ระดับเสียงและคุณภาพเสียง

1. ระดับเสียง ( Pitch )

           การได้ยินเสียง แบ่งการได้ยินออกเป็น 2 ลักษณะคือ เสียงระดับความดังมากหรือน้อย เกิดจากพลังงานของแหล่งกำนิดเสียง  และได้ยินเสียงทุ้มหรือเสียงแหลมซึ่งเกิดจากความถี่เสียงสูงหรือความถี่เสียงต่ำ ต่างกัน ซึ่งเรียกว่า ระดับเสียง ( Pitch )    
           เนื่องจากคนเราได้ยินเสียงที่ความถี่  20 - 20,000  เฮิรตซ์  ความถี่ที่ต่ำกว่า  20 เฮิรตซ์ ลงไปเรียกว่า คลื่นใต้เสียง (Infra Sound) ความถี่ที่สูงกว่า  20,000 เฮิรตซ์ ขึ้นไปเรียกว่า คลื่นเหนือเสียง (Ultra Sound) จะเห็นได้ว่าคนเรารับฟังเสียงได้ในช่วงความถี่หนึ่งเท่านั้น สำหรับสัตว์อื่น ๆ  ก็เช่นเดียวกันคือ จะได้ยินเสียงในช่วงความถี่หนึ่งเช่นกัน ซึ่งช่วงความถี่ที่สัตว์แต่ละชนิดได้ยินก็จะแตกต่างกันไป และต่างจากช่วงความถี่ที่คนได้ยิน นอกจากนี้แล้วแหล่งกำเนิดเสียงแต่ละแหล่งก็ให้เสียงได้ในช่วงความถี่ต่างกัน เช่น คน สามารถเปล่งเสียงได้ในช่วงความถี่ 85 - 1,100  เฮิรตซ์  แมวสามารถเปล่งเสียงได้ในช่วงความถี่ 760 - 1,500  เฮิรตซ์  แต่สามารถได้ยินในช่วงความถี่  60 - 65,000  เฮิรตซ์

         จากตาราง แบ่งเสียงทางวิทยาศาสตร์ เสียงโด(C) ความถี่เสียง 256 Hz  แล้วไล่ลำดับเสียงความถี่สูงขึ้นไปจนครบ 7 ระดับเสียงที่เสียง ที(B)  แล้วขึ้นเสียงโด ( C' ) ซึ่งมีความถี่เสียง 512 Hz เป็นรอบต่อไป จะเห็นว่าเสียง C' (512 Hz) มีความถี่เสียงเป็น 2 เท่าของ C (256 Hz) เรียกเสียงคู่นี้ว่า เสียงคู่แปด ซึ่งเป็นระดับเสียงที่ห่างกัน 8 ตัวพอดี  เสียงคู่แปดยังมีคู่อื่นๆที่เป็นเสียงเดียวกัน แต่ความถี่เป็น 2 เท่า เช่น D กับ D' ฯลฯ 

ที่มา http://orapanwaipan.wordpress.com

2. คุณภาพเสียง ( timbre )

          ลักษณะของคลื่นเสียงที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละแหล่งกำเนิดที่ต่างกันซึ่งจะให้เสียงที่มีลักษณะเฉพาะตัวที่ต่างกัน มีความถี่มูลฐานและฮาร์มอนิกต่าง ๆ ออกมาพร้อมกันเสมอ แต่จำนวนฮาร์มอนิกและความเข้มเสียงจะแตกต่างกันไป   คุณภาพเสียง ช่วยให้เราสามารถแยกประเภทของแหล่งกำเนิดเสียงได้

           การเกิดเสียงของเครื่องดนตรีแบบต่างๆ นอกจากจะเกิดเสียงความถี่มูลฐานของเสียงนั้นออกมาแล้ว เช่น เล่นโน๊ตเสียง C มีความถี่มูลฐาน  256 Hz ออกมาซึ่งเป็นเสียงทีมีความเข้มเสียงมากที่สุด แล้วยังมีความถี่เสียงที่เป็นฮาร์มอนิกอื่นๆ(ความถี่ที่เป็นจำนวนเท่าของความถี่มูลฐาน) ผสมออกมาด้วย แต่ละฮาร์มอนิกที่ออกมาก็ยังมีความเข้มเสียงต่างๆกันไป แต่เสียงความถี่มูลฐานดังมากที่สุด ผู้ฟังจึงได้ยินเสียงมีระดับเสียง C ตามเสียงที่เล่น   เสียงจากเครื่องดนตรีหรือจากแหล่งกำเนิดเสียงต่างชนิด ก็จะให้เสียงที่มีจำนวนฮาร์มอนิก และความเข้มของแต่ละฮาร์มอนิกออกมาต่างกันไป แม้จะเล่นเสียงโน๊ตตัวเดียวกันซึ่งมีความถี่เสียงเท่ากัน  ทำให้เสียงรวมออกมาเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของเสียงจากแหล่งกำเนิดแต่ละชนิด ทำให้ผู้ฟังแยกชนิดของแหล่งกำเนิดเสียงได้ว่าเป็นเสียงขลุ่ย  เสียงไวโอลิน  เสียงเปียโน เป็นต้น

 

รูปแสดงคลื่นเสียงของ Piano และแสดงกราฟความเข้มเสียงแต่ละฮาร์มอนิก
ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/blog-page.html

 

รูปแสดงคลื่นเสียงของ Soprano และแสดงกราฟความเข้มเสียงแต่ละฮาร์มอนิก
ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/blog-page.html



ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/blog-page.html

บีตส์เสียง

          ปรากฏการณ์บีตส์ของเสียง เกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงสองแหล่งที่มีความถี่ต่างกันเล็กน้อย ส่งคลื่นเสียงออกไปทางเดียวกัน คลื่นเสียงมาซ้อนทับกันแบบเสริมและหักล้างสลับกัน ตำแหน่งเสริมและหักล้างไม่อยู่ที่ตำแหน่งเดิม แต่จะเลื่อนไปเรื่อยๆ ทำให้ผู้ฟังที่อยู่นิ่งได้ยินเสียงดังสลับกับเบาผ่านหูเป็นจังหวะต่อเนื่องคงตัว จำนวนครั้งที่ได้ยินเสียงดังในเวลา 1 วินาที่เรียกว่า ความถี่บีตส์ ( fB ) หาความถี่บีตส์ได้จาก สมการ

หูของคนจะได้ยินเสียงความถี่บีตส์เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงทั้งสองความถี่ต่างกันไม่เกิน 7 Hz

รูปแสดงคลื่นเสียงทำให้เกิดบีตส์เสียง

ที่มา thegeniusphysics.blogspot.com 

ที่มา thegeniusphysics.blogspot.com 

รูปแสดงการเกิดบีตส์เสียงจากเสียงความถี่ 19 Hz และ 17 Hz เกิดคลื่นรวม(สีเหลือง) เกิดเสียงดังและเบาเลื่อนตำแหน่งไปเรื่อยๆ 

ที่มา :http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/7.html

ความเข้มเสียงและระดับความเข้มเสียง

1. ความเข้มเสียง
          เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุต้นกำเนิดเสียง ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงสั่นแรงจะทำให้มีแอมปลิจูดมากและถ้าสั่นเบา แอมปลิจูดน้อย เมื่อมีโมเลกุลของอากาศที่อยู่รอบๆแหล่งกำเนิดเสียง และจะเกิดการถ่ายโอนพลังงานเสียงไปสู่ผู้ฟัง  ผู้ฟังจะได้ยินเสียงดังหรือเบาขึ้นกับพลังงานเสียงที่ถ่ายโอนผ่านโมเลกุลอากาศมาว่ามีพลังงานถ่ายโอนมามากหรือน้อย  นอกจากนั้นยังมีเรื่องระยะทางในการถ่ายโอนพลังงานเสียงซึ่งจะมีผลต่อการได้ยินเสียงดังหรือเบาอีกด้วย

กำลังเสียง ( Power of sound wave )
          อัตราการถ่ายโอนพลังงานเสียงของแหล่งกำเนิดเสียง คือพลังงานเสียงที่ส่งออกมาจากแหล่งกำเนิดในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า กำลังเสียง มีหน่วยเป็น  จูลต่อวินาที หรือ วัตต์(watt)  
          สำหรับแหล่งกำเนิดเสียงที่เป็นจุด ถือว่าหน้าคลื่นเสียงจะแผ่ออกไปโดยรอบเป็นรูปทรงกลม โดยมีแหล่งกำเนิดคลื่นเป็นจุดศูนย์กลางของทรงกลมนั้น

