การแทรกสอดของคลื่นเสียง
พฤหัสบดี, 09 มิถุนายน 2011

ออออออออออออออออออออออออออออออ

รูปส่วนอัด-ขยายของคลื่นเสียง

อออออเนื่องจากคลื่นเสียงมีลักษณะแตกต่างจากคลื่นบนผิวน้ำ เพราะจะมีลักษณะการเคลื่อนที่เหมือนกับคลื่นจากการยืดหดของขดลวดสปริง ในขณะที่ผิวน้ำจะแกว่งตัวขึ้นลงเวลาที่คลื่นผิวน้ำเคลื่อนตัวผ่านไป ซึ่งการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงจะอาศัยการเปลี่ยนแปลงทางความกดดันระหว่างอนุภาคในตัวกลางนั่นเอง โดยจะมีทั้งส่วนอัด (Compression) และส่วนขยาย (Rarefaction) ซึ่งสามารถเทียบได้กับส่วนยอดคลื่น (Crest) และท้องคลื่น (Trough) ของคลื่นบนผิวน้ำนั่นเอง

อออออเมื่อมีคลื่นเสียงจากแหล่งกำเนิด 2 แหล่งเคลื่อนที่ไปพบกันจะทำให้เกิดการรวมกันของคลื่นเป็นคลื่นลัพธ์ซึ่งมี  2 ลักษณะ คือ รวมกันแบบเสริมกันหรือหักล้างกัน ตำแหน่งที่คลื่นรวมกันแบบเสริมกันเรียกว่า ปฏิบัพ (Antinode) ซึ่งตำแหน่งนี้เสียงจะดัง และตำแหน่งที่คลื่นรวมกันแบบหักล้างกัน เรียกว่า บัพ (Node) ซึ่งตำแหน่งนี้เสียงจะเบา

รูปการแทรกสอดของคลื่นเสียงทำให้เกิดแนวปฏิบัพและแนวบัพ

อออออการรวมคลื่นเสียงแบบหักล้างทำให้เสียงค่อยลงหรือไม่ได้ยินเลยเป็นหลักการสำคัญของเทคโนโลยีการลดเสียงรบกวน ที่ครอบหูป้องกันเสียงดังของนักบินสร้างคลื่นเสียงที่เหมือนกับภาพสะท้อนของเสียงออกมาเพื่อหักล้างเสียงรบกวน จนทำให้นักบินในห้องเครื่องปลอดภัยจากเสียงรบกวน และการออกแบบท่อไอเสียรถยนต์ให้หักล้างกับเสียงจากท่อระบายอากาศในเครื่องยนต์ได้ท่อไอเสียที่แบบเก็บเสียง

อออออสำหรับสูตรการคำนวณเรื่องการแทรกสอดของคลื่นเสียงนั้น ก็เหมือนกับสูตรการคำนวณที่เคยกล่าวถึงในเรื่องการแทรกสอดของคลื่นทุกประการ ดังนี้

หากกำหนดให้จุด P เป็นจุดที่อยู่บนเส้นปฏิบัพ และจุด Q เป็นจุดที่อยู่บนเส้นบัพ

ำหรับแนวปฏิบัพ

Path difference : «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfenced close=¨|¨ open=¨|¨»«mrow»«msub»«mi»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«mi»P«/mi»«mo»-«/mo»«msub»«mi»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi»P«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mi»n§#955;«/mi»«/math» เมื่อ n = 0, 1, 2, 3, ...

สำหรับแนวบัพ

Path difference : «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfenced close=¨|¨ open=¨|¨»«mrow»«msub»«mi»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«mi»Q«/mi»«mo»-«/mo»«msub»«mi»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi»Q«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mfenced»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mrow»«/mfenced»«mi»§#955;«/mi»«/math» เมื่อ n = 1, 2, 3, ...

แต่ถ้าหากจุดที่เรากำลังพิจารณานั้นอยู่ไกลมากเมื่อเทียบกับระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดคลื่นทั้งสอง เราอาจประมาณได้ว่า

ำหรับแนวปฏิบัพ

Path difference : «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»dsin§#952;«/mi»«mo»=«/mo»«mi»n§#955;«/mi»«/math» เมื่อ n = 0, 1, 2, 3, ...

สำหรับแนวบัพ

Path difference : «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»dsin§#952;«/mi»«mo»=«/mo»«mfenced»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mrow»«/mfenced»«mi»§#955;«/mi»«/math» เมื่อ n = 1, 2, 3, ...

ตัวอย่าง S1 และ S2 เป็นลำโพงสองตัว วางห่างกัน 3 เมตร ในที่โล่ง  Q เป็นผู้ฟังอยู่ห่างจาก S1 5 เมตร และห่างจาก S2 4 เมตร เสียงความถี่ต่ำสุดที่หักล้างกันทำให้ Q ได้ยินเสียงเบาที่สุดจะเป็นเท่าใด ถ้าอัตราเร็วเสียงในอากาศเป็น 340 เมตร/วินาที

วิธีทำ

อออออออออออออออจาก «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfenced close=¨|¨ open=¨|¨»«mrow»«msub»«mi»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«mi»Q«/mi»«mo»-«/mo»«msub»«mi»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mi»Q«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mfenced»«mrow»«mi»n«/mi»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mrow»«/mfenced»«mi»§#955;«/mi»«/math»

อออออออออออออออเมื่อ λ มีค่ามากที่สุด n ต้องมีค่าน้อยที่สุด ซึ่งเท่ากับ 1 จะได้ว่า

อออออออออvvvvvvvvvvvvvออออออ«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mtable columnalign=¨left¨ rowspacing=¨0¨»«mtr»«mtd»«mfenced close=¨|¨ open=¨|¨»«mrow»«mn»5«/mn»«mo»-«/mo»«mn»4«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»(«/mo»«mn»1«/mn»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mi»§#955;«/mi»«mo»)«/mo»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mfrac»«mi»§#955;«/mi»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mi»§#955;«/mi»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§nbsp;«/mo»«mi»m«/mi»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/math»

อออออออออออออออจาก  v = λf

xxxxxxxxxxxxxxx 340 = 2f

xxxxxxxxxxxxxxxxx f = 170  Hz

xxxxxxxxxxx ดังนั้นเสียงมีความถี่ต่ำสุด 170 Hz


link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิ้งค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิ้งค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations