บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง

บทท 7

คลนกล และ เสยง

อ.ณภทรษกร สารพฒนสาขาวชาฟสกส คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยราชภฏเทพสตร ลพบร

หวขอบรรยาย

• การเกดคลนกล

• ประเภทคลน

7.1 การเกดคลนกล

1. แห ล ง ขอ ง ก า ร รบก วน

(source of disturbance)การเกดคลนกลไดนนประกอบดวยสามสง

2. ตวกลาง

(medium)

3. อนตรกรยาระหวางตวกลางทต าแหนงขางเคยงกน

เชน ในกรณนคอแรงระหวางโมเลกลของน า

7.1 การเกดคลนกล

1. แหลงของการรบกวน คอ

คนสนเชอก

3. อนตรกรยาระหวางตวกลาง เชน

ในกรณนคอแรงระหวางโมเลกล

ของเชอก

2. ตวกลาง คอ เชอก

การเกดคลนกลไดนนประกอบดวยสามสง

จะเหนไดวา พลงงานจากการรบกวนจะเคลอนทตามคลนไป

7.1 การเกดคลนกล

• อนภาคของเชอกจะสนเพยงขนลง

เทานนไมไดเคลอนทไปพรอมกบ

คลน

ทศทางการเคลอนทของคลน

ทศทางการเคลอนทของอนภาค

7.1 การเกดคลนกล

A

B

สรปไดวา : “คลนกคอการถายทอดพลงงานจากแหงหนงไปยงอกแหงหนง โดยทตวกลางไมไดเคลอนท

ไปพรอมกบคลน”

การถายทอดพลงงาน

ค าถามชวนคด

เปนไปไดหรอไมทเราสามารถใชเสยงท าใหแกวแตกได

และเปนไปไดหรอไมท นกรองโอเปรา ทมเสยงแหลม

มากๆ สามารถสงเสยงรองทท าใหแกวแตกได

7.2 ชนดของคลน (Wave Type)

เนองจากการเคลอนทแบบคลนเกดจากการรบกวนสภาวะสมดลทางฟสกส ท าใหเกดการสงผานพลงงานจากทหนงไปอกทหนง โดยจ าเปนตองมตวกลางหรอไมกได ดงนนในการแบงชนดของคลนจงแบงออกไดเปนชนดตาง ๆ ดงน

2. แบงชนดของคลนโดยพจารณา การ

อาศยตวกลางในการเคลอนท

1. แบงชนดของคลนโดยพจารณา การอาศย

ตวกลางในการเคลอนท

1. แบงชนดของคลนโดยพจารณาการอาศยตวกลางในการเคลอนท สามารถแบงคลนไดเปน 2 ชนด คอ

II. คลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Wave) คอ คลนทไมตองอาศยตวกลางในการเคลอนท เชน คลนแสง, คลนวทย เปน

ตน

I. คลนกลหรอคลนยดหยน (Mechanical Wave หรอ

Elastic Wave) คอ คลนทอาศยตวกลางในการเคลอนท

โดยตวกลางจะเกดการสนท าใหเกดการสงผานพลงงานจากทหนง

ไปยงอกทหนง เชน คลนเสยง, คลนน า, คลนในเสนเชอก เปน

ตน

2. แบงชนดของคลน โดยพจารณาทศทางของการเคลอนทของคลน และของตวกลางท ถกรบกวน สามารถแบงไดเปน 2 ชนด คอ

I. คลนตามขวาง (Transverse Wave) คอ คลนทท าใหอนภาคของตวกลางทคลนเคลอนทผานมการเคลอนท

ไปกลบในทศทางทตงฉากกบทศทางการเคลอนของคลน

เชน คลนน า, คลนในเสนเชอก เปนตน

II. คลนตามยาว (Longitudinal Wave) คอ คลนทท าใหอนภาคของตวกลางทคลนเคลอนทผานมการเคลอนทไปกลบใน

ทศทางทเดยวกนกบทศทางการเคลอนของคลน เชน คลนเสยง, คลนในสปรง เปนตน

7.2 ชนดของคลน (Wave Type)

7.2 ประเภทคลน

7.2 ประเภทคลน

7.2 ประเภทคลน

7.2 ประเภทคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน:ความถและคาบ

7.3 การอธบายลกษณะของคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : ความยาวคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : อตราเรวคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : อตราเรวคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : อตราเรวคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : อตราเรวคลน

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : แอมพลจด

7.3 การอธบายลกษณะของคลน : แอมพลจดตวอยางท 7.1 ใหหาอตราเรวของคลนตามขวางคลนหนงทมระยะหางทองคลนเปน 10 m และจดหนงบนคลนใชเวลา 4 วนาท ในการเคลอนทขนลงครบหนงรอบ

ตวอยางท 7.2 หาความยาวคลนของเสยงทมความถ 528 Hz (ตรงกบเสยงโดสง๗ ก าหนดใหความเรวเสยงในอากาศเปน 341 m/x

