5 เสียงและการได้ยิน

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ฟสิกส บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ! ! ตอนท่ี 1 ความเร็วเสียง เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ซึ่งสงผลใหโมเลกุลของอากาศเกิดการอดั ตัว และขยาย ตวั แลวเกิดการถายทอดพลังงานไปได โดยที่อนุภาคอากาศไมไดเคลื่อนที่ไปกับพลังงานนั้น เมอ่ื พจิ ารณาการเคลอ่ื นทข่ี องเสยี งนน้ั จะพบวาเสยี งมีลกั ษณะเปน คลื่นตามยาว และ การเดิน ทางของเสียงนั้นตองอาศัยตัวกลางเสมอ เชน ในกรณนี ้ี ตัวกลางก็คือ อากาศนน่ั เอง ดงั นน้ั เสียงจึงมีลักษณะเปน คลื่นกล อกี ดว ย !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 1(มช 38) วางกระดิ่งไฟฟาที่สงเสียงดังตลอดเวลา และหลอดไฟฟาที่ใหแสงสวางในครอบแกว ที่ภายในเปนสูญญากาศแลว ขอใดถูกตองที่สุด 1. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง แตเ หน็ แสงจากหลอดไฟ 2. ไมไดยินเสียงกระดิ่ง และไมเห็นแสงจากหลอดไฟ 3. ไดยินเสียงกระดิ่ง และ เห็นแสงจากหลอดไฟ 4. ไดยินเสียงกระดิ่ง แตไ มเ หน็ แสงหลอดไฟ !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" อตั ราเรว็ เสยี ง v = fλ เราอาจหา อตั ราเรว็ เสยี งไดจ าก v = st หรอื s = ระยะทางที่เสียงเคลื่อนที่ได (m) f = ความถี่เสียง (Hz) เมอ่ื v = อตั ราเรว็ (m/s) t = เวลา (s) λ = ความยาวคลื่น (m) ! \"!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ปจ จยั ทมี่ ีผลตอ อตั ราเรว็ เสยี ง 1. ความหนาแนนของตัวกลาง อตั ราเรว็ ในตวั กลางทม่ี คี วามหนาแนน มากกวา จะมีคามากกวาในตัวกลางที่มี ความหนาแนน นอ ยกวา ตารางแสดงอัตราเร็วของเสียงในตัวกลางตาง ๆ ทอ่ี ณุ หภมู ิ 25oC ตัวกลาง อตั ราเรว็ (m/s) อากาศ 346 นาํ้ 1,498 นาํ้ ทะเล 1,531 เหล็ก 5,200 2. อุณหภูมิ อตั ราเรว็ เสยี ง จะแปรผนั ตรงกบั รากท่ี 2 ของอณุ หภมู เิ คลวนิ เพราะอุณหภูมิสูงขึ้น จะทําใหโมเลกลุ มีพลังงานจลนมากขึ้น การอดั ตวั และขยายตวั เรว็ ทําใหเสียงเคลื่อนที่ได เรว็ ขน้ึ ดว ย จงึ ไดว า V ∝ T และสําหรับในอากาศนั้น เราสามารถหาอตั ราเรว็ เสยี งทอ่ี ณุ หภมู ติ า ง ๆ ได โดยอาศยั สมการ v = vo + 0.6 t หรอื v = 331 + 0.6 t เมอ่ื vo = อตั ราเรว็ เสยี งทอ่ี ณุ หภมู ิ 0oC = 331 m/s t = อณุ หภมู ิ (oC) !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 2(มช 31) ตัวกลางที่คลื่นเสียงผาน 3 ชนดิ คือ นาํ้ ทะเล น้ําบริสุทธิ์ และ ปรอท ณ อณุ หภมู ิ เดียวกัน ขอใดเรียงลําดับความสามารถในการถายทอดคลื่นเสียงจากดีที่สุด ไปหาเลวที่สุด ก. น้ําบริสุทธิ์ ปรอท นาํ้ ทะเล ข. นาํ้ ทะเล น้ําบริสุทธิ์ ปรอท ค. ปรอท นาํ้ ทะเล น้ําบริสุทธิ์ ง. นาํ้ ทะเล ปรอท น้ําบริสุทธิ์ ! #!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 3(มช 33) อตั ราเรว็ ของเสยี งในอากาศนง่ิ ขน้ึ อยกู บั ขอ ใด 1. ความถี่ของการสั่นของแหลงกําเนิด 2. อณุ หภมู ขิ องอากาศ 3. ความเรว็ ของแหลงกาํ เนิดเสียง 4. ความเขมของเสียง 4(มช 31) อตั ราเรว็ ของเสยี งเปลย่ี นอยา งไรกบั อณุ หภมู ิ ก. แปรผนั โดยตรงกบั อณุ หภมู อิ าศาเซลเซยี ส ข. แปรผนั โดยตรงกบั อณุ หภมู เิ คลวนิ ค. แปรผนั ผกผนั กบั รากทส่ี องของอณุ หภมู ิ องศาเซลเซยี ส ง. แปรผนั โดยตรงกบั รากทส่ี องอณุ หภมู เิ คลวนิ 5. ณ อณุ หภมู ิ 35oC อตั ราเร็วเสียงในอากาศจะมากกวา ณ อณุ หภมู ิ 30oC อยกู เ่ี มตรตอ วนิ าที ก. 3 ข. 6 ค. 12 ง. 34 6. ขณะเรอื ขดุ เจาะนาํ้ มันเกดิ ระเบดิ กลางมหาสมทุ ร เรอื ลาดตระเวนลาํ หนง่ึ สามารถตรวจรบั สัญญาณคลื่นเสียงจากใตทองเรือไดกอนที่จะไดยินเสียงที่มาทางอากาศถึง 20 วินาที เรอื ลาด ตระเวนลาํ นอ้ี ยหู า งจากทเ่ี กดิ เหตกุ ก่ี โิ ลเมตร ถาความเร็วเสียงในน้ําทะเลมีคา 1531 m/s และความเร็วเสียงในอากาศขณะนั้นมีคา 346 m/s ก. 8.94 ข. 16.3 ค. 25.8 ง. 30.6 7. แหลงกําเนิดเสียงสั่นดวยความถี่ 692 เฮริ ตซ ในอากาศท่ีมอี ุณหภมู ิเปน 25oC จงหาวา จดุ 2 จุดบนคลื่นเสียงที่มีเฟสตางกัน 60o จะหางกันเทาไร 1. 8.3 cm 2. 12.0 cm 3. 25.0 cm 4. 50.0 cm ! $!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ตอนท่ี 2 สมบัติของคลื่นเสียง สมบัติที่ 1 การสะทอ นของเสยี ง เมื่อเสียงไปตกกระทบวัตถุที่มีขนาดใหญกวาความยาวคลื่น เสียง เสียงจะสะทอนออกจากวัตถุนั้นได ย้ําเพิ่มเติม 1) หากวัตถุมีขนาดเล็กกวาความยาวคลื่นเสียง เมอ่ื เสยี งตก กระทบ จะเลี้ยวออมไปทางอื่น ไมสะทอนออกมา 2) หากมีเสียงสะทอนจากหลายแหลง มาถึงผูฟงในชวงเวลาที่ ! ตางกันมากกวา 0.1 วินาที จะทาํ ใหไ ดย นิ เสยี งสะทอ นหลายเสยี ง เรียกวาเกิด เสียงกอง !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 8(En 36) คัดขนาดของผลไมในขณะกําลังไหลผานมาตามรางน้ําโดยอาศัยการสะทอนของเสียง จากเครอ่ื งโซนาร โดยตองการแยกผลไมที่มีขนาดใหญกวา และเล็กกวา 7.5 เซนตเิ มตร ออกจากกนั จงหาความถี่เหมาะสมของคลื่นจากโซนาร ความเรว็ ของเสยี งในนาํ้ = 1500 เมตรตอ วนิ าที 1. 1 kHz 2. 2 kHz 3. 10 kHz 4. 20 kHz 9(En 37) เรือหาปลาลําหนึ่งหาฝูงปลาดวยโซนาร ! สงคลื่นดลของเสียงความถี่สูงลงไปในน้ําทะเล ถาฝูงปลาอยูหางจากเครื่องกําเนิดคลื่นไปทาง หัวเรือเปนระยะทาง 120 เมตร และอยูลึกจาก ผิวน้ําเปนระยะ 90 เมตร หลังจากสงคลื่นดล จากโซนารไ ปเปนเวลาเทาใด จึงจะไดรับคลื่นที่สะทอนกลับมา ! %!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน กําหนดความเร็วเสียงในน้ําทะเล = 1,500 m/s !!! 1. 0.1 s 2. 0.2 s 3. 0.3 s 4. 0.4 s 10. ชายคนหนึ่งตะโกนเสียงมีความถี่ 1,000 ครง้ั /วินาที ออกไปยังหนาผาซึ่งอยูหางออกไป 300 เมตร ปรากฏวาเขาไดยินเสียงสะทอนกลับหลังจากตะโกนแลว 4 วินาที จงหา ก) ความเรว็ เสยี ง ข) ความยาวคลื่นเสียง 11(มช 32) บายวันหนึ่ง ชายคนหนึ่งเปลงเสียงไปยังหนาผาแหงหนึ่ง ปรากฏวาไดยินเสียงของ ตัวเองสะทอนกลับมาหลังจากเปลงเสียงไปแลว 8 วินาที ตอ มาชายคนนเ้ี ดนิ เขา หาหนา ผา เปนระยะทาง 30 เมตร แลวเปลงเสียงอีก ปรากฏวาไดยินเสียงสะทอนกลับมาหลังจาก เปลง เสยี งไปแลว 5 วินาที อยากทราบวาจุดแรกที่ชายคนนี้ยืนอยูหางจากหนาผากี่เมตร 1. 80.0 2. 857.5 3. 30 4. 27 12(En 42/1) เรอื ลาํ หนง่ึ วง่ิ เขา หาหนา ผาเรยี บดว ยความเรว็ 10 เมตรตอ วนิ าที เมอ่ื เปด หวดู ขน้ึ คนในเรือไดยินเสียงหวูดสะทอนจากหนาผาในเวลา 2.0 วินาที ถาขณะนั้นความเร็วเสียง ในอากาศเปน 350 เมตรตอ วนิ าที ขณะเปด หวดู เรอื หา งจากหนา ผาเปน ระยะเทา ใด 1. 340 m 2. 350 m 3. 360 m 4. 370 m !