ความถี่บีตส์

 

ข้อสำคัญ   การทดลองนี้ต้องใช้โปรแกรมShockwave  ถ้าไม่สามารถเห็นภาพได้ต้องดาวโลด  Shockwave   จึงจะสามารถเล่นได้พร้อมทั้งมีเสียงประกอบด้วย

ทฤษฎีเรื่องบีตส์

การเกิดบีตส์ (Beat)   เป็นปรากฎการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง  2  ขบวน   ที่มีความถี่แตกต่างกันเล็กน้อย  และเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวมคลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน  ทำให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป  เป็นผลทำให้เกิดเสียงดังเสียงค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง

 

ความถี่ของบีตส์หมายถึง  เสียงดังเสียงค่อยที่เกิดขึ้นสลับกันในหนึ่งหน่วยเวลา  เช่น ความถี่ ของบีตส์เท่ากับ  7  รอบ/วินาที  หมายความว่าใน  1 วินาที  จะมีเสียงดัง  7  ครั้ง  และเสียงค่อย  7  ครั้ง

ตัวอย่าง   ถ้าต้องการให้เกิดเสียงดังเป็นจังหวะ ๆ  ห่างกันทุกครึ่งวินาที  จะต้องเคาะส้อมเสียงซึ่งมีความถี่  500  Hz   พร้อมกับส้อมเสียงที่มีความถี่เท่าไร

วิธีทำ   

ต้นกำเนิดของไซเรน (sirens)

   ระหว่างปี ค.ศ. 1793   ถึง   1801  นาย เจ โรบินสัน  ได้สร้างเครื่องมือชนิดหนึ่งที่ให้เสียงได้  ดังรูป  เครื่องมือชนิดนี้ประกอบขึ้นด้วยท่อลม  จะคอยพ่นลมลงบนแผ่นวงกลม ที่เจาะรูไว้ตามขอบของแผ่น  ด้วยการปรับแต่งความเร็ว  นาย โรบินสัน สามารถสร้างความถี่เสียงได้ถึง  720  ครั้งต่อวินาที เขาถึงกับกล่าวถึงเครื่องมือนี้ว่า ให้เสียงคล้ายกับผู้หญิงมาก   ต่อมาในปี  1819  นาย เดอราทัว  ได้ตั้งชื่อเครื่องมือชนิดนี้ว่า ไซเรน (sirens)  ซึ่งแปลว่า นางฟ้า  มาจากนิยายตำนานนางฟ้าของชาวกรีกนั่นเอง    ต่อมาอีกไม่นาน  ไซเรนตัวนี้ก็เป็นเครื่องมือสำหรับงานวิจัยที่สำคัญยิ่ง ของนายเฮอร์มานส์ เฮมส์โฮลล์  ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน

ตารางการบันทึกค่า

การทดลองนี้  เริ่มต้นให้กดลำโพง ที่  400  Hz  ให้อยู่ในสภาวะ  on   ฟังเสียงความถี่  ต่อไปให้กดลำโพงที่  401  Hz  ให้อยู่ในสภาวะ  on    ทดลองนับความถี่  โดยใช้นาฬิการจับเวลาใน  20  วินาที  ว่าเกิดเสียงดังเป็นจังหวะกี่ครั้ง  นำค่าที่ได้หารด้วย  20  บันทึกไว้ในช่องความถี่บีตส์

  จำนวนครั้งใน 20  วินาที

ความถี่บีตส์

(ครั้ง/วินาที)

400 Hz (on) + 401 Hz(on) 20 20/20 = 1
400 Hz (on) + 403 Hz(on) 60 60/20 = 3
400 Hz (on) + ลำโพง 4(on)    
401 Hz (on) + ลำโพง 4(on)    
403 Hz (on) + ลำโพง 4(on)    
400 Hz (on) + ลำโพง 5(on)    
401 Hz (on) + ลำโพง 5(on)    
403 Hz (on) + ลำโพง 5(on)    
ลำโพง 4 (on) + ลำโพง 5(on)    

ลำโพงตัวที่  4  มีความถี่   =     ________________Hz

ลำโพงตัวที่  5  มีความถี่   =     ________________Hz

ผู้ทดลองสามารถอธิบายได้หรือไม่ว่า ทำไมเราจึงสามารถคำนวณหาความถี่ที่ไม่ทราบค่าได้จากการทราบความถี่บีตส์

ตัวอย่าง    ตีส้อมเสียงที่ไม่ทราบค่าความถี่ตัวหนึ่ง  เหนือไซเรน  ปรับความถี่ของไซเรนจนได้เสียงมีความถี่  440   Hz   พร้อมกับเคาะส้อมเสียงไปด้วยปรากฎว่า  ได้ยินเสียงบีตส์ ดังเป็นจังหวะห่างกัน  0.25  วินาที  จงหาความถี่ของส้อมเสียงที่ไม่ทราบค่านี้

วิธีทำ


ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

เรื่องการทดลองเสมือนจริง