12.เสียง
- 1. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
ฟ สิ ก ส บทที่ 12 เสี ย ง
ตอนที่ 1 อตราเรวเสยง
ั ็ ี
เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ซึ่งสงผลใหโมเลกุลของอากาศเกิดการอัดตัว และขยาย
ตัว แลวเกิดการถายทอดพลังงานไปได โดยที่อนุภาคอากาศไมไดเคลื่อนที่ไปกับพลังงานนั้น
เมอพจารณาการเคลอนทของเสยงนน จะพบวาเสียงมีลักษณะเปน คลื่นตามยาว และ การเดิน
่ื ิ ่ื ่ี ี ้ั
ทางของเสียงนั้นตองอาศัยตัวกลางเสมอ เชนในกรณน้ี ตัวกลางก็คือ อากาศนันเอง
ี ่
ดังนัน เสียงจึงมีลักษณะเปน คลื่นกล อกดวย
้ ี
1(มช 38) วางกระดิ่งไฟฟาที่สงเสียงดังตลอดเวลา และหลอดไฟฟาที่ใหแสงสวางในครอบแกว
ที่ภายในเปนสูญญากาศแลว ขอใดถูกตองที่สุด
1. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง แตเ หนแสงจากหลอดไฟ
็
2. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง และไมเห็นแสงจากหลอดไฟ
3. ไดยินเสียงกระดิ่ง และ เห็นแสงจากหลอดไฟ
4. ไดยินเสียงกระดิ่ง 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 จะมีคามากกวาในตัวกลางที่มีความ
ั ็ ั ่ี ี
หนาแนนนอยกวา
1
- 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
ั ั
ใหโมเลกุล มีพลังงานจลนมากขึ้น การอดตวและขยายตวเรว ทําใหเสียงเคลื่อนที่ไดเร็วขึ้น
ั ั ั ็
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) ตัวกลางที่คลื่นเสียงผาน 3 ชนด คือ นาทะเล น้ําบริสุทธิ์ และ ปรอท ณ อุณหภูมิ
ิ ํ้
เดียวกัน ขอใดเรียงลําดับความสามารถในการถายทอดคลื่นเสียงจากดีที่สุด ไปหาเลวที่สุด
ก. น้ําบริสุทธิ์ ปรอท นาทะเล
ํ้ ข. นาทะเล น้ําบริสุทธิ์ ปรอท
ํ้
ค. ปรอท นาทะเล น้ําบริสุทธิ์
ํ้ ง. นาทะเล ปรอท น้ําบริสุทธิ์
ํ้ (ขอ ค)
3(มช 31) อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยนอยางไรกับอุณหภูมิ
ก. แปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิอาศาเซลเซียส
ข. แปรผนโดยตรงกบอณหภมเิ คลวน
ั ั ุ ู ิ
ค. แปรผนผกผนกบรากทสองของอณหภมิ องศาเซลเซียส
ั ั ั ่ี ุ ู
ง. แปรผันโดยตรงกับรากที่สองอุณหภูมิเคลวิน (ขอ ง)
4. จงหาอตราเรวเสยงทอณหภมิ 25oC
ั ็ ี ่ี ุ ู (346 m/s)
วธทา
ิี ํ
2
- 3. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
4. ณ อุณหภูมิ 35oC อัตราเร็วเสียงในอากาศจะมากกวา ณ อุณหภูมิ 30oC อยกเ่ี มตรตอวนาที
ู ิ
ก. 3 ข. 6 ค. 12 ง. 34 (ขอ ก)
วธทา
ิี ํ
5. แหลงกําเนิดเสียงอันหนึ่งสั่นดวยความถี่ 692 Hz วางไวในอากาศที่อุณหภูมิ 25o C
อยากทราบวาคลื่นเสียงที่ออกจากแหลงกําเนิดนี้จะมีความยาวคลื่นเทาไร (0.5 ม)
วธทา
ิี ํ
6. ถาเห็นฟาแลบและไดยินเสียงฟารองในเวลา 5 วินาที ตอมา จงหาตําแหนงที่ฟาแลบอยูไกล
เทาไร เมออตราเรวเสียงในอากาศ 340 เมตร/วินาที
่ื ั ็ (1700 ม)
วธทา
ิี ํ
7. ชายคนหนึ่งกําลังวายน้ํา เหนเรอบรรทกกาลงจะจม และเห็นแสงไฟจากการระเบิดของเรือ
็ ื ุ ํ ั
1 ครัง แตปรากฏวาไดยินเสียงระเบิดตามมา 2 ครัง ในเวลาหางกัน 2.4 วินาที ถาขณะ
้ ้
นันอัตราเร็วเสียงในอากาศ 340 เมตร/วินาที และอตราเรวเสยงในนา 1496 เมตร/วินาที
้ ั ็ ี ํ้
อยากทราบวาตําแหนงที่เรือจมอยูหางจากชายคนนั้นเทาใด (1056 เมตร)
วธทา
ิี ํ
3
- 4. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
ตอนที่ 2 ธรรมชาตของคลนเสยง
ิ ่ื ี
2.1 การสะทอนของเสยง
ี
เมื่อเสียงไปตกกระทบวัตถุที่มีขนาดใหญกวาความ
ยาวคลื่นเสียง เสียงจะสะทอนออกจากวัตถุนั้นได
ย้ําเพิ่มเติม
1) หากวัตถุมีขนาดเล็กกวาความยาวคลื่นเสียง
เมื่อเสียงตกกระทบ จะเลี้ยวออมไปทางอื่น
ไมสะทอนออกมา
2) หากมีเสียงสะทอนจากหลายแหลง มาถึง
ผูฟงในชวงเวลาทีตางกันมากกวา 0.1 วินาที จะทาใหไดยนเสยงสะทอนหลายเสยง
่ ํ ิ ี ี
เรียกวาเกิด เสียงกอง
8(En 36) คัดขนาดของผลไมในขณะกําลังไหลผานมาตามรางน้ําโดยอาศัยการสะทอนของเสียง
จากเครืองโซนาร โดยตองการแยกผลไมที่มีขนาดใหญกวา และเล็กกวา 7.5 เซนตเิ มตร
่
ออกจากกัน จงหาความถี่เหมาะสมของคลื่นจากโซนาร ( ความเร็วเสียงในน้า = 1500 m/s )
ํ
1. 1 kHz 2. 2 kHz 3. 10 kHz 4. 20 kHz (ขอ 4)
วธทา
ิี ํ
9. เรือลําหนึ่งลอยนิ่งอยูในทะเลไดสงคลื่นสัญญาณเสียงลงไปในน้ําทะเล และไดรบสัญญาณ
ั
เสียงนั้นกลับมาในเวลา 0.6 วินาที เมืออัตราเร็วของเสียงในน้าทะเลมีคา 1500 เมตร/-
่ ํ
วินาที ทะเล ณ บริเวณนี้ลึกเทาไร (450 เมตร)
วธทา
ิี ํ
4
- 5. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
10(En 37) เรือหาปลาลําหนึ่งหาฝูงปลาดวยโซนาร
สงคลื่นดลของเสียงความถี่สูงลงไปในน้ําทะเล
ถาฝูงปลาอยูหางจากเครื่องกําเนิดคลื่นไปทาง
หัวเรือเปนระยะทาง 120 เมตร และอยูลึก
จากผิวน้ําเปนระยะ 90 เมตร หลังจากสง
คลื่นดลจากโซนารไปเปนเวลาเทาใด จึงจะ
ไดรับคลื่นที่สะทอนกลับมา 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 ออกไปยังหนาผาซึ่งอยูหางออกไป
้
300 เมตร ปรากฏวาเขาไดยินเสียงสะทอนกลับหลังจากตะโกนแลว 4 วินาที จงหา
ก) ความเรวเสยง
็ ี (150 m/s)
ข) ความยาวคลื่นเสียง (0.150 เมตร)
วธทา
ิี ํ
12. ชายคนหนึ่งยืนอยูระหวางผา 2 แหง แลวยิงปนออกไป เขาไดยนเสยงครงแรก ครังทีสอง
ิ ี ้ั ้ ่
และสามเมือเวลาผานไป 1 และ 5 วินาที นบจากเรมยง จงหาระยะหาง ระหวางหนาผา
่ ั ่ิ ิ
ทั้งสอง ถาความเร็วเสียงในอากาศเปน 340 เมตร/วินาที (1020 เมตร)
วธทา
ิี ํ
5
- 6. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
13(มช 32) บายวันหนึ่ง ชายคนหนึ่งเปลงเสียงไปยังหนาผาแหงหนึ่ง ปรากฏวาไดยินเสียงของ
ตัวเองสะทอนกลับมาหลังจากเปลงเสียงไปแลว 8 วินาที ตอมาชายคนนีเ้ ดินเขาหาหนาผา
เปนระยะทาง 30 เมตร แลวเปลงเสียงอีก ปรากฏวาไดยินเสียงสะทอนกลับมาหลังจาก
เปลงเสียงไปแลว 5 วินาที อยากทราบวาจุดแรกที่ชายคนนี้ยืนอยูหางจากหนาผากี่เมตร
1. 80.0 2. 857.5 3. 30 4. 27 (ขอ 1)
วธทา
ิี ํ
14. ชายคนหนึ่งอยูหนากําแพงตะโกนเสียงเขาหากําแพง ถาเขาตองการใหเ กดเสยงกองเขาตอง
ิ ี
อยูหางจากกําแพงอยางนอยเทาใด ( ให เสียงมีอตราเร็วในอากาศ 340 เมตร/วินาที ) (17 ม)
ั
วธทา
ิี ํ
15. ถาอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้นมีคาเทากับ 40 องศาเซลเซียส ชายคนหนึ่งจะไดยินเสียง
สะทอนของเสียงทเ่ี ขาตะโกนออกไป เมื่อเขายืนหางจากผนังตึกอยางนอยเทาไร (17.75 ม.)
วธทา
ิี ํ
6
- 7. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
2.2 การหกเหของเสยง
ั ี
จากกฎของสเนลจะไดวา
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 เมือเสียงผานจาก
ุ่ ุ ่
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 เมือชองแคบมีขนาดเล็กกวาความ
้ี ิ ่
ยาวคลื่น หรือความยาวคลืนตองใหญกวาชองแคบ นันเอง
่ ่
17. ถาอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะหนึงเทากับ 340 เมตร/วินาที เสียงแตรรถยนตมความถี่
่ ี
170 เฮิรตซ กอนทรถยนตจะออกจากซอยคนขบรถบบแตรรถยนตเ พอใหสญญาณทาใหคน
่ี ั ี ่ื ั ํ
ซึงยืนอยูบนทางเทา ณ มุมตึกปากซอยไดยนเสียงสัญญาณแตรไดชดเจนจงประมาณขนาด
่ ิ ั
ความกวางของซอย ( 2 ม.)
วธทา
ิี ํ
7
- 8. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
18. คลนเสยงหนงผานเขาทางชองหนาตางกวาง 0.8 เมตร และสูง 1.2 เมตร ในแนวตงฉาก ผู
่ื ี ่ึ ้ั
ฟงทอยขางหนาตางจะไดยนเสยงชดเจน ถาขณะนันอุณหภูมของอากาศ 38oC จงหาความถ่ี
่ี ู ิ ี ั ้ ิ
ของเสียงนี้ ( กําหนดใหเกิดการเลียวเบนในแนวราบ )
้ (442.5 Hz)
วธทา
ิี ํ
2.4 การแทรกสอดของเสียง
ในแนวเสรม หรอ แนวปฏบพ คลืนเสียงมีการเสริมกัน จึงมีเสียงดังกวาปกติ
ิ ื ิ ั ่
ในแนวหกลาง หรอ แนวบพ คลนเสยงมการหกลางกน จึงมีเสียงเบากวาปกติ
ั ื ั ่ื ี ี ั ั
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 ระยะหางจาก 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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
19. คลนชนดหนง เมอเกดการแทรกสอด จะเกดแนวดงรป
่ื ิ ่ึ ่ ื ิ ิ ั ู
ก. คลนนมความยาวคลนเทาใด
่ื ้ี ี ่ื (2m)
ข. ถาคลื่นนี้มีความถี่ 50 Hz จะมความเรวเทาใด
ี ็
วธทา
ิี ํ ( 100 m/s)
20. คลนชนดหนงเมอเกดการแทรกสอดแนวปฏบพท่ี 2 เอยงทามมจากแนวกลาง 30o
่ื ิ ่ึ ่ื ิ ิ ั ี ํ ุ
หากแหลงกาเนดคลนทงสองอยหางกน 4 เมตร
ํ ิ ่ื ้ั ู ั
ก. ความยาวคลนนมคาเทาใด
่ื ้ี ี (1m)
ข. หากคลนนมความเรว 300 m/s จะมีความถี่เทาใด
่ื ้ี ี ็ ( 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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
22. จากรป S1 และ S2 เปนลําโพง 2 ตว วางหางกน 3 เมตร ใหคลนขนาดเดยวกนและมี
ู ั ั ่ื ี ั
เฟสตรงกน ถา P เปนตาแหนงเสยงดงครงทสอง หางจากแนวกลางในทศทามม 30o
ั ํ ี ั ้ั ่ี ิ ํ ุ
คลนทแผมความยาวกเ่ี มตร
่ื ่ี ี
ก. 0.5 ข. 0.75 ค. 0.9 ง. 1.2 (ขอ 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)
ํ ็ ี (ขอ 4)
1. 270 Hz 2. 230 Hz 3. 190 Hz 4. 170 Hz
วธทา
ิี ํ
24(En 41) จากรปเปนทอซงตรงกลางมทางแยกเปนสวนโคงรปครงวงกลมรศมี r เทากบ
ู ่ึ ี ู ่ึ ั ั
14 เซนตเิ มตร ถาอตราเรวของเสยงในทอเทากบ 344 เมตรตอวนาที ใหคลนเสยงเขาไป
ั ็ ี ั ิ ่ื ี
ในทอทางดาน S ความถี่ของเสียงที่ทําใหผูฟงที่ปลายดาน D ไดยนเสยงคอยทสดมคาเทาใด
ิ ี ่ี ุ ี
1. 287 Hz
2. 574 Hz
3. 718 Hz
4. 1075 Hz (ขอ 4)
วธทา
ิี ํ
10
- 11. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
ตอนที่ 3 ความเขมเสียง
3.1 ความเขมเสียง
เสยงทออกมาจากจดกาเนดจะมลกษณะแผออกเปนทรงกลมคลายลกบอล กวางออกไป
ี ่ี ุ ํ ิ ีั ู
เรือย ๆ ความเขมเสยง (I) คอ อตราสวนของกาลงเสยง ตอ พนททเ่ี สยงกระจายออกไป
่ ี ื ั ํ ั ี ้ื ่ี ี
I= P หรอ ื I= P
A 4±R 2
เมื่อ I = ความเขมเสียง (วัตต/ตารางเมตร)
P = กําลังเสียง (วัตต)
A = พนท่ี (ตารางเมตร)
้ื
R = รัศมีวงกลม (เมตร)
โปรดทราบ ความเขมเสียงมากที่สุดที่หูคนเราทนฟงได 1 w/m2
ความเขมเสยงนอยทสดทคนเราไดยนคอ 10–12 w/m2 เราใชสัญลักษณ Io
ี ่ี ุ ่ี ิ ื
ถาเรานําความเขมที่จุดใด ๆ หารดวย Io ผลทไดเ รยกวา ความเขมสัมพัทธ
่ี ี
ดังนั้น ความเขมสมพทธ = I
ั ั
I
o
25. 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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
27(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
ั ี
คาความเขมเสียง เปนคาทีมคานอย ตัวเลขยุงยาก เราจงนยมเปลยนใหอยในรปทดงายขน
่ ี ึ ิ ่ี ู ู ่ี ู ้ึ
คือ รปของ ระดับความเขมเสียง (≤) วธการเปลยน จะใชสมการ
ู ิี ่ี
≤ = 10 log I ≤ = 10 log I
I 10 - 12
o
เมือ ≤ คือ ระดับความเขมเสียง (เดซเิ บล , dB)
่
I คือ ความเขมเสียง (วตต/ ตารางเมตร)
ั
Io คือ ความเขมเสียงนอยสุดทียงไดยน = 10–12 วตต/ ตารางเมตร
่ั ิ ั
หมายเหตุ 1. log 10 = 1
2. log Mx = x log M เชน 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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
30. จงหาระดบความเขมเสยง เสยงเมอผฟงอยหางจากวทยุ 1 เมตร เมอกาลงเสยงของวทยุ
ั ี ี ่ื ู ู ิ ่ื ํ ั ี ิ
เทากบ 4° x 10–3 วัตต
ั ( 90 dB )
วธทา
ิี ํ
31(มช 43) เสยงทมระดบความเขมเสยง 80 เดซิเบล จะมความเขมเสยงในหนวย W/m2 เทาใด
ี ่ี ี ั ี ี ี
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/m2
วธทา
ิี ํ
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. 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 ความเขมเสียงตอนแรก และ ตอนหลัง (วตต/ตารางเมตร)
ั
P1 , P2 คือ กําลังเสียงตอนแรก และ ตอนหลัง (วตต)
ั
R1 , R2 คือ ระยะหางตอนแรก และ ตอนหลัง (เมตร)
34(มช 31) ลําโพง 1 ตว ใหเสียงที่ระดับความเขมของเสียง 60 dB ถาใชลําโพงชนิดเดียวกัน
ั
10 ตว จะใหความเขมของเสียงกี่ dB
ั (ขอ ค)
ก. 600 dB ข. 100 dB ค. 70 dB ง. 60 dB
วธทา
ิี ํ
35(มช 34) ยุงตัวหนึงเมือบินมาทีประตูหองซึงอยูหางจาก นาย ก. 20 เมตร พบวาทําใหระดับ
่ ่ ่ ่
ความดังมาถึงหูนาย ก. มีขนาด 20 เดซิเบล ถายุง 100000 ตว ระดับความดังทีมาถึงหูนาย ก.
ั ่
จะมีขนาดกี่ dB (70 dB)
วธทา
ิี ํ
36(มช 33) เมืออยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงเปนระยะ 5 เมตร วัดระดับความเขมเสียงได 50 dB
่
ถาที่ระยะหางจากแหลงกําเนิดเสียง 50 เมตร ระดับความเขมเสียงจะมีคากีเ่ ดซิเบล (30dB)
วธทา
ิี ํ
14
- 15. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
37(En 44/1) ระดับความเขมเสียงในโรงงานแหงหนึงมีคา 80 เดซิเบล คนงานผหนงใสเ ครอง
่ ู ่ึ ่ื
ครอบหูซงสามารถลดระดับความเขมลงเหลือ 60 เดซิเบล เครืองดังกลาวลดความเขมเสียง
่ึ ่
ลงกีเ่ ปอรเซ็นต (ขอ 4)
1. 80 % 2. 88 % 3. 98 % 4. 99 %
วธทา
ิี ํ
ตอนที่ 4 เสียงดนตรี
4.1 ความดงเบาของเสยง
ั ี
ความดงหรอเบาของเสยงขนอยู อัมปลิจดของคลืนเสียง
ั ื ี ้ึ ู ่
ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดสูง เสียงจะดัง
ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดต่ํา เสยงจะเบา
ี
4.2 ระดับเสยง ( ความทมแหลมของเสยง )
ี ุ ี
ความทุม แหลม ของเสียงจะขึนอยู ความถี่ของคลื่นเสียง
้
ถาคลื่นเสียงมีความถี่สูง เสยงจะแหลม เรยกวา ระดับเสียงสูง
ี ี
ถาคลื่นเสียงมีความถี่ต่ํา เสยงจะทม เรยกวา ระดับเสียงต่ํา
ี ุ ี
ชวงความถี่ของเสียงที่หูคนปกติจะไดยิน คือ ชวง 20 – 20000 Hz เทานน
้ั
เสียงที่มีความถี่ต่ํากวา 20 Hz ลงไปเรียก Infra Sonic
เสียงที่มีความถี่สูงกวา 20000 Hz ขนไปเรยก Ultra Sonic
้ึ ี
หูคนปกติจะไมไดยินเสียงพวกนี้
38. สมบัติของเสียงขอใดที่มีผลตอความดังของเสียงมากที่สุด
ก. ความยาวคลื่น ข. ความถี่ ค. อมพลิจด
ั ู ง. ความเร็วคลืน (ขอ ค)
่
39(มช 37) ความถี่ของคลื่นเสียงที่ระดับความเขมเสียง 70 เดซิเบล ทหของคนปกตไม
่ี ู ิ
สามารถไดยิน คือ
1. 30 2. 1000 3. 10000 4. 30000 (ขอ 4)
15
- 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 Hz
40. ถาระดับเสียงโนต C มีความถี่ 256 Hz เสียงที่ 16 ของระดบเสยง C มีคาเทาไร
ั ี
ก. 512 Hz ข. 1024 Hz ค. 2048 Hz ง. 4096 Hz (ขอ ข)
วธทา
ิี ํ
41. คลื่นเสียงที่ความถี่ 1200 เฮิรตซ เปนเสียงสามคูแปดของเสียงที่มีความถี่เทาไร
ก. 600 ข. 400 ค. 300 ง. 150 (ขอ ง)
วธทา
ิี ํ
4.3 คณภาพเสยง
ุ ี
เวลาเราฟงเสยงเครองดนตรหลาย ๆ ชนิด เชน ขลุย และเปยโน ซงเลนโนตตวเดยวกน
ี ่ื ี ่ึ ั ี ั
พรอม ๆ กัน แตเ รายงสามารถแยกออกไดวา เสียงใดเปนเสียงขลุย เสยงใดเปนเสยงเปยโน
ั ี ี
ทั้งนี้เพราะเสียงทั้งสองจะมีลักษณะที่ตางกัน
ทีเ่ ปนเชนนีเ้ พราะเสียงแตละเสียงจะมี Higher Hamonic และความเขมสัมพัทธ
แตละ Hamonic ไมเทากัน จึงทําใหเสียงแตละเสียงมีลักษณะที่ตางกัน ลักษณะของเสียง
เราเรียกวาคุณภาพเสียง
ตัวอยางสมมุติ 90% 4% 4% 1% 1%
เสียงขลุย โด โดℑ โดℑℑ โดℑℑℑ โดℑℑℑℑ
เสียงเปยโน โด โดℑ โดℑℑ
95% 3% 2%
42(En 41) วงดนตรีทประกอบดวยเครืองดนตรีหลายชนิด เมอเลนพรอมกน แตเราสามารถแยก
่ี ่ ่ื ั
ไดวาเสียงใดเปนเสียงไวโอลิน เสียงใดเปนเสียงขลุย และเสียงใดเปนเสียงเปยโน เนองจาก
่ื
เสียงดนตรีแตละชนิดมีลกษณะเฉพาะตามขอใดทีตางกัน
ั ่ (ขอ 4)
1. ระดบเสียง
ั 2. ระดับความเขมเสียง 3. ความถี่เสียง 4. คุณภาพเสียง
16
- 17. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
43(มช 34) คุณภาพเสียงอธิบายไดดวยคุณสมบัติของเสียงขอใด
ก. ความดังของเสียง และระดับความดัง
ข. ความถี่ของเสียง และความเรวของเสยง
็ ี
ค. ระดบเสียง และความถี่ธรรมชาติ
ั
ง. จานวนฮารโมนก และ ความเขมของเสยงของฮารโมนก
ํ ิ ี ิ (ขอ ง)
4.4 บสตของเสยง
ี ี
หากมีคลื่นเสียง 2 คลื่น ซึ่งมีความถี่ตางกันเล็กนอยเขามาปนกัน คลื่นทั้งสองจะเกิด
