คลื่น

1,210 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,210
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
42
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

คลื่น

  1. 1. บทที่ 8 คลื่นและคลื่นเสียง คลื่นที่นักศึกษาจะไดเรียนในบทนี้คือคลื่นกล ซึ่งเปนคลื่นที่ตองอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ สิ่งที่คลื่นนําไปดวยพรอมกับการเคลื่อนที่คือพลังงาน พลังงานเคลื่อนที่ผานตัวกลางตาง ๆ จะมีปริมาณตาง ๆ กันไปในแตละกรณี เชน พลังงานของคลื่นในทะเลขณะที่พายุจะมีคามากกวาพลังงานที่เกิดจากคลื่นเสียงที่เราตะโกนออกไป8.1 ชนิดของคลื่น เราสามารถแบงคลื่นออกเปน 2 ชนิดเมื่อพิจารณาจากลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคตัวกลางขณะคลื่นเคลื่อนที่ผาน คือ คลื่นตามยาว และ คลื่นตามขวาง คลื่นตามยาว เปนคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ตัวอยางคลื่นตามยาว เชน คลื่นในสปริง คลื่นเสียง เปนตน รูปที่ 8.1 คลื่นตามยาวในสปริง คลื่นตามขวาง เปนคลื่นที่อนุภาคของตัวกลางสั่นในแนวตั้งฉากกับแนวการเคลื่อนที่ของคลื่นตัวอยางคลื่นตามขวาง เชน คลื่นในเสนเชือก เปนตน รูปที่ 8.2 คลื่นตามขวางในสปริง เมื่อพิจารณาลักษณะของการทําใหเกิดคลื่น เราอาจแบงคลื่นออกเปนคลื่นดลและคลื่นตอเนื่อง โดยคลื่นที่เกิดจากการสั่นของแหลงกําเนิดคลื่นในชวงเวลาสั้น ๆ หรือการไปรบกวนแหลงกําเนิดคลื่นเพียงครั้งเดียว เรียกคลื่นนี้วา คลื่นดล และถาแหลงกําเนิดคลื่นสั่นตอเนื่องหรือการรบกวนแหลงกําเนิดคลื่นอยางตอเนื่อง เรียกคลื่นที่เกิดขึ้นวา คลื่นตอเนื่อง
  2. 2. ฟสิกสเบื้องตน 788.2 สวนประกอบของคลื่น เมื่อพิจารณาสวนประกอบของคลื่น จะเห็นลักษณะทางกายภาพที่สําคัญของคลื่น 3 ประการ คือความยาวคลื่น ความถี่และอัตราเร็วของคลื่น นอกจากนี้คลื่นยังมีองคประกอบอื่น ๆ อีก ดังตอไปนี้ รูปที่ 8.3 สวนประกอบของคลื่น ความยาวคลื่น หมายถึงระยะที่นอยที่สุดระหวางจุด 2 จุดบนคลื่นที่มีลักษณะการเคลื่อนที่เหมือนกันทุกประการ เราใชสัญลักษณ λ แทนความยาวคลื่น มีหนวยเปน เมตร ความถี่ของคลื่น หมายถึงจํานวนคลื่นที่ผานจุด ๆ หนึ่ง ในหนึ่งหนวยเวลาหรือจํานวนรอบที่แหลงกําเนิดคลื่นหรือตัวกลางสั่นไดในหนึ่งหนวยเวลา ใชสัญลักษณ f มีหนวยเปนรอบตอวินาที หรือเฮิรตซ (Hz) คาบของคลื่น หมายถึงชวงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ได 1 ความยาวคลื่น หรือเวลาที่แหลงกําเนิดคลื่นหรือตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผานครบ 1 รอบ ใชสัญลักษณ T มีหนวยเปนวินาที แอมพลิจูด หมายถึงขนาดของการกระจัดสูงสุดของอนุภาคของตัวกลางที่คลื่นผานจากตําแหนงสมดุลเดิม ใชสัญลักษณ A มีหนวยเปน เมตร อัตราเร็วคลื่น หมายถึงระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ไดใน 1 หนวยเวลา ใชสัญลักษณ v มีหนวยเปนเมตร/วินาที 8.2.1 ความสัมพันธระหวางความถี่และคาบของคลืน ่ เมื่อพิจารณาจากความหมายของคาบและความถี่ของคลื่น จะไดความสัมพันธดังนี้ 1 T= (8.1) f เนื่องจากในเวลา T วินาที คลื่นเคลื่อนที่ไดระยะทาง λ เมตร ระยะทางดังนั้นจาก อัตราเร็ว = เวลาดังนั้น v = fλ (8.2) สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  3. 3. ฟสิกสเบื้องตน 79ตัวอยางที่ 8.1 คลื่นตอเนื่องขบวนหนึ่งมีความถี่ 90 เฮิรตซ ขณะเวลาหนึ่งมีลักษณะดังรูป ถาแกน x และแกน y แทนระยะทางในหนวยเซนติเมตร จงหาแอมพลิจูด ความยาวคลื่น คาบ อัตราเร็วของคลื่น ตามลําดับวิธทํา ี จากรูปวัดคาแอมพลิจูดของคลื่นไดเทากับ 1 เซนติเมตร คาความยาวคลื่นได 2 เซนติเมตร หาคาบของคลื่น 1 T = f 1 แทนคา T = 90 = 0.011 s ดังนั้นคาบของคลื่นเทากับ 0.011 วินาที หาอัตราเร็วของคลื่น v = fλ แทนคา v = (90)(2 × 10-2) = 1.8 m/sคําตอบ อัตราเร็วของคลื่นมีคาเทากับ 1.8 เมตรตอวินาที 8.2.2 เฟสของคลื่น เฟสของคลื่นเปนการบอกตําแหนงตาง ๆ บนคลื่น โดยบอกเปนมุมในหนวยองศาหรือเรเดียนลักษณะของคลื่นสามารถนํามาเขียนในรูปของคลื่นรูปไซนได ดังนั้นตําแหนงตาง ๆ บนคลื่นรูปไซนจึงระบุตําแหนงเปนมุมในหนวยองศาหรือเรเดียนได ซึ่งมุม 1 เรเดียนเทียบไดเทากับ 57.3 องศา มุม 360 องศาเทียบไดเทากับ 2π เรเดียน รูปที่ 8.4 ความสัมพันธระหวางมุมเรเดียนกับองศา เราสามารถเปรียบเทียบลักษณะการเคลื่อนที่ของอนุภาคตัวกลาง ณ 2 ตําแหนงขณะคลื่นขบวนหนึ่งเคลื่อนที่ผานไดวา 2 ตําแหนงนั้น มีเฟสตรงกันหรือเฟสตรงขามกันได สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  4. 4. ฟสิกสเบื้องตน 80 รูปที่ 8.5 ตําแหนงตาง ๆ บนคลื่นรูปไซน พิจารณารูปที่ 8.5 จะเห็นวาจุด A กับจุด B อยูหางกัน 1 ความยาวคลื่น มีเฟสตางกัน 360 องศาหรือ 2π เรเดียน เรากลาวไดวาจุด A และ จุด B มีเฟสตรงกัน สําหรับจุด A กับจุด C อยูหางกัน 2 เทาของความยาวคลื่น มีเฟสตางกัน 720 องศาหรือ 4π เรเดียน จุด A กับจุด C ก็มีเฟสตรงกัน เมื่อพิจารณาจุด A กับจุด X อยูหางกัน λ/2 มีเฟสตางกัน 180 องศาหรือ π เรเดียน สําหรับจุด Aกับจุด Y อยูหางกัน 3λ/2 มีเฟสตางกัน 540 องศาหรือ 3π เรเดียน เราเรียกวาจุด A มีเฟสตรงขามกับจุด Xและจุด A ก็มีเฟสตรงขามกับจุด Y ดังนั้นสรุปไดวา จุดสองจุดที่อยูหางกัน λ, 2λ , 3λ , ........... จะมีเฟสตรงกัน สําหรับจุดสองจุดที่อยูหางกัน λ/2 , 3λ/2 , 5λ/2 , ........... จะมีเฟสตางกัน 8.3 สมบัติของคลื่น คลื่นมีสมบัติ 4 ประการไดแก การสะทอน การหักเห การเลี้ยวเบน และการแทรกสอด 8.3.1 การสะทอนของคลื่น คุณสมบัติประการหนึ่งของคลื่น คือ การสะทอน ลักษณะการสะทอนเปนไปตามสภาพของคลื่นการสะทอนเกิดจากคลื่นเคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางแลวเคลื่อนที่กลับมาในตัวกลางเดิมในการสะทอนของคลื่น รังสีตกกระทบ เสนปกติ และรังสีสะทอน อยูในระนาบเดียวกัน โดย มุมตกกระทบ ( θ i ) = มุมสะทอน ( θ r ) เสนปกติ รังสีตกกระทบ รังสีสะทอน θi θ r หนาคลื่นตกกระทบ หนาคลื่นสะทอน รูปที่ 8.6 การเคลื่อนที่ของคลื่นตกกระทบและคลื่นสะทอน สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  5. 5. ฟสิกสเบื้องตน 81 8.3.2 การหักเหของคลื่น เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผานเขาไปในตัวกลางที่เปลี่ยนไปจากเดิม ความเร็ว และความยาวคลื่นจะเปลี่ยนไป มีผลทําใหทิศการเคลื่อนที่เบนไปจากแนวเดิม ปรากฏการณนี้เรียกวา “การหักเห” รั ง สี เส น ปกติ รั ง สี หั ก เห เส น ปกติ λ1 λ2 ตั ว กลางที่ 1 ตั ว กลางที่ 2 (โปร ง) (โปร ง) θ1 θ2 หน า คลื่ น หน า คลื่ น λ2 λ1 θ2 θ1 ตั ว กลางที่ 2 หน า คลื่ น ตั ว กลางที่ 1 หน า คลื่ น (ทึ บ ) (ทึ บ ) รั ง สี หั ก เห รั ง สี (ก) (ข) รูปที่ 8.7 (ก) คลื่นเดินทางจากตัวกลางที่โปรงไปยังตัวกลางที่ทึบกวา (ข) คลื่นเดินทางจากตัวกลางที่ทึบไปยังตัวกลางที่โปรงกวา จากรูปที่ 8.7 (ก) เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางที่โปรงเขาไปยังตัวกลางที่ทึบ คลื่นเบนเขาหาเสนปกติ ความเร็ว และความยาวคลื่นหักเหในตัวกลางที่ 2 มีคาลดลง ในกรณีกลับกัน จากรูปที่ 8.7 (ข) เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางที่ทึบเขาไปยังตัวกลางที่โปรง คลื่นเบนออกจาก เสนปกติ ความเร็ว และความยาวคลื่นหักเหในตัวกลางที่ 2 มีคาเพิ่มขึ้น นิยามให “ดัชนีหักเห (n)” หมายถึง อัตราสวนระหวางความเร็วของแสงในสุญญากาศ (c) ตอความเร็วของแสงในตัวกลางใด ๆ (v) ดังนั้น c ดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 1 คือ n 1 = v1 c ดัชนีหักเหของตัวกลางที่ 2 คือ n 2 = v2 n1 v 2ดังนั้น = (8.3) n 2 v1 สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  6. 6. ฟสิกสเบื้องตน 82 ตัวกลางที่ 1 จากรูปที่ 8.8 ไดความสัมพันธดังนี้ (โปรง) λ เสนปกติ sin θ1 = 1 รังสี AB หนาคลื่น λ λ θ Aθ 1 sin θ 2 = 2 AB 1 1 θ2 B λ2 ดังนั้น θ2หนาคลื่น รังสีหักเห sin θ1 λ 1 = ตัวกลางที่ 2 sin θ 2 λ 2 (ทึบ)รูปที่ 8.8 ภาพขยายของรูปที่ 8.7 (ก) v เนื่องจากรังสีหักเหและรังสีตกกระทบมีความถี่เทากัน ดังนั้น f = f1 = f 2 และจาก λ= fดังนั้น สมการดานบนเปน sin θ1 v 1 n 2 = = sin θ 2 v 2 n 1สมการที่ไดเรียกวา “กฎของสเนลล” มีความสัมพันธ ดังนี้ sin θ1 λ 1 v 1 n 2 = = = (8.4) sin θ 2 λ 2 v 2 n 1 ที่นาสนใจอีกประการหนึ่งก็คือกรณีของรูปที่ 7.7 (ข) มีความเปนไปไดวา ถา  θ1 มีมุมที่เหมาะสมจนทําให θ2 มีมุมเทากับ 90o คลื่นหักเหจะเกิดการสะทอนกลับหมด ในกรณีนี้เรียก θ1 วา “มุมวิกฤติ” ใชสัญลักษณเปน θc พิจารณาจากกฎของสเนลล ดังนี้ sin θ1 λ 1 v 1 n 2 = = = sin 90 o λ 2 v 2 n 1หรือ ⎛n ⎞ θ1 = sin −1 ⎜ 2 ⎟ ⎜n ⎟ ⎝ 1⎠ดังนั้น มุมวิกฤติ คือ ⎛n ⎞ θ c = sin −1 ⎜ 2 ⎟ ⎜n ⎟ (8.5) ⎝ 1⎠ สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  7. 7. ฟสิกสเบื้องตน 83ตัวอยางที่ 8.2 คลื่นผิวน้ํามีความถี่ 12 เฮิรตซ เคลื่อนที่จากบริเวณน้ําลึกเขาสูบริเวณน้ําตื้น ดวยความเร็ว0.18 เมตรตอวินาที โดยหนาคลื่นตกกระทบทํามุม 45 องศา กับเสนรอยตอน้ําลึกกับน้ําตื้น ก) เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผานเสนรอยตอน้ําลึกกับน้ําตื้น มุมหักเหเปนเทาใด กําหนดความยาวคลื่นใน  น้ําตื้นเทากับ 1.0 เซนติเมตร ข) ความถี่ของคลื่นในน้ําตื้นเทากับกี่เฮิรตซวิธีทํา ก) จากสิ่งที่โจทยกําหนดให สามารถหาความยาวคลื่นบริเวณน้ําลึกได จาก v = fλ v ดังนั้น λ = f 0.18 = 12 = 1.5 × 10 −2 m sin θ1 λ1 หามุมหักเห θ2 จาก = sin θ2 λ2 sin45 1.5 × 10−2 แทนคา = sin θ2 1.0 × 10−2 sin θ2 = 0.471 θ2 ≈ 28 ∴ มุกหักเหมีคาประมาณ 28 องศา ข) ความถี่บริเวณน้ําตื้นเทากับ 12 เฮิรตซ เนื่องจากเปนแหลงกําเนิดคลื่นเดียวกัน 8.3.3 การแทรกสอดของคลื่น เมื่อคลื่นตอเนื่องจากแหงกําเนิดคลื่นสองแหลงเดินทางมาพบกันจะเกิดการซอนทับของคลื่นเรียกปรากฏการณนี้วา การแทรกสอดของคลื่น เพื่อใหการพิจารณางายขึ้น สมมติวามีคลื่นเพียง 2 ขบวนเขามาอยูในบริเวณเดียวกัน โดยคลื่นทั้งสองมีความถี่เทากัน และมีเฟสตรงกันหรือเฟสตางกันคงที่ การทําใหคลื่นสองขบวนมีความถี่และเฟสเทากันทําไดโดยใหคลื่นทั้งสองเกิดจากแหลงกําเนิดอาพันธ (coherent source) การแทรกสอดของคลื่นที่เสริมกันจนมีแอมปลิจูดมากสุด เรียกวา “ปฏิบัพ” (antinode) ถาคลื่นหักลางกันจนมีแอมปลิจูดต่ําสุดหรือเปน 0 เรียกวา “บัพ” (node) ลักษณะการแทรกสอดจะเปนไปตามรูปที่ 8.9 สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  8. 8. ฟสิกสเบื้องตน 84 ปฎิบัพที่ยอดคลื่น ปฎิบัพที่ทองคลื่น บัพ ทองคลื่น ทองคลื่น S1 S2 ยอดคลื่น ยอดคลื่น แหลงกําเนิดอาพันธ รูปที่ 8.9 การแทรกสอดของคลื่นน้ําที่เกิดจากแหลงกําเนิดอาพันธ 2 แหลง คือ S1 และ S2 8.3.4 การเลี้ยวเบนของคลื่น คลื่ น มี ลั ก ษณะพิ เ ศษประการหนึ่ ง คื อ ทุ ก จุ ด บนหน า คลื่ น ถื อ ให เ ป น ต น กํ า เนิ ด คลื่ น ใหม ไ ดปรากฏการณนี้เรียกวา “หลักของฮอยเกนส” ถาคลื่นเคลื่อนที่ผานสิ่งกีดขวาง คลื่นสวนที่กระทบสิ่งกีดขวางจะสะทอนกลับ สวนคลื่นที่ผานไปไดจะแผจากขอบของสิ่งกีดขวางไปจนถึงดานหลังสิ่งกีดขวาง ปรากฏการณนี้เรียกวา “การเลี้ยวเบน” คลื่นเลี้ยวเบนยังคงมีความยาวคลื่น ความถี่ และอัตราเร็วเทาเดิม คลื่นเลี้ยวเบน สิงกีดขวาง ่ รูปที่ 8.10 คลื่นเลี้ยวเบนออกจากสลิตเดี่ยว8.4 ธรรมชาติของเสียง ชีวิตประจําวันเราจะไดยินเสียงจากแหลงกําเนิดเสียงตาง ๆ อยูตลอดเวลา การไดยินเสียงของเราเกิดจากหูไดรบพลังงานจากการสั่นของแหลงกําเนิดเสียงผานโมเลกุลของอากาศ ลักษณะการเคลื่อนที่ของ ัโมเลกุลของอากาศจะอยูในรูปของคลื่นตามยาว มีผลทําใหความดันของอากาศบริเวณที่มีการถายทอดพลังงานมีคาเปลี่ยนแปลงไปจากความดันปกติ บริเวณที่มีความดันมากกวาปกติเราเรียกวา สวนอัด สวนบริเวณที่มีความดันนอยกวาปกติเราเรียกวา สวนขยาย สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  9. 9. ฟสิกสเบื้องตน 858.5 การเคลื่อนที่ของเสียงผานตัวกลาง เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผานตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ความถี่ของคลื่นเสียงจะมีคาคงตัวเทากับความถี่ของแหลงกําเนิดเสียง สวนอัตราเร็วของเสียงในตัวกลางหนึ่ง ๆ จะคงตัว เมื่ออุณหภูมิของตัวกลางนั้นคงตัว ดังแสดงในตารางตอไปนี้ตารางที่ 8.1 แสดงอัตราเร็วของเสียงที่ตัวกลางตาง ๆ ที่อุณหภูมิตาง ๆ ตัวกลาง อัตราเร็ว (เมตร / วินาที) แกส อากาศ (0o C) 331 อากาศ (20o C) 343 ไฮโดรเจน (0o C) 1286 ออกซิเจน (0o C) 317 ฮีเลียม (0o C) 972 ของเหลว (25o C) น้ํา 1493 เมทิลแอลกอฮอล 1143 น้ําทะเล 1533 ของแข็ง อะลูมิเนียม 5100 ทองแดง 3560 เหล็ก 5130 ตะกั่ว 1322 จากอัตราเร็วของเสียงในอากาศพบวา อัตราเร็วของเสียงมีความสัมพันธกับอุณหภูมิของอากาศ โดยเปนไปตามสมการ vt = 331 + 0.6t (8.6) เมื่อ vt เปนอัตราเร็วของเสียงในอากาศที่อุณหภูมิ t ใด ๆ มีหนวยเปน เมตร/วินาที t เปนอุณหภูมิของอากาศมีหนวยเปนองศาเซลเซียสตัวอยางที่ 8.3 คนงานซอมทางรถไฟเคาะรางรถไฟ ปรากฏวาผูที่อยูหางออกไประยะหนึ่ง ไดยินเสียงเมื่อเวลาผานไป 2.0 วินาที ถาผูฟงแนบหูกับรางรถไฟ เขาจะไดยินเสียงกอนหรือหลังกวานี้เทาใด และเขาอยูหางจากคนงานรถไฟเปนระยะทางเทาใดกําหนดให อุณหภูมิขณะนั้นเทากับ 15 oC และอัตราเร็วของเสียงในเหล็กเทากับ 5130 เมตร/วินาทีวิธีทํา หาอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะอุณหภูมิ 15 oC จากสูตร vt = 331 + 0.6t ดังนั้น vt = 331 + 0.6 (15) = 340 m/s สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  10. 10. ฟสิกสเบื้องตน 86 หาระยะหางจากผูสังเกตถึงคนงาน ระยะทาง จาก อัตราเร็ว = เวลา ระยะทาง = (340 m/s)(2 s) = 680 m ดังนั้นระยะหางจากผูสังเกตถึงคนงานเทากับ 680 เมตร หาเวลาที่เสียงใชในการเคลื่อนที่ในรางรถไฟ ระยะทาง จาก อัตราเร็ว = เวลา 680 m เวลา = = 0.13 s 5130 m / s ถาเราแนบหูกับรางรถไฟจะไดยินเสียงเร็วกวาเสียงผานอากาศ = 2 – 0.13 = 1.87 วินาที8.6 สมบัติของเสียง ถาเราตะโกนภายในหองประชุมใหญ ๆ จะไดยินเสียงที่ตะโกนออกไปสะทอนกลับ เพราะเสียงที่ตะโกนไปกระทบผนังหอง เพดาน และพื้นหอง แลวเกิดการสะทอนกลับมา ทําใหเราไดยนเสียงอีกครั้งหนึ่ง ิแสดงวาเสียงมีสมบัติการสะทอน ซึ่งเปนสมบัติที่สําคัญของคลื่น ปกติเสียงที่ผานไปยังสมองจะติดประสาทหูประมาณ 1/10 วินาที ดังนั้นเสียงที่สะทอนกลับมาสูหูชากวาเสียงที่ตะโกนออกไปเกิน 1/10 วินาที หูสามารถแยกเสียงตะโกนและเสียงที่สะทอนกลับมาได เสียงสะทอนเชนนี้เรียกวา เสียงสะทอนกลับ (echo) จากสมบัติของเสียงดังกลาว นักฟสิกสไดนํามาสรางเครื่องมือที่เรียกวาโซนาร ซึ่งใชหาตําแหนงของสิ่งที่อยูใตทะเล โดยสงคลื่นดลของเสียงที่มีความถี่สูงจากใตทองเรือ เมื่อกระทบสิ่งกีดขวาง เชน หินโสโครกฝูงปลา หรือเรือใตน้ํา ที่มีขนาดใหญกวาหรือเทากับความยาวคลื่นเสียง ก็เกิดการสะทอนของเสียงกลับมายังเครื่องรับบนเรือ จากชวงเวลาที่สงคลื่นเสียงออกไปและรับคลื่นสะทอนกลับมา ใชคํานวณหาระยะทางระหวางตําแหนงของเรือกับสิ่งกีดขวางไดตัวอยางที่ 8.4 เรือลําหนึ่งจอดอยูในหมูเกาะที่มีหนาผาสูง เมื่อเปดหวูดคนในเรือไดยินเสียงภายหลังเปดหวูด1 นาที ถามวาเรืออยูหางจากหนาผากี่เมตร (ถาความเร็วเสียงเทากับ 335 เมตร/วินาที) 1วิธีทํา ระยะหางจากเรือถึงหนาผา = ความเร็วของเสียง × เวลาที่เสียงเดินทางไปกลับ 2 1 = 335 m/s × × 60 s 2 = 10,050 mคําตอบ เรื่ออยูหางจากหนาผา 10,050 เมตร สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  11. 11. ฟสิกสเบื้องตน 87 เมื่อคลื่นเสียงเดินทางจากตัวกลางหนึ่งผานเขาไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง จะเกิดการหักเห ตัวอยางการหักเหของเสียงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งอาจสังเกตเห็นได เชน การเห็นฟาแลบแตไมไดยินเสียงฟารอง ทั้งนี้เนื่องจากคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผานอากาศรอนไดเร็วกวาอากาศเย็น ซึ่งเราทราบแลววาชั้นของอากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิไมเทากัน ยิ่งสูงขึ้นไปอุณหภูมิของอากาศยิ่งลดลง ดังนั้นในที่สูง ๆ จากพื้นผิวโลก อัตราเร็วของเสียงจึงนอยกวาบริเวณใกลผวโลก ขณะที่เกิดฟาแลบและฟารองในตอนกลางวันคลื่นเสียงจะเคลื่อนที่จาก ิอากาศตอนบนซึ่งเย็นกวามาสูอากาศบริเวณใกลพื้นดินซึ่งรอนกวา ทําใหเกิดการหักเหของเสียงฟารองกลับขึ้นไปในอากาศตอนบน ถาเสียงเกิดการหักเหกลับขึ้นไปทั้งหมด เราจะเห็นฟาแลบแตไมไดยินเสียงฟารองปรากฏการณขางตนนี้แสดงวา เสียงมีสมบัติการหักเห นอกจากนี้แลวเสียงยังมีสมบัติการเลี้ยวเบน ในชีวิตประจําวันเราจะพบการเลี้ยวเบนของเสียง เชนการไดยนเสียงที่มุมตึก เปนตน ิ8.7 คลื่นนิ่ง คลื่นนิ่งเปนปรากฏการณการแทรกสอดที่เกิดจากการซอนทับระหวางคลื่นสองขบวนซึ่งเคลื่อนที่สวนทางกันโดยที่คลื่นทั้งสองมีความถี่ ความยาวคลื่น และแอมพลิจูดเทากัน สําหรับกรณีคลื่นเสียงสามารถเกิดคลื่นนิ่งได โดยสามารถศึกษาไดจากกการนําเอาลําโพงมาวางไวเหนือพื้นโตะ และใชทอรับฟงเสียง ณตําแหนงตาง ๆ ตามแนวดิ่งระหวางลําโพงกับพื้นโตะ ขณะที่เสียงจากลําโพงเคลื่อนที่ไปกระทบพื้นโตะจะเกิดการสะทอน และเสียงที่สะทอนจากพื้นโตะจะไปซอนทับกับคลื่นเสียงที่มาจากลําโพง ทําใหเกิดการแทรดสอดมีลักษณะเปนคลื่นนิ่ง เมื่อฟงเสียง ณ ตําแหนงตาง ๆ จะไดยนเสียงดังและคอยสลับกัน ตําแหนงที่ไดยินเสียง ิดังแสดงวามีการแทรกสอดแบบเสริมเรียกตําแหนงนี้วา ปฏิบัพ ซึ่งคือตําแหนง A ดังรูปที่ 8.11 และตําแหนงที่ไดยินเสียงคอยแสดงวามีการแทรกสอดแบบหักลางเรียกตําแหนงนี้วา บัพ ซึ่งคือตําแหนง N ดังรูป 8.11 รูปที่ 8.11 คลื่นนิ่งของเสียง สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  12. 12. ฟสิกสเบื้องตน 888.8 การไดยิน เสียงที่เราไดยินจะดังหรือคอยขึ้นอยูกับพลังงานของเสียงที่มาถึงผูฟง อัตราการถายโอนพลังงานเสียงของแหลงกําเนิด คือปริมาณพลังงานเสียงที่สงออกมาแหลงกําเนิดในหนึ่งหนวยเวลา ซึ่งเรียกวา กําลังเสียง มีหนวยเปนจูลตอวินาที หรือ วัตต ในกรณีที่ระยะทางเทากันผูฟงจะไดยินเสียงจากแหลงกําเนิดเสียงที่มีกําลังมากดังกวาแหลงกําเนิดเสียงที่มีกําลังนอย 8.8.1 ความเขมเสียง เราอาจพิจารณาไดวาหนาคลื่นของเสียงที่ออกจากแหลงกําเนิดเสียงมีการแผหนาคลื่นออกเปนรูปทรงกลม โดยมีจุดกําเนิดเสียงอยูที่จุดศูนยกลางของทรงกลม กําลังของคลื่นเสียงที่แหลงกําเนิดเสียงสงออกไปตอหนึ่งหนวยพื้นที่ของหนาคลื่นทรงกลม เรียกวา ความเขมเสียง ถากําหนดใหกําลังเสียงจากแหลงกําเนิดเสียงมีคาคงตัว ความเขมเสียง ณ ตําแหนงตาง ๆ หาไดจาก P I = (8.7) 4 πR 2 เมื่อ I เปนความเขมเสียง ณ ตําแหนงตาง ๆ มีหนวยเปนวัตตตอตารางเมตร P เปนกําลังเสียงของแหลงกําเนิดเสียงมีหนวยเปนวัตต R เปนระยะระหวางแหลงกําเนิดเสียงกับตําแหนงที่จะหาความเขมเสียงมีหนวย เปนเมตร ถากําลังเสียงจากแหลงกําเนิดมีคาคงตัว สามารถสรุปไดวา 1 I ∝ R2ตัวอยางที่ 8.5 เครื่องยนตเครื่องหนึ่งมีกําลังเสียง 100 วัตต ความเขมเสียงที่ระยะหาง 10 เมตรมีคาเทาใด Pวิธทา จาก ี ํ I = 4 πR 2 100 W I = 22 4 × ×10 2 m 2 7 = 8 × 10-2 W/m2คําตอบ ความเขมเสียงที่ระยะหาง 10 เมตรมีคาเทากับ 8 × 10-2 วัตตตอตารางเมตร หูมนุษยสามารถตอบสนองความเขมเสียงต่ําสุดที่ 10-12 วัตตตอตารางเมตร ซึ่งจะไดยินเสียงคอยที่สุด และความเขมเสียงมากที่สดที่หูมนุษยสามารถทนฟงไดมีคาความเขมเทากับ 1 วัตตตอตารางเมตร ซึ่ง ุจะไดยนเสียงดังที่สดอาจเปนอันตรายตอหูได ิ ุ สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  13. 13. ฟสิกสเบื้องตน 89 8.8.2 ระดับความเขมเสียง การบอกความดังของเสียงนิยมบอกในรูปของระดับความเขมเสียง ในหนวยเดซิเบล (dB) โดยเสียงคอยสุดที่หูมนุษยไดยินคือ 0 dB และเสียงดังสุดที่หูมนุษยสามารถทนฟงไดและอาจเปนอันตรายตอหูมีคาเทากับ 120 dB การวัดระดับความเขมเสียงจะใชเครื่องมือที่ช่อวา Sound meter ซึ่งเปนเครื่องมือที่สามารถอาน ืระดับความเขมเสียงเปนเดซิเบลดังแสดงในรูปที่ 8.12 รูปที่ 8.12 ตัวอยางเครื่องวัดระดับความเขมเสียง (Sound meter) ความสัมพันธระหวางความเขมเสียงและระดับความเขมเสียง ความเขมเสียงและระดับความเขมเสียงมีความสัมพันธดังสมการ 8.8 ⎛I⎞ L = 10 log ⎜ ⎟ ⎜I ⎟ (8.8) ⎝ 0⎠ เมื่อ I เปนความเขมเสียงที่ตองการวัด มีหนวยเปนวัตตตอตารางเมตร I0 เปนความเขมเสียงที่คอยที่สุดที่มนุษยไดยิน มีหนวยเปนวัตตตอตารางเมตร L เปนระดับความเขมเสียง มีหนวยเปน เดซิเบลตัวอยางที่ 8.6 เสียงมีความเขม 10-5 วัตตตอตารางเมตร จะมีระดับความเขมเสียงเทาใด ⎛I⎞วิธีทํา จาก L = 10 log ⎜ ⎟ ⎜I ⎟ ⎝ 0⎠ ⎛ 10 −5 ⎞ = 10 log ⎜ −12 ⎟ ⎜ 10 ⎟ ⎝ ⎠ 7 = 10 log 10 = 70 dBคําตอบ ระดับความเขมเสียงมีคา 70 เดซิเบล สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  14. 14. ฟสิกสเบื้องตน 90 8.8.3 ระดับเสียง การไดยินเสียงของมนุษยนอกจากขึ้นอยูกับความเขมเสียงแลวยังขึ้นกับความถี่ของคลื่นเสียงอีกดวย ความถี่เสียงต่ําสุดที่มนุษยสามารถไดยินคือ 20 เฮิรตซ และความถี่สูงสุดที่สามารถไดยินคือ 20,000เฮิรตซ เสียงที่มีความถี่ต่ํากวา 20 เฮิรตซ เราเรียกวาคลื่นใตเสียงหรือ อินฟราซาวด ซึ่งเกิดจากแหลงกําเนิดเสียงขนาดใหญ เชนการสั่นสะเทือนของสิ่งกอสราง สวนเสียงที่มีความถี่สูงกวา 20,000 เฮิรตซ เราเรียกวาคลื่นเหนือเสียงหรือ อัลตราซาวด นอกจากนี้แหลงกําเนิดเสียงตาง ๆ ก็ใหเสียงที่มีชวงที่มีความถี่ตางกันออกไป ดังแสดงตอไปนี้ เสียงที่มีความถี่นอยคนทั่วไปเรียกวาเสียงทุม สวนเสียงที่มีความถี่สูงคนทั่วไปเรียกวาเสียงแหลมการแบงระดับจะใชความถี่ในการแบง การแบงเสียงดนตรีทางวิทยาศาสตรแสดงดังตารางที่ 8.2ตารางที่ 8.2 แสดงการแบงเสียงดนตรีทางวิทยาศาสตร ระดับเสียงดนตรี C D E F G(ซอล) A B C/ (โด) (เร) (มี) (ฟา) (ลา) (ที) (โด) ความถี่(Hz) 256 288 320 341 384 427 480 512 สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  15. 15. ฟสิกสเบื้องตน 91 8.8.4 คุณภาพเสียง ความถี่เสียงต่ําสุดที่ออกมาจากแหลงกําเนิดเสียงใด ๆ เรียกวา ความถี่มูลฐาน ของแหลงกําเนิดเสียงนั้นหรือฮารมอนิกที่ 1 สําหรับความถี่อื่น ๆ ที่ออกมาพรอมกันแตมีความถี่เปนจํานวนเทาของความถี่มูลฐาน เชนเปน 2 เทาของความถี่มูลฐานเรียกวาฮารมอนิกที่ 2 บางทีเรียกวาโอเวอรโทนที่ 1 ในขณะที่แหลงกําเนิดเสียงตาง ๆ สั่น จะใหเสียงซึ่งมีความถี่ความถี่มูลฐานและฮารมอนิกตาง ๆ ออกมาพรอมกันเสมอ แตจํานวนฮารมอนิกและความเขมเสียงของแตละฮารมอนิกสจะแตกตางกันออกไป จึงทําใหลักษณะคลื่นเสียงแตกตางกัน สําหรับแตละแหลงกําเนิดเสียงที่ตางกัน เรียกวามี คุณภาพเสียงตางกัน 8.8.5 มลภาวะของเสียง บริเวณใดที่มีระดับความเขมเสียงที่ทําใหหูและสภาพจิตใจของผูฟงผิดปกติ ถือวาเสียงในบริเวณนั้นเปน มลภาวะของเสียง กระทรวงมหาดไทยไดกําหนดมาตรฐานความเขมเสียงของสถานประกอบการเพื่อไมใหเกิดอันตรายแกคนงานและผูที่อยูใกลเคียงดังตาราง เวลาในการทํางาน ระดับความเขมเสียงที่ลูกจางไดรบติดตอกัน ั (ชั่วโมงตอวัน) ไมเกิน (เดซิเบล) นอยกวา 7 91 7-8 90 มากกวา 8 80 8.8.6 หูกับการไดยิน หูแบงออกเปน 3 สวน คือ หูสวนนอก หูสวนกลาง หูสวนใน ดังรูป รูปที่ 8.13 สวนประกอบของหู ภายในหูสวนกลางจะมีทอเล็ก ๆ ติดกับหลอดลม ซึ่งจะทําหนาที่ปรับความดันอากาศทั้งสองดาน  ของเยื่อแกวหูใหเทากันตลอดเวลา ถาความดันทั้งสองขางของเยื่อแกวหูไมเทากันจะทําใหเกิดอาการหูอื้อหรือ ปวดหู หูสวนในมีสวนสําคัญตอการรับฟงเสียง สวนที่เปนทอกลวงขดเปนรูปคลายหอยโขงเรียกวา คลอเคลีย ภายในทอนี้มีเซลขนอยูเปนจํานวนมากทําหนาที่รับรูการสั่นของคลื่นเสียงที่ผานมาจากหูสวนกลาง พรอมทั้งสงสัญญาณการรับรูผานโสตประสาทไปยังสมอง สมองจะทําหนาที่แปลงสัญญาณที่ไดรับ ทําใหเราทราบเกี่ยวกับเสียงที่ไดยิน สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  16. 16. ฟสิกสเบื้องตน 928.9 ปรากฏการณของเสียง 8.9.1 บีตส บีตสเกิดจากการแทรกสอดของคลื่นเสียงจากแหลงกําเนิดสองแหลงที่มีความถี่ตางกันไมมาก เราจะไดยินเสียงเปนเสียงที่ดังคอยสลับกันไป โดยปกติหูมนุษสามารถจําแนกบีตสซึ่งมีความถี่ไมเกิน 7 เฮิรตซ ถาแหลงกําเนิดเสียงสองแหลงมีความถี่ตางกันไมเกิน 7 เฮิรตซเมื่อมาซอนทับกันจะทําใหเกิดบีตสจํานวนครั้งของเสียงดังที่ไดยินในหนึ่งวินาที เรียกวา ความถี่บีตส ซึ่งหาไดจาก ความถี่บีตส = Δf = |f1 – f2| เมื่อ f1 และ f2 เปนความถี่ของแหลงกําเนิดเสียงทั้งสอง รูปที่ 8.14 การซอนทับระหวางคลื่นเสียงจากแหลงกําเนิดสองแหลงมีผลทําใหเกิดบีตส 8.9.2 การกําทอน เมื่อเราใหวัตถุสั่นหรือแกวงอยางอิสระ วัตถุจะมีความถี่ในการสั่น เราเรียกวาความถี่นี้วาความถี่ธรรมชาติ การสั่นอยางอิสระในกรณีนี้คือ การที่เราออกแรงเพียงครั้งเดียวแลวปลอยใหวัตถุเกิดการสั่น แตถา เราออกแรงหลาย ๆ ครั้ง ความถี่ของแรงที่เราใหแกวัตถุจะมีผลตอการสั่นของมัน ปรากฏการณที่เราใหแรงแกวัตถุ โดยความถี่ของแรงที่เราใหเทากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุ เราเรียกปรากฏการณนี้วา การสั่นพองหรือ การกําทอน (resonance) เมื่อเกิดการกําทอนขึ้นวัตถุจะมีการสั่นแบบรุนแรง กลาวคือ การสั่นของวัตถุจะมีแอมพลิจูดมากที่สุดเมื่อเทียบกับการสั่นดวยความถี่อื่น ๆ ปรากฏการการกําทอนของเสียง