7.4 คณสมบตของคลน

7.4 คณสมบตของคลน

7.4 คณสมบตของคลน : การสะทอน

7.4 คณสมบตของคลน : การสะทอน

7.4 คณสมบตของคลน : การสะทอน

ตวอยางท 7.3 กลาสเรอเคาะทองเรอดวยคอน เกดเสยงสะทอนจากกนมหาสมทรกลบมาถงตวเขาในเวลา 0.50 s หลงจากเคาะ อยากทราบวากนมหาสมทรลกจากเรองเทาใด ใหความเรวเสยงในน าทะเลเทากบ 1500 m/s

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

ตวอยางท 7.4 คลนเคลอนทจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง โดยมมมตก 30o และเกดมมหกเห 45o ถาคลนมมมตกกระทบ 45o จะเกดมมหกเหเทาใด

7.4 คณสมบตของคลน : การหกเห

7.4 คณสมบตของคลน : การแทรกสอด

7.4 คณสมบตของคลน : การแทรกสอด

7.4 คณสมบตของคลน : การแทรกสอด

7.4 คณสมบตของคลน : การแทรกสอด

7.4 คณสมบตของคลน : การเลยวเบน

7.4 คณสมบตของคลน : การเลยวเบน

7.5 เสยง

7.6 การเกดเสยงและอตราเรวของคลนเสยง

7.5 เสยง

7.5 เสยง

7.5 เสยง

7.5 เสยง

ตวอยางท 7.5 นายฟงไดยนเสยงตะโกนของนายดง หลงจากนายดง ไดตะโกนไปแลว 3 วนาท ถาขณะนนอณหภมของอากาศมคาเทากบ 20 oC นายดงและนายฟง อยหางกนเปนระยะทางเทาไร

7.5 เสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

ตาราง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยงตวอยางท 7.6 ถานกเรยนวดระดบความเขมเสยงของแตรรถยนตคนหนงได 70 dB ถารถยนตชนดเดยวกนเพมขนเปน 10 คน บบแตรพรอมกน ๆ กน ระดบความเขมเสยงทนกเรยนวดไดจะมคาเทาไร (ระยะทางจากนกเรยนถงรถยนตเทาเดม)

ตวอยางท 7.7 นกหวดตวหนงถกเปาออกมาดวยเสยง ดวยก าลงคงท ถานกเรยนเคลอนทออกจากนกหวดเปนระยะสองเทาจากระยะเดม ระดบความเขมของเสยงจะลดลงก dB

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

7.7 ระดบความเขมเสยง

ตวอยางท 7.8 อลตราซาวนมอตราเรวในเนอเยอเทากบ 1500 m/s (ก.) ค านวณหา รายละเอยดทเลกทสดทสามารถมองเหนไดในการ อลตราซาวนทมความถ 2 MHz (ข.) ลกขนาดไหนทอลตราซาวนสามารถวเคราะหได (ค.) ใชเวลานานเทาไรทอลตราซาวนจะเดนทางไปกลบจากทความลก 0.1 m

7.8 ปรากฏการณของเสยง : บตส

7.8 ปรากฏการณของเสยง : บตส

7.8 ปรากฏการณของเสยง : บตส

7.8 ปรากฏการณของเสยง : บตส

ตวอยางท 7.9 คลนเสยง 2 ขบวนมาพบกนเกดบตส 4 บตส/วนาท และไดยนเสยงความถ 350 Hz จงหาความถจรงของคลนทงสองน

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : เรโซแนนซ

ตวอยางท 7.10 เราสามารถสรางเสยงได โดยการเปาลมผานปากขวดน าอดลม เสยงทเกดขนนนเปนผลของการเกดเรโซแนนซของเสยงภายในขวดนนเอง ถาเราสมมตใหขวดน าอดลมเปนทอปลายปดหนงดาน ปลายเปดหนงดาน ทมความยาว 25 cm จงหาความถของสามอารมอนคแรกทสามารถเกดขนได (สมมตใหอตราเรวของเสยงในอากาศมคาเทากบ 340 m/s)

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

ตวอยางท 7.11 รถไฟเปดหวดซงมความถ 3000 Hz แลนดวยความเรว 80 m/s ถาเสยงมความเรวในอากาศ 340 m/s จงหาความถทปรากฏตอผฟง ทยนอยหนารถไฟ และยนอยหลงรถไฟ

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

ตวอยางท 7.12 รถไฟสองขบวนแลนสวนกนบนรางขนานดวยความเรวทเทากน 100 m/s อตราเรวของเสยงในขณะนนมความเรว 340 m/s ถารถไฟขบวนนเปดหวดทมความถ 4000 Hz ผโดยสารในรถไฟอกขบวนหนงจะไดยนความถเทาใด พจารณาเฉพาะขณะทรถไฟก าลงวงเขาหากนแตยงไมสวนเลยกนไป

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : ปรากฏการดอปเพลอร

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

ตวอยางท 7.13 ประมาณอตราเรวของเครองบน F-18 ถาอตราเรวของเสยงในอากาศมคาเทากบ 350 m/s

7.8 ปรากฏการณของเสยง : คลนกระแทก

7.9 การรบรเสยงของมนษย

7.9 การรบรเสยงของมนษย

7.9 การรบรเสยงของมนษย