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" สมบัติที่ 2 การหกั เหของเสยี ง จากกฎของสเนลจะไดวา sinθ 1 = vv12 = λ1 = TT12 = n21 sinθ 2 λ2 เมอ่ื θ1 และ θ2 คือ มุมในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ V1 และ V2 คือ ความเร็วคลื่นในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ λ1 และ λ2 คือ ความยาวคลื่นในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ T1 และ T2 คือ อณุ หภมู ิ (เคลวนิ ) ในตัวกลางที่ 1 และ 2 ตามลําดับ n21 คือ คาคงที่ เรยี กชอ่ื วา ดชั นหี ักเหของตวั กลางท่ี 2 เทียบกับตัวกลางที่ 1 ! &!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 13. อากาศบรเิ วณ X ทอ่ี ณุ หภมู ิ 27oC บรเิ วณ Y มอี ณุ หภมู ิ 21oC เม่อื เสยี งผา นจาก ก. ดชั นีหกั เหของตวั กลาง Y เมื่อเทียบกับตัวกลาง X เปนเทาใด ข. ถาในตัวกลาง Y เสยี งมอี ตั ราเรว็ 342 m/s ในตัวกลาง X เสยี งจะมอี ตั ราเรว็ เทา ใด 14. เมื่อเสียงผานตัวกลาง A ไปยังตัวกลาง B อตั ราสว น sin มุมตกกับมุมหักเหเปน 0.98 ถาอุณหภูมิอากาศในตัวกลาง B เปน 18oC จงหาอณุ หภมู อิ ากาศในตวั กลาง A !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" สมบัติที่ 3 การเลย้ี วเบนของเสยี ง การเล้ยี วเบนจะเกิดไดด ี เมอ่ื ชองแคบมีขนาดเล็กกวาความยาวคลื่น หรอื ความยาวคลื่นตองใหญกวาชองแคบ นน่ั เอง !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 15. ชอ งหนา ตา งกวา ง 0.8 m สูง 1.2 m จะใหเสียงที่มีความถี่มากที่สุดเทาไร ผานไป โดยเกดิ การเลย้ี วเบนในแนวราบ (กําหนด อณุ หภมู ใิ นอากาศ 38oC) !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" สมบัติที่ 4 การแทรกสอดของเสยี ง ในแนวเสริม หรอื แนวปฏิบัพ คลื่นเสียงมีการเสริมกัน จึงมีเสียงดังกวาปกติ ในแนวหักลาง หรอื แนวบพั คลื่นเสียงมีการหักลางกัน จึงมีเสียงเบากวาปกติ สูตรที่ใชคํานวณเกี่ยวกับ การแทรกสอดคลน่ื ! ! สําหรับแนวปฏิบัพลําดับที่ n(An) S1P – S2P = n λ d sin θ = n λ ! '!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน เมอ่ื P คือ จุดซึ่งอยูบนแนวปฏิบัพลําดับที่ n(An) S1P คือ ระยะจาก S1 ถึง P S2P คือ ระยะจาก S2 ถึง P λ คือ ความยาวคลื่น (m) n คือ ลําดับที่ของปฏิบัพนั้น d คือ ระยะหางจาก S1 ถึง S2 θ คือ มุมที่วัดจาก A0 ถึง An สําหรับแนวบัพลําดับที่ n(Nn) S1P – S2P = (n – 12 )λ n คือ ลําดับที่ของแนวบัพนั้น d sin θ = (n – 12 ) λ !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 16. จากรปู S1 และ S2 เปน ลําโพง 2 ตวั วางหางกัน 3 เมตร ใหคลื่นขนาดเดียวกันและมี เฟสตรงกัน ถา P เปน ตาํ แหนง เสยี งดงั ครง้ั ทส่ี อง หางจากแนวกลางในทิศทํามุม 30o คลื่นที่แผมีความยาวกี่เมตร ก. 0.5 ข. 0.75 ค. 0.9 ง. 1.2 17. A และ B เปน ลําโพง 2 ตัววางหางกัน 2 เมตร ในที่โลง P เปน ผูฟงหางจาก A 4 เมตร และหางจาก B 3 เมตร เสียงความถี่ต่ําสุดที่คลื่นหักลางกันทําใหไดยินเสียงเบาที่สุดเปนเทาไร (กําหนด ความเรว็ เสยี ง = 340 m/s) 1. 270 Hz 2. 230 Hz 3. 190 Hz 4. 170 Hz 18(มช 39) ชายคนหนึ่ง ไดยินเสียงที่ชัดเจนความถี่หนึ่ง ซง่ึ เขาเชอ่ื วา ตอ งมคี วามถอ่ี ยู ในชวง 500 – 1000 Hz เสียงนี้มากจากแหลง แหลงกําเนิด 2 แหลง ที่ใหความถี่เทากัน ชายคนนี้ พบวาเสียงจะดังที่สุด ณ. จุดที่อยูหางจากแหลงกําเนิดทั้งสองเทากัน เพื่อที่จะหาคาความถี่นี้ เขาจงึ เดนิ ตอ ไปจากบรเิ วณทเ่ี สยี งดงั ทส่ี ดุ และเขาพบวาเสียงจะเบาที่สุด เมื่อระยะทางจาก แหลงกําเนิด ทั้งสองตางกันเปน 0.2 เมตร จงหาความถี่ของเสียง (ในหนวยเฮิรตซ) ทป่ี ลอ ยออกมาจากตนกําเนดิ (กาํ หนด อณุ หภมู ขิ องอากาศเปน 15oC) ! (!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 19. S1 และ S2 เปน ลําโพง 2 ตวั ใหเสียงที่มีเฟสเดียวกัน *\"!!!!!!!#+!!!!!!*#! ความถี่เทากัน จดุ A และจุด B เปน จดุ ที่มีเสียงเบาที่สุด .! ระหวาง A และ B มีความเขมเสียงมากที่สุดเพียง จุดเดียว จงหาความถี่ของลําโพงทั้งสอง ถา X มีคา 5 เมตร ใหอ ตั ราเรว็ เสยี ง 330 m/s และ S1 , S2 อยูหางกัน 2 เมตร ,!!!!!!!!!!!!!!!!!-! 20. S1 และ S2 เป็นแหลงกําเนิดอาพันธที่ใหคลื่นเฟสตรงกัน มีความถี่ 20 Hz วางอยูหางกัน 40 เซนตเิ มตร จดุ A และ จดุ B เปนตําแหนงปฏิบพั และระหวางจุด A และ B จะมี ตําแหนงปฏิบัพิอีก 7 ตาํ แหนง จงหาคา ความเร็วของคล่นื ท่สี งออกมา ! 21. S1 และ S2 เปน็ ลาํ โพง 2 ตวั อยูหางกัน 6 เมตร ชายผูหนึ่งอยูที่จุด P ไดยินเสียงชัดเจนถามวาในขณะ ทเ่ี ขาเดนิ จากจดุ P ไป Q เขาจะรูสึกวาเสียงหายไปกี่ครั้ง กําหนดความถี่จากลําโพงทั้งสองมีคาเทากัน คือ 510 Hz และมีเฟสตรงกันความเร็วเสียงในอากาศ 340 m/s 22(En 41) จากรูปเปนทอซึ่งตรงกลางมีทางแยกเปนสวนโคงรูปครึ่งวงกลมรัศมี r เทากับ 14 เซนตเิ มตร ถา อตั ราเรว็ ของเสยี งในทอ เทา กบั 344 เมตรตอ วนิ าที ใหคลื่นเสียงเขาไป ในทอทางดาน S ความถี่ของเสียงที่ทําใหผูฟงที่ปลายดาน D ไดยินเสียงคอยที่สุดมีคาเทาใด 1. 287 Hz ! 3. 718 Hz 2. 574 Hz ! 4. 1075 Hz )!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ตอนท่ี 3 บีสต คลน่ื นง่ิ และ สน่ั พอ งของเสียง การเกิดบีสต (Beat) หากมีคลื่นเสียง 2 คลื่น ซึ่งมีความถี่ตางกันเล็กนอยเขามาปนกัน คลื่นทั้งสองจะเกิดการ แทรกสอดกนั เอง แลวจะไดคลื่นรวมที่มีอัมปลิจูดสูงต่ําสลับกันไป เสียงที่เกิดจากคลื่นรวมจะ มีลักษณะดังสลับกับเบา ปรากฏการณที่เกิดขึ้นนี้ เรยี กวา บีสตของเสียง จํานวนครั้งที่เสียงดังใน 1 หนวยเวลาเรยี ก ความถี่บีตส ความถี่บีสต (fB) หาจาก fB = f1 – f2  เมอ่ื f1 คือ ความถี่เสียงที่ 1 f2 คือ ความถี่เสียงที่ 2 ความถี่บีสต คือ จาํ นวนครง้ั ทเ่ี สยี งดงั ไมใชความถี่คลื่นเสียง หากจะหาความถี่คลื่น เสยี งรวมหาจาก fรวม = f1 + f2 2 ปกติแลว หูคนเราจะไดยินเสียงบีสตที่มีความถี่ไมเกิน 7 Hz !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 23(En 31) เมื่อจะทําการทดลองเกี่ยวกับสมบัติของคลื่นเสียงเรื่องบีสต เราจาํ เปน ตอ งใช 1. เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณเสยี ง 1 เครอ่ื ง ลําโพง 1 ตวั 2. เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณเสยี ง 1 เครอ่ื ง ลําโพง 2 ตวั 3. เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณสยี ง 2 เครอ่ื ง ลําโพง 2 ตวั 4. เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณเสยี ง 3 เครอ่ื ง ลําโพง 3 ตวั ! /!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 24(มช 32) ในการปรบั เสยี งเปย โน โดยผูปรับใชวิธีเคาะสอมเสียง ความถี่มาตรฐานเทียบกับ เสียงที่ไดจากการกดคียเปยโนคียหนึ่ง ถาเสียงที่ไดยินเปนลักษณะดังแลวคอยจางหาย แลว ดังอีกเปนจังหวะสลับกันไป เขาก็จะปรับความตึงของลวดเปยโนจนกวาเสียงที่ไดยิน จะดงั เปน เสยี งเดยี วตอ เนอ่ื งกนั ไป การกระทําอยางนี้อาศัยหลักการของปรากฏการณที่เรียกวา ก. Doppler effect (ปรากฏการณด อปเปเปอร) ข. Resonance (กําทอน) ค. Shock waves (คลื่นกระแทก) ง. Beats 25(En 41) นกั เรยี นคนหนง่ึ เลน ไวโอลนิ ความถ่ี 507 เฮริ ตซ และนกั ดนตรอี กี คนหนง่ึ เลน กตี าร ความถี่ 512 เฮริ ตซ ถาทั้งสองคนเลนพรอมกัน จะเกิดปรากฏการณบีตสที่ความถี่เทาใด 1. 2.5 Hz 2. 5.0 Hz 3. 10 Hz 4. 509.5 Hz 26(En 40) ในการปรบั เสยี งของเปย โนระดงั เสียง C โดยเทียบกับสอมเสียงความถี่ 256.0 Hz ถาไดยินเสียงบีตสความถี่ 3.0 ครง้ั /วินาที ความถี่ที่เปนไปไดของเปยโนมีคาเทาใด 1. 256 Hz 2. 254.5 หรอื 257.5 Hz 3. 253 หรอื 259 Hz 4. 250 หรอื 262 Hz 27. คลื่น 2 ขบวน A และ B มีแอมปลิจูดเทากัน คลื่นละ 2 เซนตเิ มตร มีความถี่ 200 และ 204 เฮริ ตซ ตามลําดับ ถาคลื่นทั้งสองเขารวมกันเปนคลื่น C ความถี่ของคลื่น C และ ความถี่บีสตของคลื่น C มีคาเทาใด ในหนว ยของเฮริ ตซ 1. 200 และ 2 2. 202 และ 4 3. 204 และ 6 4. 206 และ 8 28(มช 45) สอมเสียง 2 อนั อันหนึ่งมีการสั่นดวยความถี่ 440 เฮริ ตซ อีกอันไมทราบความถี่ ในการสั่น ถาสอมเสียงทั้ง 2 สั่นพรอมกัน จะปรากฎเสียงมีความถี่บีตสเปน 3 เฮริ ตซ แตถานําเอาขี้ผึ้งมาติดที่สอมเสียงอันที่ไมทราบความถี่ในการสั่น แลวทําใหสอมเสียงทั้ง 2 สน่ั พรอ มกนั อกี ครง้ั ปรากฎวาเสียงบีตสหายไป ถามวาสอมเสียงที่ไมทราบความถี่ในการ สั่นมีความถี่เทาใดในหนวยเฮิรตซ 1. 446 2. 443 3. 437 4. 434 ! \"0!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน คลื่นน่งิ คลืน่ นง่ิ เปนปรากฏการณแทรกสอดของคลื่นเสียงที่ตกกระทบ กับคลื่นเสียงที่สะทอน จากตัวกลาง ทําใหเกิดตําแหนงเสียงดังและเสียงคอยสลับกันไป ตาํ แหนง เสยี งดงั เรยี กวา ปฏิบัพ (A) ตาํ แหนง เสยี งคอ ย เรยี กวา บัพ (N) ! !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 29(มช 40) ลําโพง A และ B ในรูปมีกําลัง และสมบัติอื่น ๆ เหมือนกันทุกประการถา A และ B ตางกําลังสงสัญญาณเสียงเปนรายการเพลงที่กําลังออกอากาศทางสถานีวิทยุแหงหนึ่ง โดยสญั ญาณทป่ี อ นเขา สลู าํ โพงทง้ั สองนเ่ี หมอื นกนั ทกุ ประการตลอดเวลา ความเขมเสียง ทต่ี าํ แหนง ตา ง ๆ บนแนวแกน (แนวเสน ตรง PQ) ที่เชื่อมระหวางลําโพงทั้งสองนี้จะมี ลักษณะเปนอยางไร 1. มีคาต่ําสุดที่ R ซึ่งอยูกึ่งกลางระหวางลําโพง A และ B พอดี 2. มีคาสม่ําเสมอเทากันตลอด 3. มีคาสูงสุดที่ R 4. มีคาเปนศูนยที่บางตาํ แหนงระหวาง P และ Q !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! \"\"!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน การสน่ั พอ งของเสยี ง (Resonance) เมอ่ื เรานําจุกปากกา หรอื ทอปลายตันเล็ก ๆ มาผิว จะพบวาบางครั้งจะมีเสียงดังวี๊ดออกมา ทั้งนี้เพราะลม หรือเสียงที่เราเปาเขาไปมีลักษณะเปนคลื่น เมอ่ื ไปกระทบผนงั ดานในจะ เกิดการสะทอนออกมา แลวมาแทรกสอดกับคลื่นที่เขาไป จะเกิดเปนคลื่นนิ่งและ หาก ! ตรงตําแหนงปากทอเปนแนวปฏิบัพของคลื่นนิ่งนั้นจะทําใหโมเลกุลตัวกลาง (อากาศ) สั่น ! สะเทือนอยางรุนแรงกวาปกติทําใหเสียงที่ออกมาจากทอนั้น ดังกวาปกติเชนกัน ปรากฏการณที่มีเสียงดัง อันเกิดจากอนุภาคตวั กลางส่ันสะเทอื น ! อยา งรนุ แรงเชน น้ี เรียกวาการสั่นพองของเสียง (กําทอน) ควรทราบเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสั่นพอง ประการท่ี 1 ทอที่ทําใหเกิดเสียงดัง จะตอ ง เปนทอที่มีความพอดีที่จะทําใหปากทออยู ตรงกับแนวปฏบิ ัพของคล่นื น่งิ พอดี หากปากทอตรงกับแนวบัพจะไมเกิดเสียงดัง ดงั แสดงในรปู ภาพ และที่สําคัญ ความยาวที่ทําใหเกิดสั่นพองแตละครั้ง ! ที่อยูถัดกัน จะอยูหางกัน = λ2 ความยาวจากปากทอถึงจุดที่เกิดสั่นพอง ครง้ั แรก จะมีความยาว = λ4 ! !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 30. การทดลองหาอตั ราเรว็ เสยี งในอากาศโดยใชห ลอดกาํ ทอน พบวาหลังจากเกิดสั่นพองแลวก็ เลื่อนลูกสูบถอยหลังไปอีก 25 cm จงึ เกดิ สน่ั พอ งอกี ครง้ั ถาความถี่ 680 Hz จงหาอตั รา เร็วเสียงในอากาศ ! \"#!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 31(En 26) การทดลองเรอ่ื งการกาํ ทอนของเสยี งโดยใชห ลอดกาํ ทอน พบวา เกดิ กาํ ทอนครง้ั แรก และครั้งที่สอง ที่ระยะ 0.15 เมตร และ 0.50 เมตร จากปากทอตามลําดับ ถา ความเรว็ ของ เสียงใน ขณะนั้นเทากับ 350 เมตร/วินาที จงหาความถี่ของคลื่นสียงที่ใช ก. 400 Hz ข. 500 Hz ค. 600 Hz ง. 1000 Hz 32(En 43/1) หลอดแกวรูปทรงกระบอกปลายเปดขางหนึ่ง ถานํามาใสน้ําใหมีระดับตาง ๆ กัน แลวนําสอมเสียงที่กําลังสั่นใหเกิดเสียงไปไวใกลปากหลอด จะพบวามีความสูงของน้ําใน หลอดแกว 2 คา ที่ทําใหเกิดเสียงดังกวาเดิม ครง้ั แรกมนี า้ํ ในหลอดแกวสงู 15 เซนตเิ มตร ครง้ั ท่ี 2 มีน้ําในหลอดแกวสูง 47 เซนตเิ มตร สอมเสียงสั่นดวยความถี่กี่เฮิรตซ ถา อตั ราเรว็ เสียงในอากาศขณะนั้นมีคา 352 เมตรตอ วนิ าที 33(มช 41) วางลําโพงชิดกับปลายขางหนึ่งของหลอดเรโซแนนซ เลื่อนลูกสูบออกชา ๆ จนกระทั่งไดยินเสียงดังเพิ่มขึ้นมากที่สุดครั้งแรกที่ระยะหางจากปลายหลอด 3.3 เมตร ความเร็วเสียงในอากาศมีคา 330 เมตร/วินาที จงหาความถี่ของเสียงจากลําโพง !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ประการท่ี 2 หากมีทอปลายตัน มีความยาวขนาดหนึ่ง หากเราปรับความถี่ของเสียงที่เปา เขาไปใหเหมาะสม อาจทําใหเกดิ การสน่ั พอ งไดเ ชนกัน ความถี่ที่ทําใหเกิด การส่ันพองน้ัน สามารถคํานวณหาไดจาก f = 4nLv เมอ่ื f คือ ความถี่เสียงที่เปาเขาไปแลวทําใหเกิดการสั่นพอง ! v คือ ความเรว็ เสยี ง m/s L คือ ความยาวลําอากาศ หรอื ความยาวทอกําทอน (m) n คือ จาํ นวนเตม็ บวกค่ี คือ 1 , 3 , 5 , 7 , 9 , .... ถา n = 1 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งแรก เรียกความถี่นี้วา ความถี่มูลฐาน หรอื Harmonic ที่ 1 ถา n = 3 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งที่ 2 เรียกความถี่นี้วา Harmonic ที่ 2 ถา n = 5 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งที่ 3 เรียกความถี่นี้วา Harmonic ที่ 3 หมายเหตุ สูตรนี้ใชสําหรับทอปลายตัน ( คือ ทอที่มีปลายดานหนึ่งปดไว) ! \"$!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 34(มช 40) โดยปกติคลื่นเสียงจะเขาสูระบบการรับฟงเสียงของหูคนเราโดยผานชองรูหู (ear canal) ไปตกกระทบเยื่อแกวหูที่ปลายชองรูหูซึ่งจะสั่นตามจังหวะของคลื่นเสียงนั้น ชองรูหูจึงเปน ดา นแรกทช่ี ว ยขยายสญั ญาณเสยี งทผ่ี า นเขา ไป ถา ความยาวของชอ งรหู ขู องคนทว่ั ไปมคี า ประมาณ 2.5 เซนติเมตร แสดงวาคนเราควรจะรบั ฟง เสยี ง ความถ่ี ประมาณกี่เฮิรตซได ไวเปนพิเศษ (ให Vเสียง = 350 m/s) 1. 3000 2. 3500 3. 4600 4. 700 35(En 38) หลอดเรโซแนนซท ใ่ี ชใ นการทดลองชดุ หนง่ึ จะใหความดันสูงสุดสามครั้ง เมอ่ื เลอ่ื น ตําแหนงลูกสูบไปตามความยาวของหลอดเรโซแนนซ ถาตําแหนงสุดทายดัง เมื่อลูกสูบหาง จากลําโพงมากที่สุดและหางจากปลายกระบอกสูบ 100 เซนตเิ มตร อยากทราบวาลําโพงสั่น ดวยความถี่กี่เฮิรตซ (กําหนดความเรว็ เสยี งในอากาศเปน 348 m/s) 36(En 32) เมื่อนําลําโพงที่กําลังสงเสียงความถี่ 700 เฮริ ตซ ไปจอที่ปลายเปดของหลอดแกวที่มี ปลายอีกขางหนึ่งปด และตั้งอยูบนพื้นราบ ถามวาจะตองเติมน้ําลงในหลอดแกวกี่ลูกบาศก– เซนตเิ มตร เพื่อทําใหไดยินเสียงดังมากกวาปกติออกมาจากหลอดแกว กาํ หนด ใหหลอดแกว มพี น้ื ทห่ี นาตดั 10 cm2 ยาว 13 cm และ ความเร็วเสียงในอากาศ 350 m/s 1. 1 2. 3 3. 5 4. ไมมีโอกาสทําได 37(มช 39) มีทอทรงกระบอกปลายปดขางหนึ่งยาว เทากัน 2 ทอ ซึ่งเมื่อทําใหลําอากาศภายใน ทอ เกิดการสน่ั พบวาเสียงจากทอทั้งสองนี้มีความถี่ต่ําสุดเปน 480 เฮริ ตซ ทอ่ี ณุ หภมู ิ 15 องศาเซลเซียส แตถ าอุณหภมู ขิ องอากาศในทอหนึ่งเปลยี่ นไปเปน 20 องศาเซลเซยี ส เมื่อทําใหเกิดเสียงจากทอทั้งสองพรอมกันจะเกิดเสียงบีตสดวยความถี่บีตสกี่เฮิรตซ 1. 2 2. 3 3. 4 4. 6 !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! \"%!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ในกรณีที่ทอกําทอนมีปลายเปดทั้งสองขาง เราสามารถหาคาความถี่เหมาะสมทําใหเสียงดัง ไดจากสูตร f = 2nLv เมอ่ื f คือ ความถี่เสียงที่เปาเขาไปแลวทําใหเกิดการสั่นพอง v คือ ความเรว็ เสยี ง (m/s) L คือ ความยาวลําอากาศ หรอื ความยาวทอกําทอน (m) n คือ จาํ นวนเตม็ บวกธรรมดา คือ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , ..... ถา n = 1 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งแรก เรียกความถี่นี้วา ความถี่มูลฐาน หรอื Harmonic ที่ 1 ถา n = 2 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งที่ 2 เรียกความถี่นี้วา Harmonic ที่ 2 ถา n = 3 ความถี่ที่ไดจะทําใหเกิดเสียงดังครั้งที่ 3 เรียกความถี่นี้วา Harmonic ที่ 3 !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 38. คลื่นเสียงขบวนหนึ่งทําใหเกิดกําทอนลําดับ 1 ในกลองไมกลวงที่เปดทุกดานมีความยาว 0.5 เมตร ความถี่ธรรมชาติของกลองไมนี้เทากับกี่เฮิรตซ (ใหอ ตั ราเรว็ เสยี ง = 330 m/s) ก. 330 ข. 495 ค. 660 ง. 3x10–3 !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" สําหรับความถี่เสียงที่เกิดจากสายสั่น เราสามารถหาความถี่เสียงที่เกิดไดจากสูตร f = nv T 2L µ เมอ่ื f คือ ความถี่เสียงที่เกิดจากสายสั่น (Hz) n คือ จาํ นวน Loop คลื่นนิ่งที่เกิดในสายสั่น L คือ ความยาวสายสั่น (เมตร) T คือ แรงดึงสายสั่น (นวิ ตนั ) µ คือ มวลสายสั่นซึ่งยาว 1 เมตร (กิโลกรัม) !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! \"&!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 39(En 33) ในการดีดพิณระดับเสียง จะเพ่ิมขนึ้ ไดเมื่อ ก) ความตึงของสายพิณเพิ่มขึ้น ข) สายพิณยาวขึ้น ค) น้ําหนักตอความยาวของสายพิณมีคาเพิ่มขึ้น ง) จํานวนคลื่นนิ่งที่เกิดขึ้นในสายพิณมีจํานวนมากขึ้น จงพจิ ารณาวา ขอ ความขา งตน ขอ ใดถกู 1. ก และ ง 2. ข และ ค 3. ข เทา นน้ั 4. ถูกทุกขอ 40(En 33) เสน ลวดยาว 1 เมตร ถกู ดงึ ดว ยแรงดงึ ขนาดหนง่ึ เมื่อดีดจะทําใหเกิดเสียงที่มีคา ความถี่มูลฐานเปน 200 เฮริ ตซ ถา เพม่ิ แรงดงึ อกี 900 นวิ ตนั จะทําใหคาความถี่มูลฐาน ของเสียงที่เกิดจากลวดเสนนี้เปลี่ยนไปเปน 400 เฮริ ตซ อยากทราบวามวลของเสนลวดนี้ เทากับเทาไร 1. 1.22 กรัม 2. 1.44 กรัม 3. 1.66 กรัม 4. 1.88 กรัม !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ตอนท่ี 4 การไดย นิ ความเขมเสียง เสียงที่ออกมาจากจุดกําเนิดจะมีลักษณะแผออกเปนทรงกลมคลายลูกบอล กวา งออกไป เรอ่ื ย ๆ ความเขมเสียง (I) คือ อัตราสวนของกําลังเสียง ตอ พื้นที่ที่เสียงกระจายออกไป I= P หรอื I = P A 4πR2 เมอ่ื I = ความเขมเสียง (วตั ต/ตารางเมตร) P = กําลังเสียง (วตั ต) A = พื้นที่ (ตารางเมตร) R = รัศมีวงกลม (เมตร) ! \"'!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน โปรดทราบ # ความเขมเสียงมากที่สุดที่หูคนเราทนฟงได 1 w/m2 $ ความเขมเสียงนอยที่สุดที่คนเราไดยินคือ 10–12 !12+2 ! ! ! ! ! ! ! ! ! เราใชสัญลักษณ Io % ถาเรานําความเขมที่จุดใด ๆ หารดว ย Io ผลที่ไดเรียกวา ความเขม สัมพัทธ ดงั นน้ั ความเขมสัมพัทธ = I Io !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 41. หวูดรถไฟมีกําลังเสียง 20 วตั ต จงหาความเขมเสียงที่จุดหางจากหวูด 150 เมตร 42(En 41/2) แหลงกําเนิดเสียงกําลัง 220 วตั ต กระจายเสยี งออกโดยรอบอยา งสมาํ่ เสมอ จงหาความเขมของเสียงที่จุดซึ่งหางจากแหลงกําเนิดเสียง 100 เมตร ถาการแพรของคลื่น เสียงในชวง 100 เมตร พลังงานที่ดูดกลืนไป 10% 1. 7.9x10–4 W2+2 2. 9.0x10–4 !W2+2 3. 15.8x10–4 W2+2 4. 18.9x10–4 W2+2 43(มช 39) สมมติวายุงตัวหนึ่ง ๆ โดยเฉลี่ยแลวเวลาบินทําใหเกิดเสียงหึ่ง ๆ ที่มีกําลัง 3.14x10–14 วตั ต ขณะที่ยุงบินจากระยะไกลเขาหาเด็กคนหนึ่ง เด็กคนนี้จะเริ่มไดยินเสียงยุง เมอ่ื ยงุ อยูที่ระยะหางจากเขากี่เซนติเมตร ถาเสียงเบาที่สุด ที่เขาสามารถไดยินมีความเขม 10–12 !!W2+2 1. 5 2. 10 3. 25 4. 40 44(En 44/1) ในการทดลองเรอ่ื งความเขม ของเสยี งวดั ความเขม ของเสยี งทีต่ ําแหนง ทอี่ ยูหางไป 10 เมตร จากลําโพงได 1.2x10–2 วตั ตต อ ตารางเมตร ความเขมเสียงที่ตําแหนง 30 เมตร จากลําโพงจะเปนเทาใด 1. 1.1x10–2 W2+2 2. 0.6x10–2 W2+2 3. 0.4x10–2 W2+2 4. 0.13x10–2 W2+2 ! \"(!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 45(En 37) การแสดงดนตรใี นสถานทแ่ี หง หนง่ึ บรเิ วณรอบ ๆ สถานที่ไดติดตั้งวัสดุที่สามารถดูด กลืนเสียงไดอยางสมบูรณ ผูช มการแสดงคนหน่งึ อยหู า งจากผูเ ลน ดนตรเี ปน ระยะทาง r ถาตองการใหเสียงที่ไดยินมีความเขมเพิ่มขึ้น 2 เทา ผชู มดนตรนี จ้ี ะตอ งเปลย่ี นทน่ี ง่ั ใหอ ยู หางจากผูแสดงเปนระยะทางเทาใด 2. 12 r 1. 12 r 4. 14 r 3. 2 12 r !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ระดับความเขมเสียง คาความเขมเสียง เปน คา ทม่ี คี า นอ ย ตัวเลขยุงยาก เราจึงนิยมเปลี่ยนใหอยูในรูปที่ดูงายขึ้น คือ รปู ของ ระดับความเขมเสียง (β) วิธีการเปลี่ยน จะใชสมการ β = 10 log I β = 10 log I Io 10- 12 เมอ่ื β คือ ระดับความเขมเสียง (เดซเิ บล , dB) I คือ ความเขมเสียง (วตั ต/ตารางเมตร) Io คือ ความเขมเสียงนอยสุดที่ยังไดยิน = 10–12 วตั ต/ตารางเมตร หมายเหตุ นักเรียนควรทราบคณุ สมบตั ิของฟง กช ั่น log สามญั เบอ้ื งตน เพม่ิ ดงั น้ี 1. log 10 = 1 2. log Mx = x log M เชน log 105 = 5 log 10 = 5(1) = 5 log 10–2 = –2 log 10 = –2(1) = –2 3. log x = log y กต็ อ เมอ่ื x = y !