คือปรากฏการณที่เสียงเคลื่อนที่ผานตัวกลางแลวอนุภาคของตัวกลางมีการสั่นดวยความถี่เดียวกับความถี่ของแหลงกําเนิดเสียง ถาเราใหคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผานอากาศที่อยูในทอกําทอนซึ่งมีปริมาตรตางๆ กัน ณ ตําแหนงที่เกิดการกําทอนเราจะไดยินเสียงดังที่สุด ในขณะที่เกิดการกําทอนของเสียงในทอกําทอนจะมีการแทรกสอดระหวางคลื่นเสียงจากแหลงกําเนิดกับเสียงที่สะทอนจากทอกําทอน ทําใหเกิดคลื่นนิ่งขึ้น และระยะทางระหวางตําแหนงถัดกันที่ไดยินเสียงดังสองครั้งจะเทากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นเสียง ดังรูปที่ 8.15 สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  17. 17. ฟสิกสเบื้องตน 93 (ก) (ข) รูปที่ 8.15 ระยะที่อนุภาคสั่นออกจากตําแหนงเดิมกับตําแหนงบนทอกําทอน ขณะเกิดการกําทอนของเสียง 8.9.3 ปรากฏการณดอปเพลอรของเสียง ปรากฏการณดอปเพลอรเปนปรากฏการณที่เกิดขึ้นไดกับคลื่นทุกชนิด เชน คลื่นกล คลื่นแมเหล็กไฟฟา เปนตน ปรากฏดอปเพลอรเปนปรากฏการณที่ความถี่ของคลื่นปรากฏตอผูสังเกตเปลี่ยนไปจากความถี่เดิม ซึ่งเปนผลมาจากแหลงกําเนิดคลื่นเคลื่อนที่หรือผูสังเกตเคลื่อนที่ หรือทั้งแหลงกําเนิดคลื่นและผูสังเกตเคลื่อนที่ สําหรับคลื่นเสียง ขณะแหลงกําเนิดเสียงเคลื่อนที่ ความยาวคลื่นที่อยูดานหนาแหลงกําเนิดเสียงจะสั้นลงและความยาวคลื่นดานหลังแหลงกําเนิดเสียงจะยาวขึ้น เมื่อเทียบกับความยาวคลื่นเสียงขณะที่แหลงกําเนิดเสียงอยูกับที่ ดังนั้นถาผูสังเกตอยูดานหนาแหลงกําเนิดเสียง จะไดยินเสียงที่มีความถี่สูงกวาความถี่ของแหลงกําเนิดเสียง ดังรูปที่ 8.16 (ก) ละถาผูสังเกตอยูดานหลังแหลงกําเนิดเสียง จะไดยนเสียงที่มี ิความถี่ตํากวาความถี่ของแหลงกําเนิดเสียง ดังรูปที่ 8.16 (ข) ่(ก) แหลงกําเนิดเสียงเคลื่อนที่เขาหาผูสงเกต ั (ข) แหลงกําเนิดเสียงเคลื่อนที่ออกจากผูสังเกต รูปที่ 8.16 ปรากฏการณดอปเพลอรของเสียง ในทางกลับกัน ถาแหลงกําเนิดเสียงอยูนิ่ง แตผูสังเกตเคลื่อนที่เขาหาหรือออกหางจากแหลงกําเนิดเสียง ผูสังเกตจะไดยินเสียงที่มีความถี่เปลี่ยนไปความถี่ของแหลงกําเนิดเสียงเชนกัน โดยผูสังเกตจะไดยินเสียงที่มีความถี่สูงขึ้นเมื่อเคลื่อนที่เขาหาแหลงกําเนิดเสียง และผูสังเกตจะไดยินเสียงมีความถี่ต่ําลงเมื่อผูฟงเคลื่อนที่ออกหางจากแหลงกําเนิดเสียง สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  18. 18. ฟสิกสเบื้องตน 94 8.9.4 คลื่นกระแทก คลื่นกระแทกเกิดขึ้นเมื่อแหลงกําเนิดเสียงเคลื่อนที่ดวยอัตราเร็วมากกวาอัตราเร็วของคลื่นเสียงหนาคลื่นจะอัดตัวกันในลักษณะที่เปนหนาคลื่นวงกลมเรียงซอนกันไป โดยแนวหนาคลื่นที่อัดตัวกันมีลักษณะเปนรูปตัว V ดังรูปที่ 8.17 รูปที่ 8.7 ลักษณะหนาคลื่นกระแทก ในกรณีที่เครื่องบินเคลื่อนที่ดวยอัตราเร็วมากกวาอัตราเร็วของเสียง เปนผลทําใหเกิดเสียงดังคลายเสียงระเบิด ในบริเวณที่คลื่นกระแทกนี้เคลื่อนที่ผานอาจทําใหกระจกหนาตางแตกราวได เสียงที่เกิดขึ้นเรียกวา ซอนิกบูม ภาพเครื่องบินไอพน F-18 บินผานทะลุกําแพงเสียง หรือบินเร็วเหนือเสียง จะเห็นคลื่นกระแทกเกิดขึ้นเปนแนวกรวยอยูทางดานหลัง สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  19. 19. ฟสิกสเบื้องตน 95 แบบฝกหัดบทที่ 81. คลื่นกลเกิดขึ้นไดอยางไร2. คลื่นตามยาวและคลื่นตามขวางแตกตางกันอยางไร3. คลื่นตามรูปขางลาง กราฟเสนเต็มและเสนประเปนรูปรางของคลื่นที่เวลา t = 0 และ t = 0.2 วินาทีตามลําดับ ถามวาคลื่นนี้ ก. มีความยาวคลื่นเทาใด ข. มีความเร็วเทาใด ค. มีความถี่เทาใด ง. มีคาบเทาใด4. คลื่นน้ําเคลื่อนที่เขากระทบฝงนับได 15 ลูกคลื่นทุก ๆ 10 วินาที ถาระยะระหวางสันคลื่นที่ติดกันเทากับ 3เมตร คลื่นน้ํานี้จะมีความเร็วเทาใด5. คลื่นในตัวกลางหนึ่ง ถาเพิ่มความถี่เปน 2 เทา ความยาวคลื่นจะเปนเทาใด6. คลื่นขบวนหนึ่งมีระยะจากสันที่ 1 ถึงสันที่ 5 ยาว 10 เซนติเมตร และมีความถี่ 50 เฮิรตซ จงหาอัตราเร็วของคลื่น7. คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง โดยมีมุมตกกระทบ 30 องศา จะเกิดมุมหักเห 45องศา ถาคลื่นนี้มีมุมตกกระทบ 45 องศา จะเกิดมุมหักเหเทาใด8. บอลลูนเคลื่อนที่ขึ้นดวยความเร็วสม่ําเสมอ 20 เมตรตอวินาที ขณะที่อยูสูงจากพื้นดินระยะหนึ่งไดสงคลื่นเสียงความถี่ 