 

ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/8.html

จากรูป แสดงการแผ่ของหน้าคลื่นเสียงออกจากแหล่งกำเนิดที่จุดศูนย์กลางทรงกลม  ยิ่งไกลจากแหล่งกำเนิดพื้นที่ผิวทรงกลมที่คลื่นเสียงตกกระทบยิ่งมีค่ามาก

          กำลังเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงส่งออกไปต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ผิวทรงกลม     เรียกว่า     ความเข้มเสียง ( intensity of a sound wave) ถ้าให้กำลังเสียงที่ส่งออกจากแหล่งกำเนิเสียงมีค่าคงตัว จะได้ความสัมพันธ์ว่า

 



 



จากสมการความเข้มเสียง จะเห็นความสัมพันธ์ว่า  

·  ความเข้มเสียง แปรผันตรงกับกำลังเสียงของแหล่งกำเนิด (กำลังเสียงแหล่งกำเนิดมาก ได้ความเข้มเสียงมาก)

· ความเข้มเสียง แปรผกผันกับขนาดพื้นที่ผิวทรงกลมรับเสียง (พื้นที่รับเสียงมาก ความเข้มเสียงน้อย)

· ความเข้มเสียง แปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง  (ยิ่งไกล ความเข้มเสียงยิ่งลดลง)

·  ถ้ามีต้นกำเนิดเสียงหลายแหล่ง  สามารถหาความเข้มเสียงรวมที่ปรากฏที่จุดหนึ่งได้จากการรวมแบบปกติ   โดยความเข้มเสียงรวม = I1 + I2 + I3 + ...

สมการเปรียบเทียบความเข้มเสียง 2 ค่า    

 



         ความเข้มเสียงแปรผันตรงกับค่าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงยกกำลังสอง  ความเข้มเสียงมากจะได้เสียงดัง  ความเข้มเสียงน้อยจะได้เสียงเบา 

ตัวอย่าง  แหล่งกำเนิดสียงมีกำลังเสียง 12.75 วัตต์ ที่ระยะห่างออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง 1 เมตร และ 2 เมตร  ความเข้มเสียงใดจะมากกว่า และมากกว่ากันกี่เท่า   และที่ระยะห่างแหล่งกำเนิด 10 เมตร มีค่าความเข้มเสียงกี่วัตต์ต่อตารางเมตร

แนวคิด   ใช้สมการ 

 

ที่ระยะห่าง 1 เมตร  มีความเข้มเสียงมากกว่าความเข้มเสียงที่ระยะ 2 เมตร เมื่อ P คงตัว  I แปนผกผันกับรัศมี r ยกกำลังสอง  หาอัตราส่วนความเข้มเสียง ได้ว่า

  

 

หาความเข้มเสียงที่ระยะห่าง 10 เมตร  แทนค่าในสมการ

 

 

2. ระดับความเข้มเสียง

          การบอกความดังหรือเบาของเสียงด้วยความเข้มเสียงที่ผ่านมานั้นจะเห็นว่าช่วงจากเสียงเบาที่สุด ไปหาดังที่สุด มีช่วงมากกว่ากันถึง 10 ยกกำลัง 12  เท่า  จึงไม่เหมาะจะใช้บอกถึงความดังหรือเบา จึงเปลี่ยนมาใช้การบอกดัง หรือเบา ด้วยค่า ระดับความเข้มเสียง โดยเทียบมาจากความเข้มเสียง  โดยระดับความเข้มเสียง จะมีลักษณะคล้ายค่าลอกการิทึม ในวิชาคณิตศาสตร์  โดยระดับความเข้มเสียงมีความสัมพันธ์กับความเข้มเสียงต่ำสุด ได้ว่า

 

