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

พจนานุกรมศัพท์

วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี