ชุดกิจกรรมหน่วย เสียง ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

1 คาชแี้ จงเก่ียวกับชดุ กจิ กรรมวิชาฟสิ กิ ส์ ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสียง เอกสารฉบับนี้ เป็นเอกสารชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสกิ ส์ โดยใช้การจดั กจิ กรรมการเรียนรู้ แบบสบื เสาะเทคนคิ 5E หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง ใชส้ อนนกั เรียนระดับช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 5 เอกสารชุดนี้ ประกอบด้วย  คาชี้แจงเก่ยี วกับชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง  ลาดับข้นั ตอนการใช้ชดุ กิจกรรม สาหรบั นักเรยี น  คาแนะนาสาหรบั ครู  บทบาทของครู  คาแนะนาสาหรับนักเรียน  บทบาทของนกั เรยี น  สาระและมาตรฐานการเรียนรู้ , สาระสาคัญ , สาระการเรยี นร,ู้ ผลการ เรียนรู้ , จุดประสงค์การเรยี นรู้  บัตรคาส่งั  แบบทดสอบกอ่ นเรียน  บตั รความรู้ 1.1 , 1.2  บตั รกจิ กรรม 1.1 , 1.2 , 1.3  ใบงาน 1.1  แบบทดสอบหลงั เรยี น  แนวคาตอบกจิ กรรม 1.1 , 1.2 , 1.3  เฉลยใบงาน 1.1  ชดุ กจิ กรรมวชิ าฟิสิกส์ ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสียง ใช้เวลาศึกษา 2 ชว่ั โมง ชดุ กิจกรรมวิชาฟิสกิ ส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสียง

2 ลาดบั ขนั้ ตอนการใชช้ ดุ กิจกรรม สาหรบั นกั เรียน ทำแบบทดสอบก่อนเรียน ศกึ ษำสำระและ มำตรฐำนกำรเรยี นรู้ ปฏิบตั กิ ิจกรรมตำมลำดบั ขนั้ ตอน ทำแบบทดสอบหลงั เรียน คะแนนสอบ ตรวจคำตอบแบบทดสอบ คะแนนสอบ ผ่านเกณฑร์ อ้ ยละ 80 จำกเฉลยทำ้ ยชดุ กิจกรรม ไมผ่ า่ นเกณฑ์ร้อยละ 80 ศึกษาชุดกจิ กรรมตอ่ ไป ศกึ ษาชุดกจิ กรรมน้ี อกี ครั้ง ชุดกิจกรรมวิชาฟสิ ิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ช้นั มธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

3 คาแนะนาสาหรบั ครู  ครูควรจัดเตรียมชุดกิจกรรมวิชาฟิสิกส์ ชุดท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง ซง่ึ ประกอบดว้ ย บัตรคาสัง่ บตั รความรู้ บัตรกิจกรรม แนวคาตอบบตั รกิจกรรม ใบงาน เฉลยใบงาน และอปุ กรณ์ตา่ งๆ สาหรบั การทดลองให้ครบถ้วน  แจกชุดกิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ ชดุ ที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสยี งให้นักเรียนศึกษา และแนะนาวธิ ีใชช้ ุดการจดั การเรียนรู้ เพ่อื นักเรียนจะไดป้ ฏบิ ตั ไิ ดอ้ ย่างถูกต้อง  ให้นักเรยี นทาแบบทดสอบก่อนเรยี น เพ่อื ประเมินความร้เู ดมิ ของนกั เรยี น  แจ้งจดุ ประสงคก์ ารเรียนร้ใู หน้ ักเรยี นทราบ  ดาเนินการสอนตามกจิ กรรมการเรียนรู้ทีก่ าหนดไวใ้ นแผนการจดั การ เรยี นรู้  หากมนี ักเรยี นบางคนเรียนไมท่ นั ครคู วรให้คาแนะนาหรอื อาจมอบหมาย งานหรอื เอกสารให้ศึกษาเพ่มิ เตมิ ในเวลาวา่ ง หลงั จากนักเรียนศกึ ษาชดุ กจิ กรรมวิชา ฟสิ กิ ส์ ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสียง เสร็จเรียบร้อยแลว้ ครแู ละนกั เรียนควรช่วยกนั สรปุ และให้นักเรยี นใบงานและทาแบบทดสอบหลังเรียน ครูเฉลยใบงาน แบบทดสอบก่อน เรยี น – หลงั เรยี น และบันทึกคะแนน ของนกั เรยี นแตล่ ะคนไว้เพ่ือประเมินการพัฒนา และความกา้ วหนา้ หากมีนกั เรียนสอบไม่ผา่ นเกณฑ์รอ้ ยละ 80 ครูควรจัดสอนซ่อมเสริม และให้นกั เรยี นศกึ ษาชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี งอีกคร้ัง ชุดกิจกรรมวชิ าฟิสิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

