เสียง: ความเข้มเสียง การสั่นพ้อง ดอปเปลอร์ (4)

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

เสียง: ความเข้มเสียง การสั่นพ้อง ดอปเปลอร์ (4) (ชุดที่ 1) Pre test

MEDIUM

เสียง: ความเข้มเสียง การสั่นพ้อง ดอปเปลอร์ (4) (ชุดที่ 2) Post test

HARD

เสียง: ความเข้มเสียง การสั่นพ้อง ดอปเปลอร์ (4) (ชุดที่ 3) Post test

เนื้อหา

เสียง (4)

ความถี่มูลฐานกับฮาร์มอนิก

  • ความถี่มูลฐาน (Fundamental mode) เป็นความถี่เสียงต่ำที่สุดที่ออกมาจากแหล่งกำเนิดเสียงอันหนึ่งๆ
  • ฮาร์มอนิก (Harmonic) เป็นความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่มูลฐาน

    • ท่อปลายปิด เช่น เป่าขวด

      - สังเกตท่อปลายปิด Harmonic เป็นเลขคี่
        1, 3, 5, 7, …

      - เนื่องจากความยาวท่อเท่าเดิม แต่จำนวน
        loop มากขึ้น ทำให้ความยาวคลื่น lambda สั้นลง

      - lambda สั้นลงเป็น 3, 5, 7 เท่า นั่นคือ

      f เพิ่มขึ้นเป็น 3, 5, 7 เท่าของ f เดิม
            f equals fraction numerator n v over denominator 4 L end fraction comma n equals 1 comma 3 comma 5 comma...
    • ท่อปลายเปิด เช่น เป่าขลุ่ย

      - ท่อปลายเปิด Harmonic เป็นเลขคี่
        1, 2, 3, …

      - เนื่องจากความยาวท่อเท่าเดิม แต่จำนวน
        loop มากขึ้น ทำให้ความยาวคลื่น lambda สั้นลง

      - lambda สั้นลงเป็น 2, 3, 4 เท่า นั่นคือ

      f เพิ่มขึ้นเป็น 2, 3, 4 เท่าของ f เดิม
             f equals fraction numerator n v over denominator 2 L end fraction comma space n equals 1 comma 2 comma 3 comma...

การประยุกต์ความรู้เรื่องเสียง

นอกจากเราจะใช้เสียงในการสื่อสารระหว่างมนุษย์ด้วยกันและกับสัตว์อื่น ๆ ยังมีการประยุกต์เอาเสียง
ไปใช้ในลักษณะต่างๆมากมาย
1. เสียงด้านวิศวกรรมและอุตสาหกรรม
    วิศวกรใช้คลื่นเหนือเสียงในการตรวจสอบรอยร้าวหรือรอยตำหนิในโลหะ แก้วหรือ เซรามิก
โดยการส่งคลื่นเสียงที่มีความถี่ในช่วง 500 กิโลเฮิรตซ์ ถึง 15เมกะเฮิรตซ์ผ่านเข้าไปในชิ้นงาน
ที่ต้องการตรวจสอบ แล้ววิเคราะห์ลักษณะของคลื่นสะท้อน
2. ด้านการแพทย์
     การใช้เสียงย่านความถี่อุลตราโซนิค(เกิน 20,000 Hz) ในการตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์  โดยอาศัยหลักการส่งคลื่นเข้าไปกระทบกับอวัยวะภายใน แล้อาศัยคุณสมบัติการสะท้อนของเสียงออกมา
แล้วไปแปลงสัณญาณด้วยความพิวเตอร์เป็นภาพให้เห็นได้
3. ด้านการประมงค์และสำรวจใต้น้ำ
    ส่งคลื่นเสียง ลงไปใต้น้ำเพื่อการตรวจหาฝูงปลา และสิ่งแปลกปลอมกีดขวางภายใต้ทะเลลึกและการวัดความลึกของท้องทะเลโดยใช้หลักการของการสะท้อนเสียง ซึ่งเรียกกันว่า "ระบบโซนาร์"
คลื่นเสียงความถี่สูงจะถูกส่งผ่านออกจากหัวตรวจ  ทำให้เกิดคลื่นเสียงสะท้อนกลับ และระยะเวลา
ที่ใช้ในการเดินทางของคลื่นเสียงสะท้อนกลับ จะแปรเปลี่ยนตามระยะทางที่ใช้ซึ่งก็คือ ระยะห่าง
ของโครงสร้าง  แล้วคอมพิวเตอร์ในเครื่องจะทำการประมวลผลแปลสัญญาณออกมาเป็นภาพ    
4. ด้านสถาปัตยกรรม   
    ดังที่กล่าวมาแล้วในเรื่องการสะท้อนของเสียงว่า เสียงสะท้อนจากผนัง พื้น เพดาน ทำให้เกิด
เสียงก้อง ดังเช่นการร้องเพลงในห้องน้ำที่มีผนังและพื้นมีกระเบื้องปู จะมีเสียงก้องจึงเหมาะกับ
การร้องเพลง เพราะทำให้ผู้ร้องเกิดความรู้สึกว่าการร้องเพลงในห้องน้ำเพราะกว่าการร้องใน
ห้องธรรมดา ดังนั้น ห้องสำหรับฟังเพลงหรือร้องเพลงต้องมีการให้เสียงก้องเกิดขึ้นมากกว่าห้องทั่วไป แต่ก็ต้องมีค่าพอเหมาะสมไม่มากเกินไปจนฟังเพลงไม่รู้เรื่อง หรือเกิดความรำคาญ การออกแบบอาคาร ห้องประชุม  ทั้งสถาปนิกและวิศวกรก็ต้องคำนวณล่วงหน้าว่าให้มีเสียงก้องมากหรือน้อยเพียง

5. ด้านธรณีวิทยา
    ในการสำรวจแหล่งแร่ด้วยการวิเคราะห์ชั้นหินต่างๆ นักธรณีวิทยาใช้วิธีการส่งคลื่นเสียงที่มีพลังงานสูงซึ่งได้จากการระเบิดของ ลูกระเบิดขนาดเล็กที่บริเวณผิวโลก คลื่นเสียงที่เกิดจากการระเบิดนี้จะทะลุผ่านชั้นต่างๆ ของเปลือกโลกลงไป เพราะเปลือกโลกประกอบด้วยชั้นหินที่มีลักษณะและความหนาแน่น
แตกต่างกัน ทำให้คลื่นสะท้อนที่แต่ละชั้นของเปลือกโลกมีลักษณะแตกต่างกัน คลื่นเสียงสะท้อนนี้
เมื่อกลับถึงผิวโลกจะเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่ อุปกรณ์เพื่อวิเคราะห์ต่อไป