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 46. จงหาระดับความเขมเสียง เสียงเมื่อผูฟงอยูหางจากวิทยุ 1 เมตร เมื่อกําลังเสียงของวิทยุ เทากับ 4π x 10–3 วตั ต 47(มช 43) เสียงที่มีระดับความเขมเสียง 80 เดซิเบล จะมีความเขมเสียง ในหนว ย 32+2 เทาใด 1. 10–2 2. 10–4 3. 10–6 4. 10–8 ! \")!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 48(มช 42) เสียงคอยที่สุดที่มนุษยสามารถไดยินมีความเขมเสียง 10–12 วตั ต/ตารางเมตรจงหาคา ความเขม ของเสยี งในหนว ยวตั ต/ตารางเมตรของเสยี งความถ่ี 100 เฮริ ตซท ห่ี คู นปกตเิ รม่ิ ไดย นิ รูปชวงความถี่และระดับความเขมเสียงที่หูคนปกติสามารถรับรู 1. 4 x 10–8 !! ! ! 2. 10–8 3. 4 x 10–12 ! ! ! ! 4. 40 x 10–12 ! ! 49(มช 45) ระดับความเขมเสียงมีคา 50 เดซเิ บล จงหาวาระดับความเขมเสียงนี้มีความเขม เสียงเปนกี่เทาของความเขมเสียงที่คอยที่สุดที่หูคนปกติรับรูได 1. 5 2. 50 3. 105 4. 1050 50(มช 31) วางเครือ่ งวดั ระดับเขมเสียงหา งจากลาํ โพง 10 เมตร พบวาระดับความเขมเสียง เทากับ 100 เดซเิ บล กําลังเสียงจะเทากับกี่วัตต 1. 12.5x104 วตั ต! 2. 12.6 วตั ต 3. 3.14 วตั ต 4. 10–2 วตั ต! !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! สูตรเพิ่มเติมเกี่ยวกับระดับความเขมเสียง! β2 – β1 = 10 log II12 2 β2 – β1 = 10 log PP12 β2 – β1 = 10 log RR12 β2 – β1 = 10 log PP12 RR1222 ! \"/!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน เมอ่ื β1 , β2 คือ ระดบั ความเขม เสยี งตอนแรก และ ตอนหลัง (เดซเิ บล) I1 , I2 คือ ความเขม เสยี งตอนแรก และ ตอนหลงั (วตั ต/ตารางเมตร) P1 , P2 คือ กําลังเสียงตอนแรก และ ตอนหลัง (วตั ต) R1 , R2 คือ ระยะหา งตอนแรก และ ตอนหลงั (เมตร) !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 51(มช 31) ลําโพง 1 ตวั ใหเสียงที่ระดับความเขมของเสียง 60 dB ถาใชลําโพงชนิดเดียวกัน 10 ตวั จะใหความเขมของเสียงกี่ dB ก. 600 dB ข. 100 dB ค. 70 dB ง. 60 dB 52(มช 34) ยงุ ตวั หนง่ึ เมอ่ื บนิ มาทป่ี ระตหู อ งซง่ึ อยหู า งจาก นาย ก. 20 เมตร พบวาทําใหระดับ ความดังมาถึงหูนาย ก. มีขนาด 20 เดซิเบล ถายุง 100000 ตวั ระดับความดังที่มาถึงหูนาย ก. จะมีขนาดกี่ dB 53(En 44/1) ระดบั ความเขมเสยี งในโรงงานแหงหน่ึงมคี า 80 เดซเิ บล คนงานผหู นง่ึ ใสเ ครอ่ื ง ครอบหูซึ่งสามารถลดระดับความเขมลงเหลือ 60 เดซิเบล เครื่องดังกลาวลดความเขมเสียงลง กเ่ี ปอรเ ซน็ ต 1. 80 % 2. 88 % 3. 98 % 4. 99 % 54(มช 36) เมอ่ื วดั ระดบั ความเขม เสยี งทค่ี นงานในโรงงานอตุ สาหกรรมไดร บั เมอ่ื อยหู า งจาก เครอ่ื งจกั ร 5 เมตร วัดระดับความเขมเสียงได 70 เดซิเบล เมื่อมีคําสั่งใหเขาตองมาดูแลการ ทาํ งานของเครอ่ื งจกั ร ณ ตาํ แหนง ทหี่ างเพียงคร่ึงเมตรจะไดร บั ระดับความเขม เสียงก่ีเดซเิ บล 55(มช 33) เมื่ออยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงเปนระยะ 5 เมตร วัดระดับความเขมเสียงได 50 dB ถาที่ระยะหางจากแหลงกําเนิดเสียง 50 เมตร ระดับความเขมเสียงจะมีคากี่เดซิเบล !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ความดังเบาของเสียง ความดงั หรอื เบาของเสยี งขน้ึ อยู อัมปลิจูดของคลื่นเสียง ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดสูง เสียงจะดัง ถาคลื่นเสียงมีอัมปลิจูดต่ํา เสยี งจะเบา ! #0!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ความทมุ แหลมของเสยี ง ความทุม แหลม ของเสียงจะขึ้นอยู ความถี่ของคลื่นเสียง ถาคลื่นเสียงมีความถี่สูง เสยี งจะแหลม เรยี กวา ระดับเสียงสูง ถาคลื่นเสียงมีความถี่ต่ํา เสียงจะทุม เรยี กวา ระดับเสียงต่ํา ชวงความถี่ของเสียงที่หูคนปกติจะไดยิน คือ ชว ง 20 – 20000 Hz เทา นน้ั เสียงที่มีความถี่ต่ํากวา 20 Hz ลงไปเรียก Infra Sonic เสียงที่มีความถี่สูงกวา 20000 Hz ขน้ึ ไปเรยี ก Ultra Sonic ซึ่งหูคนปกติจะไมได ยินเสียงพวกนี้ เกี่ยวกับตัวโนตดนตรี คู 8 หรือ! 2 คู 8 ! 3 คู 8 ! 4 คู 8 ! เสียงที่ 8 ! (เสียงที่ 16 )! (เสียงที่ 24 )! (เสียงที่ 32 )! เสยี งมลู ฐาน ! Harmonicที่ 2 Harmonicที่ 3 Harmonicที่ 4 Harmonicที่ 5 Harmonicที่ 1 โด เร มี ฟา ซอล ลา ที โด ….. โด …. โด ….. โด ความถี่ (Hz) 256 คุณภาพเสียง เวลาเราฟง เสยี งเครอ่ื งดนตรหี ลาย ๆ ชนดิ เชน ขลุย และเปยโน ซง่ึ เลน โนต ตวั เดยี วกนั พรอ ม ๆ กัน แตเรายังสามารถแยกออกไดวา เสียงใดเปนเสียงขลุย เสยี งใดเปน เสียงเปย โน ทั้งนี้เพราะเสียงทั้งสองจะมีลักษณะที่ตางกัน ที่เปนเชนนี้เพราะเสียงแตละเสียงจะมี Higher Hamonic และความเขมสัมพัทธ แตละ Hamonic ไมเทากัน จึงทําใหเสียงแตละเสียงมีลักษณะที่ตางกัน ลักษณะของเสียง เราเรียกวาคุณภาพเสียง ตัวอยางเชน เสียงขลุย 90% 4% 4% 1% 1% โด โด โด โด โด เสียงเปยโน โด โด โ2%ด 95% 3% !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! #\"!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 56. สมบัติของเสียงขอใดที่มีผลตอความดังของเสียงมากที่สุด ก. ความยาวคลื่น ข. ความถี่ ค. อมั พลิจดู ง. ความเรว็ คลน่ื 57(มช 37) ความถี่ของคลื่นเสียงที่ระดับความเขมเสียง 70 เดซเิ บล ที่หูของคนปกติไม สามารถไดยิน คือ 1. 30 2. 1000 3. 10000 4. 30000 58. เมอ่ื วตั ถอุ นั หนง่ึ สน่ั แตเ ราไมไ ดย นิ เสยี งเพราะ 2. คลื่นเสียงมีความถี่ต่ําเกินไป 1. ไมเกิดคลื่นเสียง 4. คลื่นเสียงมีความถี่สูงเกินไป 3. ความเขมนอยกวา 10–2 W/m2 ข. ขอ 2 , 3 คาํ ตอบคอื ขอ ใด ง. ขอ 1 , 2 , 3, 4 ก. ขอ 1 ค. ขอ 3 , 4 59. ถาระดับเสียงโนต C มีความถี่ 256 Hz เสียงที่ 16 ของระดับเสียง C มีคาเทาไร ก. 512 Hz ข. 1024 Hz ค. 2048 Hz ง. 4096 Hz 60. คลื่นเสียงที่ความถี่ 1200 เฮริ ตซ เปนเสียงสามคูแปดของเสียงที่มีความถี่เทาไร ก. 600 ข. 400 ค. 300 ง. 150 61(มช 44) แหลงกําเนิดเสียงหลายชนิดทําใหเกิดเสียงที่มีความถี่เทากัน สง่ิ ใดจะสามารถจาํ แนก แหลงกําเนิดของเสียงเหลานี้ 1. คุณภาพเสียง 2. ระดับความเขมเสียง 3. ระดบั เสยี ง 4. ความดังเสียง 62(En 41) วงดนตรที ป่ี ระกอบดว ยเครอ่ื งดนตรหี ลายชนดิ เมอ่ื เลน พรอ มกนั แตเ ราสามารถแยก ไดวาเสียงใดเปนเสียงไวโอลิน เสียงใดเปนเสียงขลุย และเสียงใดเปนเสียงเปยโน เนอ่ื งจาก เสียงดนตรีแตละชนิดมีลักษณะเฉพาะตามขอใดที่ตางกัน ! ##!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 1. ระดบั เสยี ง 2. ระดับความเขมเสียง 3. ความถี่เสียง 4. คุณภาพเสียง 63(มช 34) คุณภาพเสียงอธิบายไดดวยคุณสมบัติของเสียงขอใด ก. ความดังของเสียง และระดับความดัง ข. ความถี่ของเสียง และความเร็วของเสียง ค. ระดบั เสยี ง และความถี่ธรรมชาติ ง. จาํ นวนฮารโ มนกิ และ ความเขม ของเสยี งของฮารโ มนกิ !