การแทรกสอดกันเอง แลวจะไดคลื่นรวมที่มีอัมปลิจูดสูงต่ําสลับกันไป เสียงที่เกิดจากคลื่น
รวมจะมีลักษณะดังสลับกับเบา ปรากฏการณทเ่ี กดขนน้ี เรยกวา บีสตของเสียง
ิ ้ึ ี
จานวนครงทเ่ี สยงดงใน 1 หนวยเวลาเรียก ความถี่บีตส ซึ่งหาจาก
ํ ้ั ี ั
fB = ⇐f1 – f2 ⇐
เมอ f1 คือ ความถี่เสียงที่ 1
่ื f2 คือ ความถี่เสียงที่ 2
และ ความถี่คลื่นเสียงรวมหาจาก
f ϑf
fรวม = 1 2
2
ปกติแลว หูคนเราจะไดยินเสียงบีสตที่มีความถี่ไมเกิน 7 Hz
44(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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
45(มช 32) ในการปรับเสียงเปยโน โดยผูปรับใชวิธีเคาะสอมเสียง ความถีมาตรฐานเทียบกับ
่
เสียงทีไดจากการกดคียเ ปยโนคียหนึง ถาเสียงที่ไดยินเปนลักษณะดังแลวคอยจางหาย แลว
่ ่
ดังอีกเปนจังหวะสลับกันไป เขากจะปรบความตงของลวดเปยโนจนกวาเสยงทไดยน จะดัง
็ ั ึ ี ่ี ิ
เปนเสยงเดยวตอเนองกนไป การกระทําอยางนีอาศัยหลักการของปรากฏการณทเ่ี รียกวา
ี ี ่ื ั ้
ก. Doppler effect (ปรากฏการณดอปเปเปอร) ข. Resonance (กําทอน)
ค. Shock waves (คลื่นกระแทก) ง. Beats (ขอ ง)
46. นกเรยนคนหนงเลนไวโอลนความถ่ี 507 เฮิรตซ และนักดนตรีอกคนหนึงเลนกีตาร ความถี่
ั ี ่ึ ิ ี ่
512 เฮิรตซ ถาทังสองคนเลนพรอมกัน จะเกิดปรากฏการณบีตสที่ความถี่เทาใด (2 Hz)
้
วธทา
ิี ํ
47. ในการปรับเสียงของเปยโนระดังเสียง C โดยเทียบกับสอมเสียงความถี่ 256.0 Hz ถาได
ยินเสียงบีตสความถี่ 3.0 ครัง/วนาที ความถีทเ่ี ปนไปไดของเปยโนมีคาเทาใด (253 , 259 Hz)
้ ิ ่
วธทา
ิี ํ
48. คลื่น 2 ขบวน A และ B มแอมปลจดเทากน คลื่นละ 2 เซนตเิ มตร มีความถี่ 200 และ
ี ิู ั
204 เฮิรตซ ตามลําดับ ถาคลืนทังสองเขารวมกันเปนคลืน C ความถี่ของคลื่น C และ
่ ้ ่
ความถี่บีสตของคลื่น C มีคาเทาใด ในหนวยของเฮรตซ
ิ ( 202 , 4 )
วธทา
ิี ํ
4.5 คลนนง
่ื ่ิ
คลื่นนิ่ง เปนปรากฏการณแทรกสอดของคลืนเสียงทีตกกระทบ กับคลื่นเสียงที่สะทอน
่ ่
จากตัวกลาง ทําใหเกิดตําแหนงเสียงดังและเสียงคอยสลับกันไป
ตาแหนงเสยงดง เรยกวา ปฏิบัพ (A) และ ตาแหนงเสยงคอย เรยกวา บัพ (N)
ํ ี ั ี ํ ี ี
18
- 19. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
49(มช 40) ลําโพง A และ B ในรูปมีกําลัง และสมบัติอื่นๆ เหมอนกนทกประการ ถา A และ B
ื ั ุ
ตางกําลังสงสัญญาณเสียงเปนรายการเพลงที่กําลังออกอากาศทางสถานีวิทยุแหงหนึ่ง โดย
สัญญาณทีปอนเขาสูลาโพงทังสองนีเ่ หมือนกันทุกประการตลอดเวลา ความเขมเสียงที่
่ ํ ้
ตําแหนงตาง ๆ บนแนวแกน (แนวเสนตรง PQ) ทีเ่ ชือมระหวางลําโพงทังสองนีจะมี
่ ้ ้
ลักษณะเปนอยางไร
1. มีคาต่ําสุดที่ R ซึ่งอยูกึ่งกลางระหวาง ลําโพง A และ B พอดี
2. มีคาสม่าเสมอเทากันตลอด
ํ
3. มีคาสูงสุดที่ R
4. มคาเปนศนยทบางตาแหนงระหวาง P และ Q
ี ู ่ี ํ (ขอ 4)
วธทา
ิี ํ
4.6 ความถี่ธรรมชาติ และ การสนพอง ่ั
เมอวตถถกกระทบกระเทอน โดยทัวไปแลววัตถุจะเกิดการสันสะเทือนดวยความถีเ่ ฉพาะ
่ื ั ุ ู ื ่ ่
ตวคาหนง เรียกความถีนวา ความถีธรรมชาติของวัตถุนน เชนลูกตุมทีแขวนติดกับสายแกวง
ั ่ึ ่ ้ี ่ ้ั ่
เมอถกกระทบกระเทอน ก็จะแกวงไปมาดวยความถีธรรมชาติของลูกตุมนัน
่ื ู ื ่ ้
และเมอวตถนนถกแรงภายนอกมากกระทาอยางตอเนองดวยความถเ่ี ทากบความถธรรม
่ื ั ุ ้ั ู ํ ่ื ั ่ี
ชาตของวตถุ จะทําใหวตถุเกิดการสันสะเทือนอยางรุนแรง เราเรยก ปรากฏการณการสันอยาง
ิ ั ั ่ ี ่
รนแรงเนองจากเหตเุ ชนนวาเปน การสนพอง
ุ ่ื ้ี ่ั
50. จงยกตัวอยางการสันพอง มา 2 ตวอยาง่ ั
.................. .................. .................. .................. .................. .................. ...............................
51(En 44/2) ลูก A B C D และ E แขวน
กับเชือกที่ขงตง ดงแสดงในรป เมื่อผลักลูก
ึ ึ ั ู
ตม A ใหแกวง ลูกตุมใดจะแกวงตามลูก
ุ
ตม A อยางเดนชด
ุ ั A C
(ขอ 4.) E
1. ลูกตุม B 2. ลูกตุม C
3. ลูกตุม D 4. ลูกตุม E B
D
19
- 20. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
4.7 การสนพองของเสยง (Resonance)
่ั ี
เมื่อเราสงคลื่นเสียงเขาไปในทอปลายตัน เสยงทสงเขาไปนนจะไปกระทบผนงดานใน
ี ่ี ้ั ั
คลื่นเสียงนั้นจะเกิดการสะทอนออกมา แลวมาแทรกสอดกับคลื่นที่เขาไปเกิดเปนคลื่นนิ่งและ
หากตรงตําแหนงปากทอเปนแนวปฏิบัพของคลื่นนิ่งนั้น จะทําใหโมเลกุลตัวกลาง (อากาศ) สั่น
สะเทือนอยางรุนแรงกวาปกติทําใหเสียงที่ออกมาจากทอนั้น ดังกวาปกติเชนกัน
ปรากฏการณที่มีเสียงดัง อันเกิดจาก
อนุภาคตัวกลางสั่นสะเทือนอยางรุนแรงเชน
น้ี เรียกวาการสันพองของเสียง (กําทอน)
่
ควรทราบเพมเตมเกยวกบการสนพอง
่ิ ิ ่ี ั ่ั
ประการท่ี 1 ทอทีทาใหเกิดเสียงดัง จะตอง
่ ํ
เปนทอทีมความพอดีทจะทําใหปากทออยู
่ ี ่ี
ตรงกับแนวปฏิบพของคลืนนิงพอดี หาก
ั ่ ่
ปากทอตรงกับแนวบัพจะไมเกิดเสียงดัง
ดังแสดงในรูปภาพ
และทสาคญ
่ี ํ ั
ความยาวทีทาใหเกิดสันพองแตละครัง
่ ํ ่ ้
ที่อยูถัดกัน จะอยูหางกัน = ↑
2
ความยาวจากปากทอถงจดทเ่ี กดสนพอง
ึ ุ ิ ่ั
ครังแรก จะมความยาว = ↑
้ ี 4
52(มช 41) วางลาโพงชดกบปลายขางหนงของหลอดเรโซแนนซ เลือนลูกสูบออกชา ๆ
ํ ิ ั ่ึ ่
จนกระทังไดยนเสียงดังเพิมขึนมากทีสดครังแรกทีระยะหางจากปลายหลอด 3.3 เมตร
่ ิ ่ ้ ่ ุ ้ ่
ความเรวเสยงในอากาศมคา 330 เมตร/วนาที จงหาความถีของเสียงจากลําโพง (25 Hz)
็ ี ี ิ ่
วธทา
ิี ํ
20
- 21. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
53. การทดลองหาอตราเรวเสียงในอากาศโดยใชหลอดกาทอน พบวาหลงจากเกดสนพองแลวก็
ั ็ ํ ั ิ ่ั
เลอนลกสบถอยหลงไปอก 25 cm จงเกดสนพองอกครง ถาความถี่ 680 Hz จงหาอัตรา
่ื ู ู ั ี ึ ิ ่ั ี ้ั
เร็วเสียงในอากาศ (340 m/s)
วธทา
ิี ํ
54(En 26) การทดลองเรองการกําทอนของเสียงโดยใชหลอดกําทอน พบวาเกดกาทอนครงแรก
่ื ิ ํ ้ั
และครงทสอง ทีระยะ 0.15 เมตร และ 0.50 เมตร จากปากทอตามลําดับ ถาความเร็วของ
้ั ่ี ่
เสียงใน ขณะนนเทากบ 350 เมตร/วนาที จงหาความถของคลนสยงทใช
้ั ั ิ ่ี ่ื ี ่ี (ขอ ข)
ก. 400 Hz ข. 500 Hz ค. 600 Hz ง. 1000 Hz
วธทา
ิี ํ
ประการท่ี 2 หากมีทอปลายตัน มความยาวขนาดหนง หากเราปรับความถีของเสียงทีเ่ ปา
ี ่ึ ่
เขาไปใหเ หมาะสม อาจทาใหเ กดการสนพองไดเ ชนกน ความถททาใหเ กด
ํ ิ ่ั ั ่ี ่ี ํ ิ
การสันพองนัน 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 , ....
