบีตส์ หมายถึงเสียงดังเสียงค่อยที่เกิดขึ้นสลับกันในหนึ่ง ่ ช่ ี่ ี ส์ ่ ั 10 ่ ิ ี หนวยเวลา เชน ความถของบตสเทากบ 10 รอบตอวนาท หมายความว่าใน 1 วินาทีเสียงดัง 10 ครั้งและเสียงค่อย 10 ครั้ง ความถี่บีตส์ (fB) = f =  f1 – f2  ปรากฏการณ์บีตส์ (Beat) คลื่นขบวนที่ 1 f1= 296 Hz คลื่นขบวนที่ 2 f1= 310 Hz ื่ ผลรวมของคลืน 2 ขบวน ความถี่บีตส์ (fB) = f =  f1 – f2 =  296– 310= 4 Hz
  • 20. 10/12/55 20 การกําทอน (Resonance) เป็นปรากฏการณ์ที่มีแรงไปกระทําให้วัตถุสั่นหรือแกว่ง โดยความถี่ของแรง กระทํา(ความถี่กระตุ้น)ไปเท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุ จะทําให้วัตถุ ้ ่ ่ ่ ้ ่ นั้นสั่นด้วยแอมปลิจูดที่มากที่สุด เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การสั่นพ้อง หรือ การกําทอน (resonance) วีดิโอคลิป - สะพานทาโคมาแนโรว์ ในอเมริกา พังทลายลงเนื่องจากลม ่ ทีพัดมากระทบกับสะพาน มี ความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของ การสั่นของสะพาน จึงทําให้สะพาน แกว่งแรงขึ้น จนพังในที่สุด http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.html ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการรับคลื่นของผู้ฟังหรือผู้สังเกต อัน เนื่องมาจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กันของแหล่งกําเนิดคลื่นหรือการ ่ ่ เคลื่อนที่ของผู้ฟัง “ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างผู้ฟังกับแหล่งกําเนิดไม่ เท่ากับศูนย์” ลักษณะของคลื่นเสียงเมื่อแหล่งกําเนิดหยุดนิ่ง ลักษณะของคลื่นเสียงเมื่อแหล่งกําเนิดเคลื่อนที่
  • 21. 10/12/55 21 ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) ความยาวคลื่นมาก ความถี่ต่ํา ความยาวคลื่นน้อย ความถี่สูง คลื่นกระแทก (Shock wave) เกิดขึ้นเมื่อแหล่งกําเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าอัตราเร็วคลื่นในตัวกลางนั้น เช่น คลื่นกระแทกของคลื่นที่ผิวน้ําขณะที่เรือกําลังวิ่ง หรือคลื่นเสียงก็เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินบินเร็วกว่าอัตราเร็วของเสียง ในอากาศ โดยแนวหน้าคลื่นที่ถูกอัดมีลักษณะเป็นรูปตัว V (V-shape) เครื่องบิน F-18 บินทะลุกําแพงเสียง ( A Sonic Boom )