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ! ! ตอนท่ี 5 ปรากฏการณดอปเปลอร ปรากฏการณด อปเปลอร หมายถงึ ปรากฏการณเปลี่ยนแปลงระดับเสียง (ความถี่ของเสียง) เมอ่ื แหลง กาํ เนดิ และ ผสู งั เกตเุ คลอ่ื นทด่ี ว ย ความเรว็ สัมพัทธตอกัน เสยี งกระจายออกจากเปย โน ขบั รถหนอี อก เสมอื นลากความ ขบั รถเขา เสมอื นกดความยาว ยาวคลื่นเสียงใหยืดยาวออก จะ คลื่นเสียงใหสั้นลง จะทําให ทําใหความถี่เสียงลดลงขึ้น และ ความถี่เสียงมากขึ้น และไดยิน ไดยินเสียงทุมลง เสยี งแหลมข้ึน ! #$!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน เสยี งแตรออกจากมอเตอรไ ซด หากความเรว็ รถยนตน อ ยกวา มอเตอรไ ซด ! เสมือนวาความยาวคลื่นเสียงถูกมอเตอรไซด กดดนั เขา มา ทําใหความยาวคลื่นลดลง หากความเรว็ รถยนต มากกวา มอเตอรไ ซด ความถี่มากขึ้น เสียงที่ไดยินจะแหลม เสมือนวาความยาวคลื่นเสียง ถูกรถยนตดึง ใหยืด ทําใหความยาวคลื่นยาวขึ้น ความถี่ ลดลง เสียงที่ไดยินจะทุม !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 64(มช 29) ผูโดยสารรถไฟสังเกตไดวา ขณะที่เขายืนหยุดอยูบนชานชลาเสียงหวูดรถไฟที่จอด นิ่งมีความถี่ตางจากเสียงหวูด ขณะรถไฟวิ่งออกจากชานชลา ปรากฏการณเ ชน นเ้ี รยี กวา ก. การแทรกสอด ข. การเลี้ยวเบน ค. การหักเห ง. ดอปเปลอร 65(มช 33) ปรากฏการณดอปเปลอรของเสียงแสดงใหเห็นถึงการเปลี่ยนแปลง ก. มลภาวะเสียง ข. ความเขมเสียง ค. ความดังเสียง ง. ระดบั เสยี ง 66(En 42/2) ในขณะที่แหลงกําเนิดเสียงเคลื่อนที่ในอากาศนิ่ง ขอ ใดตอ ไปนถ้ี กู 1. ความยาวคลื่นเสียงที่อยูดานหนาแหลงกําเนิดจะสั้นกวาความยาวคลื่นเสียงที่จุด ดานหลังแหลงกําเนิด 2. ความถี่เสียงที่อยูดานหนาแหลงกําเนิดจะต่ํากวาความถี่เสียงที่จุดดานหลังแหลง ! กําเนิด! 3. ความเร็วเสียงดานหนาแหลงกําเนิดจะสูงกวาความเร็วเสียงดานหลังแหลงกําเนิด! 4. ความเรว็ เสยี งดา นหนา แหลงกาํ เนดิ จะต่าํ กวา ความเร็วเสยี งดา นหลงั แหลง กาํ เนิด! ! #%!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 67(มช 35) รถมอเตอรไ ซดค นั หนง่ึ แลน ตามหลงั รถยนตค นั หนง่ึ ไปบนถนนตรงความเรว็ ของ รถยนตเ ปน สองเทา ของมอเตอรไ ซด ถา คนขม่ี อเตอรไ ซดบ บี แตรดว ยความถ่ี 500 เฮริ ตซ ก. คนขับรถยนตไดยินเสียงความถี่ต่ํากวา 500 เฮริ ตซ แตค นขม่ี อเตอรไ ซดไ ดย นิ เสยี ง ! ! ! ! ความถี่ 500 เฮริ ตซ! ! ! ! ข. คนขับรถยนตไดยินเสียงความถี่สูงกวา 500 เฮริ ตซ แตค นขม่ี อเตอรไ ซดไ ดย นิ เสยี ง! ! ! ! ! ความถี่ 500 เฮริ ตซ! ! ! ! ค. คนขับรถยนต และคนขม่ี อเตอรไ ซด ไดยินเสียงความถี่เดียวกัน! ! ! ! ง. คนขับรถยนตไดยินเสียงความถี่สูงกวาคนขี่มอเตอรไซดไดยิน! 68(En 40) ชายคนหนึ่งเคาะสอมเสียงซึ่งมีความถี่ f แลวนําไปแกวงเปนวงกลมในแนวระดับ ดงั รปู ชายอีกคนหนึ่ง ซึ่งนั่งนิ่งอยูจะไดยินเสียง ขณะที่สอมเสียงอยูในตําแหนง ABC และ D ดงั รปู ดวยความถี่ fA fB fC และ fD ตามลําดับ ขอ ตอ ไปนข้ี อ ใดถกู 1. fA < fB = fD < fC 2. fC < fB = fD < fA 3. fD < fA = fC < fB 4. fB < fA = fC < fD !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" เราสามารถหาความถี่ที่เปลี่ยนไปนี้โดยหาจากสมการดังนี้ fL = ((VVoo + VVLs )) fs เมอ่ื fL = ความถี่ที่ผูสังเกตุไดยิน + fs = ความถี่ปกติของตนกําเนิดเสียง Vo = อตั ราเรว็ เสยี ง และหาความยาวคลื่นโดยใชสมการ Vs = อตั ราเรว็ ของตน กาํ เนดิ เสยี ง λ = (Vo f+s Vs) VL = อตั ราเรว็ ของผสู งั เกตุ λ = ความยาวคลื่นเสียงที่ผูสังเกตุไดยิน ! #&!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน เงอ่ื นไขการใชส มการทง้ั สองน้ี คือ ในการแทนคา VL กับ Vs ตอ งคาํ นงึ คา +, – ดว ย โดยอาศัยหลักดังนี้ ! ! ! ! ! ! ! ถา VL!4!V5!!เคลื่อนที่สวนทางกับ !!!Vo!!จะมีคาเปน!!6! ถา VL!4!V5!!เคลื่อนที่ไปทางเดียวกัน Vo!!จะมีคาเปน!!7 !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 69. รถไฟว่งิ ดว ยความเร็ว 30 เมตร/วินาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz ถา เสยี งมอี ตั ราเรว็ 330 เมตร/วินาที จงหาความถี่ที่ผูสังเกตไดยินขณะอยูนิ่งเมื่อ ก. อยูหนารถไฟ ข. อยูหลังรถไฟ 70. รถไฟวงิ่ ดว ยความเรว็ 30 เมตร/วินาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz ถา เสยี งมอี ตั ราเรว็ 330 เมตร/วินาที จงหาความยาวคลื่นเสียง ก. เมอ่ื อยหู นา รถไฟ ข. เมอ่ื อยูหลงั รถไฟ !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" ตอนท่ี 6 คลน่ื กระแทก ถา แหลง กาํ เนดิ เคลือ่ นทเ่ี ร็วกวา เสียงเรยี กวา Supersonic Speed จะเกิดปรากฏการณดังรปู ภาพ !!!!!!! ลักษณะนี้เรียกวา เกิดคลื่นกระแทกขึ้น ซึ่งจะทําใหเกิดเสียงดังมากเหมือนกับระเบิด และเกิด แรงดนั ขน้ึ อยา งมหาศาล เรยี กวา Sonic boom เชน ในกรณที เ่ี ครอ่ื งไอพน บนิ ดว ยความเรว็ มาก กวาเสียง แรงดนั ทเ่ี กดิ ขน้ึ น้ี อาจทําใหกระจกหนาแตกได !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 71. เสียง Sonic boom เปนเสียงที่เกิดจาก ก. แหลงกําเนิดทั่วไปที่หยุดนิ่ง ข. แหลง กาํ เนดิ เคลอ่ื นที่แตช า กวาความเร็วคลื่น ค. แหลง กาํ เนิดเคล่อื นทด่ี ว ยความเรว็ เทากบั เสียง ง. แหลง กาํ เนดิ เคลอ่ื นทเ่ี รว็ กวา ความเรว็ เสยี ง ! #'!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ! จากรูปของคลื่นกระแทกจะไดวา Sinθ = VVos = M1 = hx เมอ่ื θ = มมุ ครง่ึ หนง่ึ ของยอดกรวยเสียง Vo = ความเรว็ เสยี ง (m/s) Vs = อตั ราเรว็ แหลง กาํ เนดิ เสยี ง (m/s) Vเสยี ง = 350 m/s M = เลขมคั คือ จาํ นวนเทา ตวั ของความเรว็ เสยี ง Vเครอ่ื งบนิ = 700 m/s h = ความสูงจากพื้นดินถึงเพดานบิน M=2 x = ระยะจากจุดสังเกตถึงแหลงกําเนิดเสียง ตอนทไ่ี ดย นิ เสยี งพอดี !!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"!\"\" 72. เครอ่ื งบนิ บนิ ดว ยอตั ราเรว็ 1.5 Mach เหนอื ระดบั พน้ื ดนิ 3 km คนจะไดย ินเสียงเครอ่ื งบิน เมอ่ื เครอ่ื งบนิ บินอยูหางคนเทาใด 73(En 21) เครอ่ื งบนิ บนิ ดว ยอตั ราเรว็ 510 m/s ในแนวระดบั ซึ่งสูงจากพื้น ดนิ 6 กโิ ลเมตร ชายคนนั้นยืนอยูบนถนนจะไดยินเสียงเครื่องบิน เมอ่ื เครอ่ื งบนิ อยหู า งจากชายผนู น้ั เปน ระยะ ทางกี่กิโลเมตร (กาํ หนดอตั ราเรว็ ของเสยี ง = 340 เมตร/วินาท)ี ก. 6 ข. 6.7 ค. 9 ง. 12 74(En 43/2) เครอ่ื งบนิ ความเรว็ เหนอื เสยี งบนิ ในแนวระดบั ผา นเหนอื ศรี ษะชายผหู นง่ึ เมอ่ื เขาได ยินเสียงของคลื่นกระแทก เขาจะมองเหน็ ตวั เครอ่ื งบนิ มมี มุ เงยจากพน้ื ดนิ 30o เครอ่ื งบนิ มี ความเรว็ เทา ใดในหนว ยเมตร/วินาที ถา อตั ราเรว็ เสยี งในอากาศเปน 345 เมตร/วินาที ! #(!