4 บทบาทของครู ศึกษาชุดกจิ กรรม • รายละเอยี ด จัดกจิ กรรมการเรยี นรู้ • ลาดับข้ันตอนการจัดกิจกรรม วดั และประเมนิ ผล • เน้ือหาวิชา ปรับปรงุ /แก้ไข • แบ่งนกั เรียนเปน็ กลมุ่ คละเพศ และความสามารถ • ดแู ลใหน้ ักเรยี นทากิจกรรมตามลาดบั ขั้นตอน • ดแู ลนกั เรียนทาแบบทดสอบหลังเรียนด้วยความซ่อื สัตย์ • บันทึกคะแนนสอบหลังเรียน • เตรยี มการเรียนรู้ในชุดกิจกรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ชุดตอ่ ไปสาหรบั นกั เรียนสอบผ่านเกณฑ์ • จัดสอนซอ่ มเสรมิ และดแู ลใหน้ กั เรียนสอบไมผ่ า่ นเกณฑ์ ศึกษาชดุ กจิ กรรมวชิ าฟิสิกส์นอี้ กี ครง้ั ชุดกจิ กรรมวชิ าฟิสิกส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ช้ันมัธยมศึกษาปที ี่ 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

5 คาแนะนาสาหรบั นักเรยี น อ่านคาชีแ้ จงและคาแนะนา สาหรบั นกั เรยี นใหเ้ ข้าใจกอ่ นที่จะลงมอื ศกึ ษา ชดุ กจิ กรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ ชุดท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสียง ทาแบบทดสอบก่อนเรยี น จานวน 10 ข้อโดยใช้เวลา 10 นาที เพ่อื ประเมินความรเู้ ดิมของนักเรยี น ศึกษาชุดกิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง ด้วยความต้ังใจ โดยปฏบิ ตั ติ ามขัน้ ตอนทีก่ าหนดไวใ้ นบตั รคาสงั่ เม่อื นกั เรยี นศึกษาบตั รความรเู้ สร็จเรยี บร้อยแล้วใหน้ กั เรยี นทากจิ กรรมที่ ครจู ัดเตรียม ไว้ให้ หากนกั เรียนยังไมเ่ ข้าใจในบตั รความรู้ใดกใ็ ห้กลับไปศึกษาอีกคร้งั เพอ่ื ให้ เกิดความ เขา้ ใจมากยง่ิ ข้นึ ทาแบบทดสอบหลังเรยี น เพ่ือเปรยี บเทียบความก้าวหน้าในการเรยี นของ นักเรียน ในการทาใบงาน แบบทดสอบกอ่ นเรยี น – หลงั เรียน ขอใหน้ ักเรียนทาด้วย ความตั้งใจ และมคี วามซ่ือสัตยต์ ่อตนเองให้มากที่สุด โดยไมด่ เู ฉลยกอ่ นทาใบงานและ แบบทดสอบ หากนกั เรยี นได้คะแนนสอบหลงั เรยี นไม่ผา่ นเกณฑร์ ้อยละ 80 นักเรียน ตอ้ งศึกษาชุดกจิ กรรมวชิ าฟิสิกส์ ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง อกี คร้ัง ชุดกิจกรรมวชิ าฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

6 บทบาทของนักเรียน รับทราบจดุ ประสงค์ แบ่งกลมุ่ คละเพศ และ แบง่ หนา้ ที่การทางาน การเรียนรู้ ความสามารถ ในกลมุ่ ต้ังใจศกึ ษาชุดกิจกรรม ทาแบบทดสอบหลงั ตรวจสอบคะแนนกบั วชิ าฟิสิกสด์ ว้ ยความ เรียนดว้ ยความซือ่ สตั ย์ เกณฑ์รอ้ ยละ 80 ต้งั ใจ ผ่านเกณฑ์ นักเรียนศึกษาชุด กิจกรรมวชิ าฟิสกิ สช์ ดุ ต่อไป ไม่ผา่ นเกณฑ์ นักเรียนศกึ ษา ชุดกจิ กรรมวิชาฟสิ กิ ส์ชุดน้อี ีกคร้ัง ชุดกิจกรรมวิชาฟสิ ิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

7 ชุดกจิ กรรมวชิ าฟิสกิ ส์ โดยใช้การจดั กจิ กรรมแบบสบื เสาะเทคนคิ 5E หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชุดท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง สาระและมาตรฐานการเรียนรู้ สาระที่ 5 พลงั งาน มาตรฐาน ว 5.1 เข้าใจความสมั พันธร์ ะหวา่ งพลังงานกบั การดารงชีวติ การเปล่ยี นรปู พลงั งาน ปฏิสมั พนั ธร์ ะหว่างสารและพลังงาน ผลของการใช้พลงั งานต่อชีวิตและ ส่งิ แวดลอ้ ม มกี ระบวน การสบื เสาะหาความรู้ สื่อสารส่งิ ทีเ่ รยี นรู้และนาความรไู้ ปใช้ ประโยชน์ สาระสาคญั เสียงเกิดจากการสนั่ ของวัตถุ แล้วมีการถา่ ยโอนพลังงานของการสัน่ ผ่านตวั กลางไป เสียงสามารถแสดงสมบตั กิ ารแทรกสอดและการเลีย้ วเบนได้ เสียงจึงมีสมบัติเปน็ คลืน่ จากการพิจารณาแนวการถ่ายโอนพลังงานและการส่นั ของอนุภาคตวั กลาง จะสรปุ ได้ว่า เสียงเป็นคลน่ื ตามยาว นอกจากนี้เสียงยังแสดงสมบัติของการสะทอ้ นและการหักเหได้ ด้วย ขณะทีค่ ลื่นเสยี งเคลอ่ื นทีผ่ ่านอากาศ โมเลกุลของอากาศบริเวณทเี่ ป็นสว่ นอัดจะมี จานวนมากกวา่ ปกติ ทาให้ความดันของอากาศที่บรเิ วณส่วนอดั สูงกวา่ ความดนั ปกติ สว่ นโมเลกลุ ของอากาศในบรเิ วณทีเ่ ป็นส่วนขยายจะมจี านวนน้อยกว่าปกติ ทาใหค้ วาม ดนั ของอากาศในบริเวณส่วนขยายต่ากว่าปกติ ชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

8 สาระการเรยี นรู้ เรื่องท่ี 1 ลกั ษณะการเกดิ คล่นื เสียง เรื่องท่ี 2 สมบตั ิของคลนื่ เสยี ง เรื่องท่ี 3 การทดลอง เรอื่ ง เสียงกับการแทรกสอด เรื่องท่ี 4 การทดลอง เรอื่ ง เสียงกบั การเล้ียวเบน ผลการเรียนรู้ สืบค้นขอ้ มูล อธบิ ายลักษณะและสมบตั ขิ องคล่นื เสียง ทดลองศึกษาสมบตั ิของ คล่ืนเสียง และคานวณหาเกีย่ วกบั สมบตั ขิ องคล่นื เสยี งได้ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ด้านความรู้ (Knowledge : K) 1.1 อธบิ ายและยกตัวอยา่ งเพอ่ื แสดงว่าเสียงเกดิ จากการสน่ั ของวตั ถุ 1.2 อธบิ ายไดว้ า่ คล่นื เสียงเป็นคลืน่ ตามยาว 1.3 อธิบายถงึ การเปลี่ยนแปลงของการกระจดั ของอนภุ าคอากาศและ ความดันของอากาศขณะที่มีคลื่นเสยี งเคล่อื นทีผ่ ่าน 1.4 อธิบายเกยี่ วกบั สมบตั ขิ องเสียงได้ 2. ดา้ นกระบวนการ (Process : P) 2.1 ทากิจกรรมและสรปุ ได้ว่าเสียงมีสมบตั ิเป็นคล่นื จากการท่ีเสยี ง สามารถแสดงสมบตั ิการแทรกสอดและการเลยี้ วเบน 2.2 คานวณปริมาณตา่ งๆ ทเี่ ก่ียวขอ้ งกบั สมบัติของเสียง 2.3 ปฏิบัตงิ านตามทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้ 3. ด้านคณุ ลักษณะ (Attitude : A) 3.1 ต้งั ใจเรยี น 3.2 ซอ่ื สตั ย์ 3.3 ทางานร่วมกันเป็นกลุ่ม ชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชัน้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