ื ื
ถา n = 1 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงแรก เรยกความถนวา ความถมลฐาน
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี ่ี ู
หรอ Harmonic ท่ี 1
ื
ถา n = 3 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 2 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 2
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี
ถา n = 5 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 3 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 3
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี
หมายเหตุ สูตรนี้ใชสําหรับทอปลายตัน ( คอ ทอทมปลายดานหนงปดไว)
ื ่ี ี ่ึ
21
- 22. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
55. ถาความเรวของเสยงในอากาศเทากบ 340 เมตร/วนาที สอมเสียงจะตองสันดวยความถีตา
็ ี ั ิ ่ ่ ํ่
สุดเทาใดจึงจะทําใหเกิดกําทอนไดเมื่อจอใกลปากกระบอกตวงซึ่งยาว 20 เซนติเมตร (425 Hz)
วธทา
ิี ํ
56(มช 40) โดยปกติคลื่นเสียงจะเขาสูระบบการรับฟงเสียงของหูคนเราโดยผานชองรูหู (ear canal)
ไปตกกระทบเยื่อแกวหูที่ปลายชองรูหูซึ่งจะสั่นตามจังหวะของคลื่นเสียงนั้น ชองรูหูจึงเปน
ดานแรกทชวยขยายสญญาณเสยงทผานเขาไป
่ี ั ี ่ี ถาความยาวของชองรหของคนทวไปมคา
ู ู ่ั ี
ประมาณ 2.5 เซนติเมตร แสดงวาคนเราควรจะรบฟงเสยง ความถ่ี ประมาณกี่เฮิรตซได
ั ี
ไวเปนพิเศษ (ให Vเสียง = 350 m/s)
1. 3000 2. 3500 3. 4600 4. 700 (ขอ 2)
วธทา
ิี ํ
57(En 38) หลอดเรโซแนนซทใชในการทดลองชดหนง จะใหความดนสงสดสามครง เมือเลือน
่ี ุ ่ึ ั ู ุ ้ั ่ ่
ตาแหนงลกสบไปตามความยาวของหลอดเรโซแนนซ ถาตําแหนงสุดทายดัง เมอลกสบหาง
ํ ู ู ่ื ู ู
จากลาโพงมากทสดและหางจากปลายกระบอกสบ 100 เซนตเิ มตร อยากทราบวาลาโพงสน
ํ ่ี ุ ู ํ ่ั
ดวยความถีกเ่ี ฮิรตซ
่ (กําหนดความเร็วเสียงในอากาศเปน 348 m/s) (435 Hz)
วธทา
ิี ํ
22
- 23. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
ในกรณีททอกําทอนมีปลายเปดทังสองขาง 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 , .....
ื ํ ็ ื
ถา n = 1 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงแรก เรยกความถนวา ความถมลฐาน
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี ่ี ู
หรอ Harmonic ท่ี 1
ื
ถา n = 2 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 2 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 2
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี
ถา n = 3 ความถทไดจะทาใหเ กดเสยงดงครงท่ี 3 เรยกความถนวา Harmonic ท่ี 3
่ี ่ี ํ ิ ี ั ้ั ี ่ี ้ี
58. คลืนเสียงขบวนหนึงทําใหเกิดกําทอนลําดับ 1 ในกลองไมกลวงทเ่ี ปดทกดานมความยาว 0.5
่ ่ ุ ี
เมตร ความถธรรมชาตของกลองไมนเ้ี ทากบกเ่ี ฮรตซ (ใหอตราเร็วเสียง = 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. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
59(En 33) ในการดดพณระดบเสยง จะเพิมขึนไดเมือ
ี ิ ั ี ่ ้ ่
ก) ความตึงของสายพิณเพิมขึน
่ ้
ข) สายพิณยาวขึน ้
ค) น้าหนักตอความยาวของสายพิณมีคาเพิมขึน
ํ ่ ้
ง) จานวนคลนนงทเ่ี กดขนในสายพณมจานวนมากขน
ํ ่ื ่ิ ิ ้ึ ิ ีํ ้ึ
จงพจารณาวาขอความขางตนขอใดถก
ิ ู (ขอ 1)
1. ก และ ง 2. ข และ ค 3. ข เทานน
้ั 4. ถูกทุกขอ
วธทา
ิี ํ
60(En 33) เสนลวดยาว 1 เมตร ถกดงดวยแรงดงขนาดหนง เมือดีดจะทําใหเกิดเสียงทีมคา
ู ึ ึ ่ึ ่ ่ ี
ความถีมลฐานเปน 200 เฮิรตซ ถาเพมแรงดงอก 900 นิวตัน จะทาใหคาความถมลฐาน
่ ู ่ิ ึ ี ํ ่ี ู
ของเสียงทีเ่ กิดจากลวดเสนนีเ้ ปลียนไปเปน 400 เฮิรตซ อยากทราบวามวลของเสนลวดน้ี
่
เทากบเทาไร
ั (ขอ 4)
1. 1.22 กรัม 2. 1.44 กรัม 3. 1.66 กรัม 4. 1.88 กรัม
วธทา
ิี ํ
24
- 25. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
ตอนที่ 5 ปรากฏการณดอปเปลอร และ คลืนกระแทก
่
5.1 ปรากฏการณดอปเปลอร
หมายถง ปรากฏการณเ ปลยนแปลงระดบเสยง (ความถของเสยง) เมอแหลงกาเนด
ึ ่ี ั ี ่ี ี ่ื ํ ิ
และ ผสงเกตเุ คลอนทดวย ความเร็วสัมพัทธตอกัน
ู ั ่ื ่ี
เสยงกระจายออกจากเปยโน
ี
ขับรถหนีออก เสมอนลากความยาวคลน
ื ่ื ขบรถเขา เสมือนกดความยาวคลืนเสียง
ั ่
เสียงใหยืดยาวออก จะทําใหความถีเ่ สียง ใหสั้นลง จะทาใหความถเ่ี สยงเพมขน
ํ ี ่ิ ้ึ
ลดลง และไดยนเสยงทุมลง
ิ ี และไดยนเสยงแหลมขน
ิ ี ้ึ
เสียงแตรออกจากมอเตอรไซด
หากความเร็วรถยนตนอยกวา มอเตอรไซด
หากความเร็วรถยนต มากกวา มอเตอรไซด
เสมอนวาความยาวคลนเสยงถกมอเตอรไซด
ื ่ื ี ู เสมือนวาความยาวคลืนเสียง ถูกรถยนตดึง
่
กดดันเขามา ทําใหความยาวคลืนลดลง
่ ใหยืด ทาใหความยาวคลนยาวขน ความถ่ี
ํ ่ื ้ึ
ความถีมากขึน เสยงทไดยนจะแหลม
่ ้ ี ่ี ิ ลดลง เสยงทไดยนจะทม
ี ่ี ิ ุ
25
- 26. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
61(มช 29) ผูโดยสารรถไฟสังเกตไดวา 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. ความเขมเสียง
ค. ความดงเสยง ั ี ง. ระดับเสียง (ขอ ง)
วธทา
ิี ํ
63(En 42/2) ในขณะทีแหลงกําเนิดเสียงเคลือนทีในอากาศนิง ขอใดตอไปนถก
่ ่ ่ ่ ้ี ู (ขอ 1)
1. ความยาวคลืนเสียงทีอยูดานหนาแหลงกําเนิดจะสันกวาความยาวคลืนเสียงทีจด
่ ่ ้ ่ ุ่
ดานหลงแหลงกาเนด
ั ํ ิ
2. ความถีเ่ สียงทีอยูดานหนาแหลงกําเนิดจะต่ากวาความถีเ่ สียงทีจดดานหลังแหลงกําเนิด
่ ํ ุ่
3. ความเร็วเสียงดานหนาแหลงกําเนิดจะสูงกวาความเร็วเสียงดานหลังแหลงกําเนิด
4. ความเรวเสยงดานหนาแหลงกาเนดจะตากวาความเรวเสยงดานหลงแหลงกาเนด
็ ี ํ ิ ํ่ ็ ี ั ํ ิ
วธทา
ิี ํ
64(มช 35) รถมอเตอรไซดคนหนึงแลนตามหลังรถยนตคนหนึงไปบนถนนตรงความเร็ว ของ
ั ่ ั ่
รถยนตเ ปนสองเทาของมอเตอรไซด ถาคนขีมอเตอรไซดบบแตรดวยความถี่ 500 เฮิรตซ
่ ี
ก. คนขับรถยนตไดยนเสียงความถีตากวา 500 เฮิรตซ แตคนขมอเตอรไซดไดยนเสยง
ิ ่ ํ่ ่ี ิ ี
ความถ่ี 500 เฮิรตซ
ข. คนขบรถยนตไดยนเสยงความถสงกวา 500 เฮิรตซ แตคนขมอเตอรไซดไดยนเสยง
ั ิ ี ่ี ู ่ี ิ ี
ความถ่ี 500 เฮิรตซ
ค. คนขับรถยนต และคนขีมอเตอรไซด ไดยนเสยงความถเ่ี ดยวกน
่ ิ ี ี ั
ง. คนขับรถยนตไดยนเสียงความถีสงกวาคนขีมอเตอรไซดไดยน
ิ ่ ู ่ ิ (ขอ ก)
วธทา
ิี ํ
26
- 27. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
65(En 40) ชายคนหนงเคาะสอมเสยงซงมความถ่ี f แลวนาไปแกวงเปนวงกลมในแนวระดบ
่ึ ี ่ึ ี ํ ั
ดังรูป ชายอกคนหนง ซงนงนงอยจะไดยนเสยง ขณะทีสอมเสียงอยูในตําแหนง ABC
ี ่ ึ ่ึ ่ั ่ิ ู ิ ี ่
และ D ดังรูป ดวยความถ่ี fA fB fC และ fD ตามลําดับ ขอตอไปนีขอใดถูก
้
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 = ความถีทผสงเกตุไดยน
่ ่ ่ี ู ั ิ
o s
fs = ความถปกตของตนกาเนดเสยง
่ี ิ ํ ิ ี
Vo = อัตราเร็วเสียง
และหาความยาวคลนโดยใชสมการ
่ื Vs = อตราเรวของตนกาเนดเสียง
ั ็ ํ ิ
← = (Vo fΙ Vs )
s VL = อัตราเร็วของผูสงเกตุ ั
← = ความยาวคลื่นเสียงที่ผูสังเกตุไดยิน
เงือนไขการใชสมการทังสองนี้ คือ
่ ้
ในการแทนคา VL กับ Vs ตองคานงคา +, – ดวย โดยอาศยหลกดงน้ี
ํ ึ ั ั ั
ถา VL , Vs เคลื่อนที่สวนทางกับ Vo จะมีคาเปน +
ถา VL , Vs เคลอนทไปทางเดยวกน Vo จะมีคาเปน –
่ื ่ี ี ั
66. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz ถาเสียงมี
่ิ ็ ิ
อัตราเร็ว 330 เมตร/วนาที จงหาความถี่เสียงที่ไดยินจากคนบนรถไฟขบวนที่ 2 ทวงดวย
ิ ่ี ่ิ
ความเรว 15 m/s เมอ
็ ่ื
ก. รถไฟวิ่งเขาหากัน (575 Hz) ข. รถไฟวิ่งออกจากกัน (437.5 Hz)
27
- 28. Physics Online IV http://www.pec9.com บทที่ 12 เสียง
วิธทา
ี ํ
67. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz
่ิ ็ ิ
ถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาที จงหาความถี่ที่ผูสังเกตไดยินขณะอยูนิ่งเมื่อ
ี ีั ็ ิ
ก. อยหนารถไฟ
ู (550 Hz ) ข. อยูหลังรถไฟ (458.3 Hz )
วิธทา
ี ํ
68. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz
่ิ ็ ิ
ถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาที จงหาความยาวคลื่นเสียง
ี ีั ็ ิ
ก. เมออยหนารถไฟ (0.6 m)
่ื ู ข. เมออยหลงรถไฟ
่ื ู ั (0.72 m)
วิธทา
ี ํ
28