เสียง ฟิสิกส์ราชมงคล

การสั่นและคลื่นเสียง

SHOCK WAVES หรือ ชอร์กเวฟ

ชอร์กเวฟเกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่นหรือเร็วกว่า จะเกิดปรากฎการณ์ที่ว่าสันคลื่นไม่สามารถที่จะเคลื่อนที่ออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง โดยถ้าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่น สันคลื่นจะเกิดการซ้อนกัน เสริมกันกลายเป็นแอมพลิจูดขนาดใหญ่เรียกว่า ชอร์กเวฟ และเมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่น สันคลื่นจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย โดยมีมุม = sin^-1(v/u) อัตราส่วน u/v เรียกว่า เลขมัค (Mach number) ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้บ่อยมากในสถานการณ์ต่างๆกัน ดังเช่น โซนิกบูม คือ ชอร์กเวฟประเภทหนึ่งของเครื่องบินที่วิ่งเร็วเหนือเสียง คลื่นที่เกิดหลังเรือเร็วก็เป็นชอร์กเวฟอีกประเภทหนึ่ง นอกอวกาศก็สามารถจะเกิดชอร์กเวฟได้ อย่างเช่น ลมสุริยะที่วิ่งด้วยความเร็วสูงเข้าชนสนามแม่เหล็กโลก เป็นต้น

a) เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของคลื่น สันคลื่นจะรวมกันอยู่ที่ยอดก่อให้เกิดชอร์กเวฟขึ้น b) ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้อีกกรณีหนึ่งเมื่อความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง u มากกว่าความเร็วของคลื่น v ในช่วงระยะเวลา หน้าคลื่นจะเคลื่อนที่ได้เป็นระยะ แต่แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้ระยะทางมากกว่า คือ ชอร์กเวฟจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย โดยมีมุม = sin^-1(v/u) อ่านต่อครับ

ทั่วไป

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ตารางธาตุ(ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟิสิกส์

ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์

สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์

กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

เสียง

ค ลื่ นเ สี ย ง

เสียงเกิดจาก การสั่นของวัตถุ เราสามารถทำให้วัตถุสั่นด้วยวิธีการ ดีด สี ตีและเป่า เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้โมเลกุลอากาศสั่นตามไปด้วยความถี่เท่ากับการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง เกิดเป็นช่วงอัดช่วงยายของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งพลังงานของการสั่นจะแผ่ออกไปรอบๆแหล่งกำเนิดเสียง ตรงกลางส่วนอัดและตรงกลางส่วนขยายโมเลกุลอากาศจะไม่มีการเคลื่อนที่(การกระจัดเป็นศูนย์) / แต่ตรงกลางส่วนอัดความดันอากาศจะมากและตรงกลางส่วนขยายความดันอากาศจะน้อยมาก ดังนั้นคลื่นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาวเพราะโมเลกุลของอากาศจะสั่นในทิศเดียวกับทิศที่เสียงเคลื่อนที่ไป ความดังของเสียงจะขึ้นอยู่กับช่วงกว้างของการสั่น(แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดมากเสียงจะดังมาก การเปลี่ยนความดันอากาศนี้สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า จนถึง หูของ ผู้ฟังทำให้ได้ยินเสียง

รูปแสดงการเกิดคลื่นเสียงจากการสั่นของสายกีต้า เพียง 1 ทิศทาง

บททดสอบ

สรรหามาฝาก

ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์

การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์

การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

แบบฝึกหัดประจำสัปดาห์

แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเสียง

v _source = v _sound (Mach 1 ) จ่อที่กำแพงเสียง

เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสียง (v _s = v หรือ Mach 1 ) หน้าคลื่นทางขวาจะถูกอัดกันอยู่ทางด้านหน้า เป็นแนวเส้นโค้ง ทำให้หน้าคลื่นเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน ความดันของคลื่นเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย เรียกว่า คลื่นกระแทก ( shock wave)

ภาพบนคือลูกปืนที่วิ่งด้วยความเร็ว Mach 1.01 จะเห็นคลื่นกระแทกเป็นแนวโค้งหน้าลูกปืนอย่างชัดเจน

กดที่นี่ครับเพื่ออ่านต่อ

ชัค เยเกอร์ มนุษย์ผู้ฝ่ากำแพงเสียง

ประสบอุบัติเหตุ

เพียง 2 วันก่อนขึ้นบินทดลองฝ่ากำแพงเสียง ร้อยเอก ชัค เยเกอร์ แห่งกองทัพอากาศสหรัฐฯ ก็ประสบอุบัติเหตุจากการขี่ม้าจนกระดูกซี่โครงหัก 2 ซี่ และถูกกระแทกจนเกือบหมดสติ ตอนเช้าวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ. 1947 ซึ่งเป็นวันรุ่งขึ้นหลังจากวันที่ประสบอุบัติเหตุ หมอใช้เทปพันรอบตัวเขาเพื่อดามซี่โครงที่หักนั้นไว้ชั่วคราว แขนขวาของเขาก็ยังปวดจนใช้การไม่ได้ แต่หากเขาปล่อยให้เจ้าหน้าที่กองทัพอากาศรู้เรื่องนี้เข้า การบินทดลองซึ่งเป็นความลับสุดยอดครั้งนี้จะต้องเลื่อนออกไปทันที