          จากสมการ ระดับความเข้มเสียง เมื่อแทนค่าความเข้มเสียงสูงสุดที่ทนฟังได้ เมื่อแก้สมการ จะได้ค่าระดับความเข้มเสียงสูงสุดที่ทนฟังได้เท่ากับ 120  dB  และแทนค่าความเข้มเสียงน้อยสุดที่ได้ยินลงไปแล้วแก้สมการ จะได้ระดับความเข้มเสียงน้อยที่สุด 0 dB  ดังนั้นเมื่อบอกระดับความเข้มเสียงจะทำให้ระดับความเข้มเสียงสูงสุดและต่ำสูงต่างกันอยู่เพียง 120 dB หรือ 12 B เท่านั้น

          ถ้ามีการสังเกตที่ 2 ตำแหน่ง ซึ่งมีค่าระดับความเข้มเสียงแตกต่างกัน สามารถเขียนสมการผลต่างของระดับความเข้มเสียงได้ดังนี้

 

ระดับความเข้มเสียงจากแหล่งกำเนิดต่างๆ

แหล่งกำเนิด	ระดับความเข้มเสียง (เดซิเบล, dB )	ผลการรับฟัง
การหายใจปกติ การกระซิบแผ่วเบา สำนักงานที่เงียบ การพูดคุยธรรมดา เครื่องดูดฝุ่น โรงงาน, ถนนที่มีการจราจรหนาแน่น เครื่องเสียงสเตอริโอในห้อง,เครื่องเจาะถนนแบบอัดลม, เครื่องตัดหญ้า ดิสโก้เธค, การแสดงดนตรีประเภทร๊อค ฟ้าผ่าระยะใกล้ๆ เครื่องไอพ่นกำลังขึ้นใกล้ๆ จรวดขนาดใหญ่กำลังขึ้นใกล้ ๆ	10 30 50 60 75 80 90 100   120 130 150 180	แทบจะไม่ได้ยิน เงียบมาก เงียบ ปานกลาง ดัง ดัง    รับฟังบ่อยๆ      การได้ยินจะ    เสื่อมอย่างถาวร   ไม่สบายหู เจ็บปวดในหู แก้วหูชำรุดทันที

3. มลภาวะของเสียง

          ถ้าเสียงที่มีพลังงานมากๆ เข้าสู่หูซึ่งเป็นอวัยวะรับเสียง อาจทำให้เกิดความเจ็บปวดหู หรือเกิดความรำคาญ เสียงจึงเป็นสิ่งที่อาจทำให้เกิดอันตรายได้ เช่น มีผลต่ออารมณ์ ความรู้สึก ตลอดจนตอบสนองต่อสิ่งเร้า ทำให้รู้สึกได้ถึงแหล่งกำเนิดเสียง เช่น เสียงด่า เสียงโกรธ  เสียงไพเราะ  ถ้าเสียงที่ได้ยินทำให้เกิดผลเสียต่อผู้ฟังไม่ว่าจะด้านร่างกายหรือจิตใจ ถือว่าเป็นมลพิษอย่างหนึ่ง
          ในปัจจุบัน ขณะที่เทคโนโลยี่พัฒนามากขึ้น ทำให้เราต้องได้รับมลพิษทางเสียงมากขึ้น  ในการป้องกันมลพิษทางเสียง ได้มีประกาศเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทำงานในบริเวณที่มีเสียงดัง ของกระทรวงมหาดไทย ดังนี้

 

ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/8.html

ที่มา :http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/8.html
        ;http://www.sa.ac.th/winyoo/Sound/sound_intensity.htm



การเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง

เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุต้นกำเนิด คือ เมื่อเราให้งานหรือพลังงานแก่วัตถุต้นกำเนิดเสียง พลังงานของการสั่นจะถ่ายโอนให้กับโมเลกุลของตัวกลางที่อยู่รอบๆ ทำให้โมเลกุลของตัวกลางสั่น แล้วถ่ายโอนพลังงานให้กับโมเลกุลถัดไป มีผลให้คลื่นเสียงแผ่กระจายออกไปโดยรอบแหล่งกำเนิดโดยโมเลกุลของตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นเสียง หลังจากเสียงเคลื่อนที่ผ่านไปแล้วโมเลกุลของตัวกลางแต่ละตำแหน่งยังคงอยู่ที่เดิม นั่นคือ คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านโมเลกุลของตัวกลางจะเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิกในแนวเดียวกับที่การเคลื่อนที่ของเสียง ดังนั้นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาว

เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่ของเสียงในอากาศ  ขณะที่เสียงผ่านอากาศโมเลกุลของอากาศจะเกิดการสั่นทำให้เกิดเป็นช่วงอัด (compression) และช่วงขยาย (rarefaction)

ที่มา http://www.sa.ac.th/winyoo/Sound/Applets/Waves/Lwave01/Lwave01Applet.html

     เมื่อวัตถุแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของโมเลกุลอากาศต่อเนื่องสลับกันไป เกิดการถ่ายถอดพลังงานผ่านโมเลกุลอากาศออกไป บริเวณที่อากาศอัดตัว อากาศจะมีความดันสูงกว่าปกติ และบริเวณที่อากาศขยายตัวจะมีความดันต่ำกว่าปกติ

ที่มา http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=75593

จากรูป          

· ณ ตำแหน่งที่อากาศอัดตัว จะทำให้ความดันอากาศสูงสุด โดยโมเลกุลที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงอัดไม่มีการกระจัด ดังนั้นตำแหน่งนี้การกระจัดโมเลกุลอากาศเป็นศูนย์

· ณ ตำแหน่งที่อากาศขยายตัว จะทำให้ความดันอากาศต่ำสุด โดยโมเลกุลที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงอัดไม่มีการกระจัด ดังนั้นตำแหน่งนี้การกระจัดโมเลกุลอากาศเป็นศูนย์ 

· เมื่อเปรียบเทียบเฟสของกราฟความดันอากาศกับกราฟการกระจัดโมเลกุลอากาศ พบว่ากราฟมีเฟสต่างกัน 90 องศา(โดยเฟสการกระจัดมากกว่า)

·ระยะจากกลางช่วงอัดถึงอัดที่อยู่ถัดกัน หรือขยายถึงขยายที่อยู่ถัดกันไป จะมีระยะห่างกันเท่ากับ 1 ความยาวคลื่น

ที่มา http://www.alicerecordingstudio.com/article_webpage/article_sound_theory_webpage/article_webpage_sound_theory/article_webpage_sound_theory_01.html

ที่มา : http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html 

        :http://www.sa.ac.th/winyoo/Sound/Applets/Waves/Lwave01/Lwave01Applet.html

สมบัติของเสียง

1. การสะท้อนของเสียง
          เสียงเป็นคลื่นจึงมีการสะท้อนตามกฏการสะท้อนของคลื่น คือ มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน รังสีตกกระทบ  รังสีสะท้อน และเส้นปกติต้องอยู่บนระนาบเดียวกัน



          ข้อสังเกตการสะท้อนของเสียงที่ควรทราบ
1.การสะท้อนของเสียงเกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ไปกระทบตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า
2.ขนาดวัตถุหรือตัวกลางที่ไปตกกระทบต้องมีขนาดเท่ากับหรือใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงนั้น
3. เสียงสะท้อนได้ดีกับวัตถุผิวเรียบ แข็ง
4. คลื่นเสียงความถี่สูงสะท้อนได้ดีกว่าความถี่ต่ำ(เมื่ออัตราเร็วเสียงคงตัว จะได้ความถี่เสียงแปรผกผันกับความยาวคลื่นเสียง ดังนั้นความถี่สูงจึงมีความยาวคลื่นสั้น จึงสามารถสะท้อนได้กับวัตถุที่มีขนาดเล็กๆ เช่น Ultra sound )
5. การคำนวณการทะท้อนเสียงใช้สมการชุดเดียวกับคำนวณการเดินทางของเสียง

          เสียงก้อง (Echo)

          เมื่อเราตะโกนออกไป เราจะได้ยินเสียงแรกเป็นเสียงที่ตะโกนต่อมาเราได้ยินเสียงเดิมอีกเป็นครั้งที่สองจากการที่เสียงเดินทางไปตกกระทบวัตถุแล้วสะท้อนกลับมาเข้าหูเรา เรียกว่า "ได้ยินเสียงก้อง" เงื่อนไขของการได้ยินเสียงก้องคือ หลังจากได้ยินเสียงครั้งแรกแล้ว เสียงครั้งที่สองที่สะท้อนมาเข้าหูเราจะต้องใช้เวลาต่างจากได้ยินครั้งแรกไม่น้อยกว่า 0.1 วินาที เพราะถ้าเสียงที่สองสะท้อนมาถึงหูใช้เวลาน้อยกว่า0.1 วินาที หูจะไม่สามารถแยกออกว่าเป็นการได้ยินเสียงสองครั้ง