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน แบบฝกหัดบทที่ 5 เสียงและการไดยิน ! ! 1(มช 31) สิ่งใดจากขอตอไปนี้ที่มีผลตอความเร็วของเสียงในอากาศมากที่สุด ก. อณุ หภมู ขิ องอากาศ ข. ความดังของเสียง ค. ความดันบรรยากาศ ง. ระดับความเขมเสียง 2(มช 34) ลําโพง A และ B วางในหอ งประชุมท่ีมอี ณุ หภมู ิ 35oC ลําโพง A ใหกําลัง เสียง ! 4x10–2 วตั ต ลําโพง B ใหกําลังเสียง 3.5x 10–2 วตั ต โดยทง้ั สองลาํ โพงกระจายเสียงออก ไปโดยรอบอยา งสมาํ่ เสมอ ถาลําโพงทั้งสองสั่นในเฟส เดียวกันดวยความถี่ 88 ครง้ั ตอ วนิ าที จงหาความแตกตางของเฟสของสัญญาณจากลําโพงทั้งสองที่กลางหองซึ่งหางจาก A 17 เมตร และหางจาก B 20 เมตร 3(มช 37) ถาอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้นเทากับ 40 องศาเซลเซียส ชายคนหนึ่งจะไดยิน เสียงสะทอน เมื่อเขาสงเสียงตะโกนคําวา “รอ น” หางจากผนังตึกเปนระยะทางเทากันกี่เมตร 1. 20 2. 17 3. 16.5 4. 3.56 4(พน้ื ฐานวศิ วะ) เรอื ลาํ หนง่ึ จอดนง่ิ อยใู นทะเล ใชเ ครอ่ื งโซนารต รวจพบวตั ถุ ที่ทิ้งจากเรือลงไป ในน้ําโดยไดรับสัญญาณสะทอนกลับจากวัตถุนั้น ในเวลา 0.4 วินาที ในเวลา 30 วินาที ตอ มา สัญญาณจะสะทอนกลับจากวัตถุเดิมในเวลา 0.6 วินาที วตั ถนุ น้ั จมนาํ้ ดว ยความเรว็ เทา ใด (อตั ราเรว็ ของเสยี งในนาํ้ ทะเล = 1531 m/s) 1. 5.1 ม./วินาที ! 2. 1!0.2 ม./วินาที 3. 15.3 ม./วินาที 4. 25.5 ม./วินาที 5(มช 27) บางครั้งเกิดฟาแลบโดยไมไดยินเสียงเพราะ! ! ! ! ก. ไมมีเสียงเกิดขึ้น ข. เสียงเลี้ยวเบนหมด ! #)!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ค. เสียงหักเหหมด ง. เสียงสะทอนหมด 6(En 30) ในชวี ติ ประจาํ วนั เรามกั เหน็ แสงเดนิ ทางเปน เสน ตรง แตพ บวา เสยี งเดนิ ทางเปน ! ! เสน โคง ออ มมมุ ตกึ ได เพราะวา ก. เสียงเปนคลื่นกล แตแสงเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟา ข. เสียงเปนคลื่นตามยาว แตแ สงเปน คลื่นตามขวาง ค. ความเร็วของเสียงในอากาศนอยกวาของแสงมาก ง. ความยาวคลื่นของเสียงมีขนาดพอ ๆ กับ ขนาดวตั ถุ ขณะที่ความยาวคลื่นของแสง สั้นกวามาก ๆ !\"#$%&'(!!จากรปู ,!และ -! เปน ลําโพง 2 ตวั อยูหางกัน ! ! 3 เมตร ผูสังเกตยืนอยูที่จุด 8! ซึ่งไดยินเสียงชัดเจน ! ! อยากทราบวา เมอ่ื เขาเดนิ เปน เสน ตรงจาก !8! เขา หา !-! !! เขาจะรูสึกวาไดยินเสียงจางหายกี่ครั้ง กําหนดให ความยาวคลื่นของเสียง เสียงจาก ลําโพง! ทั้งสองเปน 0.5 เมตร และมีเฟสตรงกัน! 1. 2 2. 3 3. 4 4. 5 8(En 36) แหลงกําเนิดเสียงอยูหางจากกําแพง 1.50 เมตร ผูสังเกตยืนหางจากกําแพงออกไป 5.00 เมตร ในแนวเดียวกับแหลงกําเนิดสามารถรับฟงเสียงได ทั้งที่ออกจากแหลงกําเนิด โดยตรงและจากการสะทอนที่กําแพง ถาขณะนั้นความเร็วเสียงในอากาศมีคา 348 เมตร/– วินาที ความถี่ต่ําสุดทําใหผูสังเกตไดยินเสียงคอยที่สุดมีคากี่เฮิรตซ 9. ถาตอ งการใหเ สียงดังเปน จงั หวะ ๆ หางกันทุกครึ่งวินาที จะตองเคาะสอมเสียงที่มีความถี่ 500 Hz พรอมกับเสียงที่มีความถี่เทาใด 10(มช 45) เมอ่ื เคาะสอมเสยี ง 2 อนั พรอ ม ๆ กัน เกิดเสียงบีตส มีความถี่ 6 เฮริ ตซ โดยสอ ม เสียงอันหนึ่งรูคาวามีความถี่ 470 เฮริ ตซ เมอ่ื นาํ เทปกาวเลก็ ๆ มาติดสอมเสียงนี้ แลวเคาะ พรอมกันใหม ปรากฎวาความถี่บีตสลดลงเหลือ 3 เฮริ ตซ จงหาความถี่สอมเสียงอีกอันหนึ่ง 1. 479 Hz 2. 476 Hz 3. 464 Hz 4. 461 Hz ! #/!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 11(มช 34) หคู นเราจะไดย นิ เสยี งบตี สช ดั เจนกต็ อ เมอ่ื 1. ความถี่ของคลื่นเสียงทั้งสองจะตองตางกันไมเกิน 7 เฮริ ตซ 2. แอมปลิจูดคลื่นทั้งสองจะตองไมตางกันมาก 3. ตองเกิดจากแหลงกําเนิดคนละชนิดกัน ก. 1 และ 2 ถูก ข. 1 และ 3 ถูก ค. 2 และ 3 ถูก ง. 1 , 2 และ 3 ถูก 12(En 37) ในการทดลองเรื่องการสน่ั พองของเสยี ง ถาใชเสียงความถี่ 686 เฮริ ตซใ นการทดลอง และอุณหภูมิขณะทดลองเทากับ 20oC ตําแหนงของลูกสูบจากปากหลอดเรโซแนนซ ขณะเกิดการสั่นพองครั้งแรกจะหางจากตําแหนงของลูกสูบ ขณะเกดิ การสน่ั พอ งครง้ั ตอ ไป เปนเปนระยะทาง 1. 0.10 m 2. 0.12 m 3. 0.25 m 4. 0.50 m 13(En 40) ในการทดลองเรื่องการสั่นพองของเสียงใชสอมเสียงความถี่คาหนึ่ง ทําใหเกิดการสั่น พอ งทต่ี าํ แหนง 115 365 และ 615 มิลลิเมตร ตามลําดับ ถา อตั ราเรว็ ของเสยี งเทา กบั 340 เมตร/วินาที ความถี่ของสอมเสียงที่ใชมีคากี่เฮิรตซ 14(มช 31) จากการทดลองปรากฏวาถาเคาะสอมเสียงซึ่งมีความถี่ 346 รอบตอ วนิ าที หนา หลอดกาํ ทอนจะเกิดกําทอนครงั้ แรกที่ระยะ 25 เซนติเมตร อุณหภูมิของอากาศ ขณะนั้นกี่องศาเซลเซียส ก. 25 ข. 24 ค. 22 ง. 20 15(En 31) จงเลอื กหลอดกําทอนอันสนั้ ทส่ี ุด เพื่อจะใชกับคลื่นที่มีความถี่ 700 เฮริ ตซ แลวเกิดกําทอนได 3 ครง้ั กาํ หนดความเรว็ เสยี งเปน 350 เมตร/วินาที 1. หลอดยาว 40 เซนตเิ มตร 2. หลอดยาว 50 เซนตเิ มตร 3. หลอดยาว 60 เซนตเิ มตร 4. หลอดยาว 70 เซนตเิ มตร 16(มช 26) หลอดปดปลายขางหนึ่งมีความถี่หลักมูล 100 เฮริ ตซ ความถี่ที่จะไมเกิดกําทอน คือ ! $0!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ก. 100 Hz ข. 200 Hz ค. 300 Hz ง. 500 Hz 17(En 39) ในการทดลองเรื่องการวัดความยาวคลื่นเสียง ถาตําแหนงลูกสูบใกลปากหลอด เรโซแนนซมากที่สุดที่ใหเสียงดังมาก มีระยะหางจากปลายหลอดเรโซแนนซ x มีคาเปน 20 เซนตเิ มตร พบวาความถี่ของสัญญาณเสียงมีคา 520 เฮริ ตซ การทดลองนี้จะไดยิน เสียงดังมากอีกครั้งเมื่อ 1. ลดความถี่เปน 130 เฮริ ตซ 2. ลดระยะทาง x เปน 10 เซนตเิ มตร 3. เพิ่มความถี่เปน 1560 เฮริ ตซ 4. เพิ่มระยะทาง x เปน 80 เซนตเิ มตร 18. เมื่อกรอกน้ําใสขวดขณะระดับน้ําสูงขึ้นระดับเสียงที่ไดยินจะสูงขึ้น เพราะ ก. ระยะหางจากผิวน้ําถึงหูสั้นลง ข. น้ําในขวดมีปริมาณมากขึ้น ค. ลําอากาศในขวดสั้นลง ง. ผนงั ขวดภายในสนั่ แรงขึน้ 19(En 33) หลอดกําทอนปลายเปดทั้ง 2 ขาง เมื่อเกิดกําทอนกับคลื่นเสียงที่มีความถี่ 350 เฮริ ตซ ภายในหลอดจะมีตําแหนงปฏิบัพกี่ปฏิบัพ ถาหลอดยาว 1.5 เมตรและความเรว็ เสียงในอากาศ เทากับ 350 เมตร/วินาที 1. 1 ปฏิบัพ 2. 2 ปฏิบัพ 3. 3 ปฏิบัพ 4. 4 ปฏิบัพ 20(En 41/2) สายกตี ารเ สน หนง่ึ ตรงึ ทจ่ี ดุ 2 จุดที่มีระยะหาง 50 เซนตเิ มตร ถาดีดสายกีตารจะให เสียงความถี่หลัก 440 เฮิรตซ จะตองใชนิ้วกดที่จุด ซึ่งหางจากจุดตรึงขางหนึ่ง เปน ระยะ เทาใดจึงจะใหเสียงความถี่หลัก 550 เฮิรตซ 1. 6.3 cm 2. 7.5 cm 3. 10.0 cm 4. 15.0 cm 21(En 27) แมลงตัวหนึ่งบินหนีในแนวเสนตรงดวยความเร็ว 0.1 เมตรตอวินาที จากคน ๆ หนง่ึ ซึ่งยืนนิ่งในที่โลง อยากทราบวาคนนั้นจะไดยินเสียงการบินของแมลงนั้นอยูไดนานกี่วินาที ถากําหนดใหวาอัตราที่พลังงานเสียงที่แมลงนั้นสงออกมาใน ขณะที่บินมีคาเทากับ ! $\"!