คลิกครับ

การทดลองเสมือนจริง

เสียง

ข้อสำคัญ การทดลองนี้ต้องใช้โปรแกรมShockwave ถ้าไม่สามารถเห็นภาพได้ต้องดาวโลด Shockwave จึงจะสามารถเล่นได้พร้อมทั้งมีเสียงประกอบด้วย

ทฤษฎีเรื่องบีตส์

การเกิดบีตส์ (Beat) เป็นปรากฎการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง 2 ขบวน ที่มีความถี่แตกต่างกันเล็กน้อย และเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวมคลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน ทำให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป เป็นผลทำให้เกิดเสียงดังเสียงค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง กดที่ภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง ถ้าทดลองไม่ได้ให้ดาวโลด shockwave player

เทคโนโลยีที่ใช้ ความรู้เรื่องบีตส์

เครื่องตรวจหาโลหะ

คุณคงเคยเห็นคนใช้เครื่องตรวจหาโลหะกำลังตรวจหาอะไรบางอย่างตามชายหาด หรือคุณอาจจะเคยถูกตรวจสอบวัตถุระเบิดก่อนเข้าสนามบิน ขณะที่ตำรวจใช้เครื่องสแกนหามีด และ อาวุธ ของพวกวัยรุ่นที่เข้าไปดูงานคอนเสิร์ตเป็นต้น และถ้าคุณทำงานเกี่ยวกับการก่อสร้าง บางครั้งต้องการทราบว่าบริเวณใดมีสายเคเบิล หรือท่อฝังอยู่

เครื่องตรวจหาโลหะที่มีขายอยู่ทั่วไป

ฟิสิกส์ราชมงคล จะบอกเล่าเรื่องราว และหลักการของเครื่องตรวจหาโลหะ พร้อมกับเทคโนโลยีพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลัง ในหน้าถัดไป อ่านต่อครับ

ในห้องทดลองนี้ ประกอบด้วยเด็กซนผู้หนึ่ง กับกระดิ่งอีกอันหนึ่ง ให้เด็กเป็นผู้สังเกต ส่วนกระดิ่งเป็นแหล่งกำเนิดเสียง ทั้งคู่เคลื่อนที่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน แหล่งกำเนิดเสียงมีความถี่ f_s และความถี่ที่ผู้สังเกตได้ยินเป็น f_o

กำหนดให้ ทิศทางการเคลื่อนที่ไปทางขวาเป็นบวก และทางซ้ายเป็นลบ เริ่มต้นด้วย v_o = 4.0 m/s และ v_s = 10.0 m/s และ fs = 200 Hz กดปุ่ม RUN แหล่งกำเนิดเสียงจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าผู้สังเกต ดังนั้นระยะของผู้สังเกตหรือเด็กกับแหล่งกำเนิดเสียงจะห่างเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และความถี่ที่ได้ยิน fo > fs โดยมี Df = fo - fs < 0 กดที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง

ปรากฎการณ์ดอปเปอร์

วิธีทดลอง

ในห้องทดลองปรากฎการณ์ดอปเปอร์นี้ คุณสามารถทดลองได้ด้วยตนเอง โดยสามารถเห็น และได้ยินเสียง จากการทดลองโดยตรง

ในห้องทดลอง

1. ใช้เมาส์คลิกที่คน และสามารถเลื่อนไปมาได้

2. คลิกปุ่ม Sound เมื่อต้องการฟังเสียง

คลิกเข้าสู่การทดลองครับ

ปรากฎการณ์ดอปเปอร์

วางจุดแดงไว้ในกรอบสี่เหลี่ยม แล้วท่านจะได้เห็น ........? คลิกครับ

ปรากฎการณ์ doppler

ดูด้วย windows media คลิกครับ

เสียง

ทดลองเลื่อนคนฟังไปตามตำแหน่งต่างๆ ของลำโพง ขนาดของไฟล์ 406 KB คลิกค่ะ

ทดลองไม่ได้ให้ download ไป setup ก่อนครับ

ภาพเครื่องบินไอพ่น F-18 บินผ่านทะลุกำแพงเสียง หรือบินเร็วเหนือเสียง จะเห็นคลื่นกระแทกเกิดขึ้นเป็นแนวกรวยอยู่ทางด้านหลัง กดที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อดูภาพขนาดใหญ่ ภาพนี้ถ่ายไว้วันที่ 1 กรกฎาคม 1999

คลิกตอบครับ

ชมภาพยนตร์เครื่องบินไอพ่นบินที่ความเร็วเท่าเสียง

เกิดอะไรขึ้นกับรูปร่างของคลื่น ในแผนภาพทางซ้าย ภาพบนเป็นช่องกว้าง คลื่นที่เคลื่อนผ่านไปเกือบเป็นเส้นตรง (การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเป็นเส้นตรง) มีเงาชัดเจนข้างหลังที่กีดขวางแต่ละอัน ในแผนภาพซ้ายมือล่าง คลื่นกระจายออกหลังผ่านช่องแคบ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การเลี้ยวเบน การเลี้ยวเบนจะเห็นได้ชัดเมื่อช่องมีขนาดเท่ากับความยาวคลื่นของคลื่นที่ผ่านไป ภาพถ่ายขวามือนี้แสดงให้เห็นคลื่นทะเลผ่านเข้าไปในท่าเรือ ถ้าสังเกตจะเห็นคลื่นกระจายออกไปในท่าเรือ