           ตัวอย่างโจทย์

1.ชายคนหนึ่งตะโกนในหุบเขาได้ยินเสียงสะท้อนกลับมาในเวลา 4 วินาที ขณะนั้นอุณหภูมิของ
อากาศ  15 องศาเซลเซียส

 วิเคราะห์:
          เสียงเดินทางไป  - กลับ ใช้เวลา 4 วินาที
         เสียงเดินทางเทียวเดียวใช้เวลาเพียงครึ่งหนึ่ง    เวลา  =   2 วินาที
         อัตราเร็วของเสียงในอากาศ เมื่ออุณหภูมิ  15  องศาเซลเซียส   

ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/4.html

วิธีทำ

คลื่นนิ่ง

       เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิด เข้าหาสิ่งกีดขวางจะสะท้อนกลับทำให้เกิดคลื่นนิ่งดังรูป

ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/4.html

ตำแหน่ง Antinode เสียงดัง ตำแหน่ง Node เสียงจะค่อย

ตัวอย่างการคำนวณ

1. ผู้ขับรถยนต์คันหนึ่งกำลังเปิดรับฟังวิทยุฟังรายการจากสถานีแห่งหนึ่ง ขณะที่รถกำลัง
เคลื่อนที่เขาหาตึกใหญ่ข้างหน้าด้วยความเร็ว 1 เมตร/วินาที เขาสังเกตว่าวิทยุเงียบ
ไป 2 ครั้งใน 3 วินาที คลื่นวิทยุนั้นมีความยาวคลื่นเท่าไร 

วิเคราะห์ : 
          คลื่นวิทยุเคลื่อนที่เข้าหาตึกจะสะท้อนกลับรวมกับคลื่นเดิมเป็นคลื่นนิ่ง
          ทำให้เกิดตำแหน่ง บัพ (Node) เสียงเงียบ และตำแหน่งปฏิบัพ ( Antinode) เสียงดัง
          เมื่อรถเคลื่อนที่ผ่านเสียงเงียบ 2 ครั้งใน 3 วินาที 

วิธีทำ

                         จากรูป ระยะที่เสียงเงียบหายไป 2 ครั้ง จะเท่ากับความยาวคลื่น

หาความยาว
                            S =  v.t
                                =  1x3
                                =  3  เมตร
ตอบ  คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่น 3  เมตร  

2. การหักเหเสียง

          การหักเหเสียงเกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางซึ่งมีความแตกต่างกัน มีผลทำให้อัตราเร็วเสียงเปลี่ยนแปลงไป และทำให้ความยาวคลื่นเสียงเปลี่ยนแปลงด้วย เนื่องจากความถี่เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงสั่นคงที่  ความสัมพันธ์ของปริมาณของการหักเหคงเหมือนเดิมคือเป็นไปตามกฏของสเนลล์  คือ

ที่มา http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html

          ในกรณีการเกิดมุมวิกฤตของเสียง   เกิดเมื่อเสียงเริ่มต้นจากบริเวณอากาศอุณหภูมิต่ำไปสู่อากาศอุณหภูมิสูงกว่า หรือเริ่มต้นจากบริเวณที่เสียงมีอัตราเร็วน้อย ไปยังบริเวณที่มีอัตราเร็วมาก

           การหักเหเสียงในอากาศ เป็นปรากฏการณ์ที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน เช่นในตอนกลางวันเราเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงทั้งที่ความจริงจะต้องมีเสียง เหตุผลสามารถอธิบายได้ด้วยหลักการหักเหเสียงในอากาศ