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน 4πx10–12 วตั ต ทั้งนี้กําหนดใหดวยวาเสียงที่เบาที่สุดที่มนุษย อาจไดยนิ ไดมคี วามเขมเปน! ! 10–12 วตั ตต อ ตารางเมตร (ตอบจาํ นวนเตม็ ) 22(มช 26) ชายคนหนึ่งอยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงอันหนึ่งไดยินเสียงมีความเขม 10–8 W/m2 เขาออกเดนิ หา งออกมาอกี จนไดยินเสียงมีความเขม 10–12 W/m2 จึงหยุด อยากทราบวา เขาจะอยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงเปนกี่เทาของระยะเดิม ก. 10 ข. 100 ค. 1,000 ง. 10,000 23(มช 31) ในวันที่มีหมอกลงจัดและอุณหภูมิ 15oC มีชายคนหนึ่งลอยเรืออยใู นทะเล ไดหาทาง เขาฝงโดยเปดวิทยุกําลัง 1 วตั ต และพบวาเวลาของเสียงจากเริ่มสงจนสะทอนกลับเปนเวลา 20 นาที ดงั น้ี ก. ชายคนนั้นอยูหางจากหนาผา 6800 เมตร ข. ชายคนนั้นอยูหางจากหนาผา 204,000 เมตร ค. ชายคนนั้นอยูหางจากหนาผา 3400 เมตร ง. ชายคนนั้นไมไดยินเสียงสะทอน 24(En 42/1) กําหนดใหความเขมเสียงเปนปฏิภาคโดยตรงกับกําลังสองของคาอัมปลิจูด จงวเิ คราะหว าอัมปลจิ ดู จะแปรผันกบั ปรมิ าณในขอ ใด ถา x เปนระยะหางจากแหลงกําเนิดเสียง 1. 1x 2. x12 3. x 4. x2 25(En 43/2) ณ จดุ หนง่ึ เสยี งจากเครอ่ื งจกั รมรี ะดบั ความเขม เสยี งวดั ได 50 เดซิเบล จงหา ความเขมเสียงจากเครอื่ งจักร ณ จดุ นน้ั กําหนดใหความเขมเสียงที่เริ่มไดยินเปน 10–12 วตั ตต อ ตารางเมตร 1. 10–5 W/m2 2. 10–7 W/m2 3. 10–9 W/m2 4. 10–17 W/m2 26(มช 35) ในการแสดงกลางแจง ถาตองการใหผูชมที่อยูหางเวที 1 กโิ ลเมตร ไดยินเสียงที่ ระดับความเขมเสียง 70 เดซิเบล ควรใชลําโพงที่มีกําลังเสียง ! $#!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ก. 90.7 วตั ต ข. 100.5 วตั ต ค. 125.7 วตั ต ง. 150.5 วตั ต 27(มช 36) หนา ตา งเปน รปู วงกลม มีพื้นที่ 2 m2 มแี หลง กาํ เนดิ เสยี งหนั มาตรงหนา พอดี เมื่อวัดระดับความเขมเสียงที่ผานชองหนาตางนี้ไดเทากับ 100 dB จงหากําลังเสียงวาเปนกี่วัตต 1. 0.01 2. 0.02 3. 2 4. 10 28(มช 36) เสียงจากไวโอลิน 1 ตวั มีระดับความเขมเสีย 60 เดซเิ บล จะตอ งสีไวโอลนิ พรอ ม กันกี่ตัวจึงทําใหไดระดับเขมเสียง 80 เดซเิ บล 29. ความถี่ของคลื่นเสียงที่หูมนุษยรับไดอยูในชวง 20 – 20,000 Hz ความถี่ชวงนี้เรียกวา ก. Ultrasonic ข. Audible ค. Infrasonic ง. Lasor 30(มช 36) เราสามารถแยกประเภทของแหลงกําเนิดเสียงวาเปนกีตาร เสียงป หรอื เสียงขลุยไดจาก ก. คุณภาพเสียง ข. ระดบั เสยี ง ค. ความถี่เสียง ง. ความเขมเสียง 31(มช34) เปย โนกบั กตี า รเ มอ่ื เลน โนต เดยี วกนั แตเราสามารถแยกออกไดวาเสียงใดเปนเสียง เปย โน เสียงใดเปนเสียงกีตาร ทง้ั นเ้ี พราะเสยี งจากเครอ่ื งดนตรที ง้ั สองมอี ะไรแตกตา งกนั ก. บีสต ข. ความถี่และความเร็ว ค. ความถี่มูลฐาน ง. จาํ นวนฮารโ มนกิ 32(มช 32) ถา ใหเ ครอ่ื งดนตรตี า งชนดิ กนั เชน เปยโน และไวโอลนิ ทาํ เสยี งโนต เดยี วกนั พรอ ม ๆ กนั ผูฟงก็ยังสามารถจะบอกไดวาเสียงที่ไดยินดังมาจากเครื่องดนตรีชนิดใดบางการที่เสียงทั้ง สองนี้แตกตางกัน ก็เพราะ ก. เปนเสียงที่มีความถี่มูลฐานเทากัน แตม จี าํ นวน higher harmonics (ฮารโ มนคิ อน่ื ๆ ที่มีความถี่สูงกวาความถี่มูลฐาน) แตกตา งกนั เทา นน้ั ข. เปนเสียงที่มีความถี่มูลฐานเทากันและมี higher harmonics ที่มีความถี่เทากันดวย แตอัมพลิจูดสัมพันธ (retative amplitude) ระหวางเสียงความถี่มูลฐาน และ higher ! $$!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน harmonics ในแตละกรณีแตกตางกัน ค. เปนเสียงที่มีความถี่มูลฐานเทากัน แตจ าํ นวน higher harmonics และ (relative Amplitude) ของเสียงความถี่มูลฐานกับ higher harmonics ในแตละกรณีตางกัน ง. เปนเสียงที่มีความถี่มูลฐานแตกตางกันแตมี higher harmonics และ ความเขม ของ higher harmonics เหมอื นกัน 33. รถไฟวง่ิ ดว ยความเรว็ 30 เมตร/วินาที ในอากาศนิ่งความถี่หวูดรถไฟมีคา 500 Hz ถาเสียงมี อตั ราเรว็ 330 เมตร/วินาที จงหาความถี่เสียงที่ไดยินจากคนบนรถไฟขบวนที่ 2 ทว่ี ง่ิ ดว ย ความเรว็ 15 m/s เมอ่ื ก. รถไฟวิ่งเขาหากัน ข. รถไฟวิ่งออกจากกัน 34(มช 26) รถไฟขบวนหนึง่ วิ่งดว ยความเร็ว 144 km/hr ในอากาศนิ่งไดเปดหวูดซึ่งมีความถี่ 500 เฮริ ตซ ถา อตั ราเรว็ ของเสยี งในอากาศนง่ิ เปน 340 m/s จงหาความยาวคลื่นเสียงหวูด ขางหนารถไฟ ก. 60 cm ข. 62 cm ค. 76 cm ง. 84 cm 35(มช 40) จากรปู แหลงกําเนิดคลื่นเสียง S มคี วามเรว็ (Vs) เทากับ 50 เมตร/วินาที และ λ มีคาเทากับ 4 เมตร คาบการสั่นของ S จะเปนกี่วินาที (ใหอ ตั ราเรว็ เสยี ง = 350 เมตร/วินาท)ี ! 36. ชายคนหนึ่งยืนที่ชานชาลา สงั เกตเหน็ หวดู รถไฟ มีความถี่ต่ําลง 6/7 ขณะที่รถไฟผานชาน ชาลา จงหาอตั ราเรว็ รถไฟ (Vเสียง = 330 m/s) 37(En 30) ในการหาอตั ราเรว็ ทเ่ี มด็ เลอื ดวง่ิ ในเสน เลอื ดสามารถทาํ ไดโ ดยการสง คลน่ื เสยี ง อุลตราโซนิกที่มีความถี่หนึ่งเขาไปกระทบกับเม็ดเลือดแลววัดสมบัติของคลื่นที่สะทอน ออกมา สมบตั ขิ อ ใดทน่ี าํ ไปคาํ นวณหาอตั ราเรว็ ของเมด็ เลอื ดได ก. ความถี่ของคลื่นที่เปลี่ยนไป ! $%!

ฟสิกสจากจอ เลม 2 http://www.pec9.com บทท่ี 5 เสียงและการไดยิน ข. เฟสของคลื่นที่เปลี่ยนไป ค. แอมปลิจูดของคลื่นที่เปลี่ยนไป ง. ชวงเวลาระหวางคลื่นที่สงเขาไป และที่สะทอน 38. เคร่ืองบินไอพน บนิ ดว ยความเร็ว Mach 2 จะบินดวยความเร็วเทาใดใหอัตราเร็วเสียง 340 m/s 39(En 44/2) ในการศึกษาปรากฏการณดอปเปลอรโดยใชถาดคลื่น เมอื่ นักเรยี นจมุ ปลายดินสอ ที่ผิวน้ําดวยจังหวะสม่ําเสมอพรอมดวยเคลื่อนปลายดินสอ ถา การทดลองของนักเรียนใหห นา คลน่ื ดงั รปู ขอ สรปุ ใดตอ ไปนเ้ี ปน ขอ ทถ่ี กู ตอ ง 1. การทดลองมีการเคลื่อนปลายดินสอไปทางซาย ดวยอัตราเร็วเทากับอัตราเร็วของคลื่น 2. การทดลองมีการเคลื่อนปลายดินสอไปทางขวา ดวยอัตราเร็วเทากับอัตราเร็วของคลื่น 3. การทดลองมีการเคลื่อนปลายดินสอไปทางซา ยดวยอตั ราเร็วมากกวาอัตราเรว็ ของคลน่ื 4. การทดลองมกี ารเคลอ่ื นปลายดนิ สอไปทางขวาดว ยอตั ราเรว็ มากกวา อตั ราเรว็ ของคลน่ื 40(En 38) จงพจิ ารณาขอ ความตอ ไปน้ี ก) ความถี่ของเสียงที่ไดยินเปลี่ยนไปจากเดิม เมอ่ื ผฟู ง เคลอ่ื นทอ่ี อกจากตน กาํ เนดิ เสยี ง ข) คลื่นกระแทกเกิดเมื่อตนกําเนิดเสียงเคลื่อนที่ดวยความเร็วสูงแตไมเกินความเร็วเสียง ค) การเกิดคลื่นดานหลังของเสาสะพานในน้ําตามชายทะเล หรือในทะเลสาบ แสดง ปรากฏการณการเลี้ยวเบนของคลื่น ง) การเกิดบีตสของเสียงเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเสียงทั้งสองคลื่นมีความถี่ตางกันมากกวา 10 เฮิตรซ ขอความที่ถูกตองคือ 1. ก ข และ ค 2. ข และ ค 3. ก และ ค 4. คาํ ตอบเปน อยา งอน่ื ! $&!