1000 เฮิรตซ ลงมา และไดรับสัญญาณเสียงที่สะทอนกลับเมื่อเวลา 4 วินาที จงหาวา ขณะที่สงคลื่นเสียง บอลลูนอยูสูงจากพื้นเดิมเปนระยะเทาไร ถาความเร็วเสียงเทากับ 350 วินาที9. โรงงานผลิตผลไมกระปองแหงหนึ่งตองการคัดขนาดของผลไมในขณะกําลังไหลผานมาตามรางน้ําโดยอาศัยการสะทอนของเสียงจากเครื่องโซนาร โดยตองการแยกผลไมที่มีขนาดใหญกวาและเล็กกวา 7.5เซนติเมตร ออกจากกัน จงหาความถี่ที่เหมาะสมของคลื่นจากโซนาร (ความเร็วของคลื่นเสียงในน้ํา = 1500เมตรตอวินาที)10. ผูขบรถยนตคันหนึ่งกําลังเปดรายการวิทยุฟงรายการจากสถานีหนึ่งอยู ในขณะที่รถกําลังวิ่งเขาหาตึก ัใหญขางหนาดวยความเร็ว 1 เมตรตอวินาที สัญญาณวิทยุเงียบหายไป 2 ครั้งใน 3 วินาที ถาสถานีวิทยุอยูใน ทิศที่ตรงไปขางหลังรถ คลื่นวิทยุนั้นจะมีความยาวคลื่นเทาไร สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  20. 20. ฟสิกสเบื้องตน 9611. ในการปรับเทียบเสียเปยโนที่ระดับเสียง C โดยเทียบกับสอมเสียงความถี่ 256 เฮิรตซ ถาไดยินเสียงบีตสความถี่ 3 ครั้งตอวินาที ความถี่ที่เปนไปไดของเปยโนมีคาเทาใด12. แมลงตัวหนึ่งบินหนีในแนวเสนตรงดวยความเร็ว 0.1 เมตรตอวินาที จากคนๆหนึ่งซึ่งยืนนิ่งในที่โลง อยากทราบวา คนนั้นจะไดยินเสียงการบินของแมลงนั้นอยูไดนานกี่วินาที กําหนดให อัตราพลังงานเสียงที่แมลงนั้นสงออกมาในขณะที่บินมีคาเทากับ 4π × 10 วัตต ทั้งนี้กําหนดใหดวยวา สียงเบาที่สุดที่มนุษยไดยินมี −12 −12ความเขมเสียงเปน 10 วัตต13. ใหนักศึกษาทําการทดลองเสมือจริงเรื่องการเกิดบีตสที่ http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/explorescience/beats/tonebeats1.htmการทดลองนี้ เริ่มตนใหกดลําโพง ที่ 400 Hz ใหอยูในสภาวะ on ฟงเสียงความถี่ ตอไปใหกดลําโพงที่ 401 Hz ใหอยูในสภาวะ on ทดลองนับความถี่ โดยใชนาฬิกาจับเวลาใน 20 วินาที วาเกิดเสียงดังเปนจังหวะกี่ครั้ง นําคาที่ไดหารดวย 20 บันทึกไวในชองความถี่บีตส14. ใหนกศึกษาทําการทดลองเสมือนจริงเรื่อปรากฏการณดอปเปลอร ที่ ั http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual1/doppler/19537/java/Dopplerthai.htmlใหนกศึกษาตอบคําถามทายการทดลองสงอาจารย ั สําหรับนักศึกษาคณะสถาปตยกรรมศาสตร/เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
  21. 21. หนังสืออิเล็กทรอนิกสฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร ( ฟสิกส 1 (ความรอน)ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอรโลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา cฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ตทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอนหนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอนเอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตรแบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ การทดลองเสมือนบทความพิเศษ ตารางธาตุ ) ไทย1) 2 (Eng)พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกสธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกสการทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล แบบฝกหัดกลางแบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบความรูรอบตัวทั่วไป อะไรเอย ?ทดสอบ)เกมเศรษฐี ( คดีปริศนาขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอรคําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัวการประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกสนักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทยดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกสการทํางานของอุปกรณตางๆ
  22. 22. การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4. การเคลื่อนที่บนระนาบ5. กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอที่หนึ่งและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร การเรียนการสอนฟสิกสทั่วไป ผานทางอินเตอรเน็ต1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics)3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร ฟสิกสราชมงคล

×