ที่มาhttp://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin

           ในตอนกลางวันอากาศที่สูงขึ้นไปจะมีอุณภูมิต่ำกว่าบริเวณใกล้พื้น  ทำให้เสียงจากฟ้าแลบที่ลงมา มีมุมหักเหโกว่ามุมตกกระทบ เมื่อหักเหหลายครั้งทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมดกลับขึ้นไป ไม่มีเสียงมาถึงผู้ฟังที่อยู่บนพื้น 

ตัวอย่างการคำนวณ

           ในตอนกลางวันอากาศที่สูงขึ้นไปจะมีอุณภูมิต่ำกว่าบริเวณใกล้พื้น  ทำให้เสียงจากฟ้าแลบที่ลงมา มีมุมหักเหโกว่ามุมตกกระทบ เมื่อหักเหหลายครั้งทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมดกลับขึ้นไป ไม่มีเสียงมาถึงผู้ฟังที่อยู่บนพื้น

 

 3. การแทรกสอด

          การแทรกสอดของเสียงเกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงอาพันธ์ 2 แหล่ง คลื่นเสียงจากสองแหล่งแผ่เข้าซ้อนทับกันเกิดปฏิบัพ(เสียงดัง) และบัพ(เสียงเบา)  ลากแนวปฏิบัพและบัพได้ตามรูป

ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/4.html

          สมการการแทรกสอด  แหล่งกำเนิดอาพันธ์ส่งคลื่นเสียงเฟสตรงกัน
เมื่อจุดสังเกต P อยู่บนแนวแทรกสอดปฏิบัพ(เสียงดัง)  และจุด Q อยู่บนแนวแทรกสอดบัพ(เสียงเบา)

รูปแสดงการเกิดแนวการแทรกสอดจากแหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์
ที่มา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/4.html

ถ้าอัตราเร็วของเสียงในน้ำและในอากาศ เท่ากับ  1400 และ 350 เมตร/วินาที ตามลำดับ  เสียงระเบิดจากใต้น้ำเดินทางมากระทบผิวน้ำด้วยมุมตกกระทบ 30 องศา จงหา sin ของมุมหักเห

4. การเลี้ยวเบนของเสียง

           เสียงเป็นคลื่นจึงแสดงสมบัติการเลี้ยวเบน  การเลี้ยวเบนของเสียงคือปรากฏการณ์ที่เสียงอ้อมสิ่งกีดขวาง หรือลอดผ่านช่องเปิดเดี่ยวเลี้ยวเบนผ่านแยกบนท้องถนน หรือผ่านช่องหน้าต่าง ช่องประตู เสียงจะเลี้ยวเบนได้ดีเมื่อความกว้างของช่องเปิดเท่ากับความยาวคลื่นเสียงนั้น  ดังนั้นในชีวิตประจำวันพบว่าเสียงที่มีความถี่ต่ำ(ความยาวคลื่นมาก) จะเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดต่างๆได้ดีกว่าเสียงความถี่สูง(ความยาวคลื่นน้อย)

ที่มา thegeniusphysics.blogspot.com

จากรูป คนสามารถได้ยินเสียงจากวิทยุได้ แม้ว่าจะมีมุมห้องบังเสียงไว้เพราะว่าเสียงสามารถเลี้ยวเบนได้

           ในกรณีที่มีขบวนวงโยทวาธิตผ่านไปตามท้องถนน พบว่าเสียงกลอง(หน้าคลื่นสีแดง)ซึ่งมีความถี่ต่ำแต่ความยาวคลื่นยาว จะเลี้ยวเบนได้ดีกว่าเสียงจากเครื่องเป่า(หน้าคลื่นสีน้ำเงิน) ซึ่งมีความถี่เสียงสูง เนื่องจากการเลี้ยวเบนดีช่องกว้างต้องเท่ากับหรือใกล้เคียงความยาวคลื่นเสียง

รูปการเลี้ยวเบนคลื่นผ่านช่องเดี่ยว

ที่มา thegeniusphysics.blogspot.com

   
การเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดเดี่ยว บางกรณีหลังจากเลี้ยวเบนแล้วไปเกิดการ

แทรกสอดกันอีก เกิดแนวบัพและปฏิบัพ คำนวณการแทรกสอดกรณีนี้ได้จาก

สมการ

ที่มา thegeniusphysics.blogspot.com

ที่มา :http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/4.html
        :http://thaigoodview.com/node/76450