9 บตั รคาสง่ั นกั เรยี นอ่านคาชี้แจงสาหรบั นักเรียนใหเ้ ขา้ ใจ นกั เรยี นทาแบบทดสอบกอ่ นเรยี น ชุดท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง นกั เรียนตรวจคาตอบ และบนั ทึกคะแนนสอบกอ่ นเรยี น นักเรยี นทาบตั รกจิ กรรม 1.1 ธรรมชาติของเสยี ง นกั เรียนศึกษาบตั รความรู้ 1.1 การเกดิ เสยี ง ดว้ ยความตั้งใจ นกั เรยี นบันทึกผลการเรยี นรูล้ งในสมดุ นกั เรยี นทาบตั รกิจกรรม 1.2 การทดลอง เสียงกับการแทรกสอด นักเรียนทาบตั รกจิ กรรม 1.3 การทดลอง เสียงกับการเล้ียวเบน นกั เรยี นศกึ ษาบัตรความรู้ 1.2 ธรรมชาตขิ องเสยี ง ด้วยความตั้งใจ นักเรยี นบันทกึ ผลการเรียนรลู้ งในสมดุ นักเรียนทาใบงาน 1.1 ธรรมชาติของเสียง นักเรยี นทาแบบทดสอบหลงั เรยี น ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง นักเรยี นตรวจคาตอบ และบันทึกคะแนนสอบหลังเรียน เมอื่ นกั เรียนทาแต่ละกจิ กรรมในชุดกิจกรรมวิชาฟสิ ิกส์ ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติ ของเสียง เสร็จเรยี บรอ้ ยแล้วให้นกั เรยี นตรวจคาตอบจากภาคผนวก ในการทาบตั รกิจกรรม ใบงาน และแบบทดสอบ นกั เรียนตอ้ งมคี วาม ซอื่ สัตย์ หา้ ม นกั เรยี นเปิดดูคาตอบก่อน ชุดกิจกรรมวิชาฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ช้นั มธั ยมศึกษาปที ี่ 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

10 แบบทดสอบก่อนเรยี น ชดุ ที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง คาส่งั จงเลือกกากบาท ( X ) ตัวเลอื ก ก, ข, ค และ ง ทเ่ี ห็นวา่ ถูกต้องทีส่ ดุ 1. เสยี งไม่สามารถเดนิ ทางผ่านบริเวณใด ข. กาแพงเหลก็ หนา ก. ใต้น้าทะเลลึก ง. แกส๊ ฮีเลียม ค. สญุ ญากาศ 2. นาเครอ่ื งกาเนิดสัญญาณเสียง และเครอ่ื งกาเนดิ แสงมาไว้ภายในครอบแกว้ ทส่ี ูบอากาศ ออกจนหมด จะเกิดเหตุการณ์ใด ก. ไม่มแี สงสว่าง แตไ่ ดย้ นิ เสียง ข. ไม่มีแสงสว่าง และไม่ไดย้ ินเสยี ง ค. มีแสงสวา่ ง และไดย้ ินเสยี ง ง. มแี สงสวา่ ง แตไ่ มไ่ ดย้ นิ เสียง 3. จงพจิ ารณาข้อความต่อไปนี้ 1. เมื่อคลื่นเสยี งเดนิ ทางผ่านอากาศ จะทาให้ความดนั อากาศ ณ บรเิ วณน้นั เกดิ คล่ืนอัด ความดันอากาศจะสูงกวา่ ปกติ 2. ทกุ คร้ังทีเ่ กดิ เสยี งจากวัตถุ วตั ถุจะเกิดการสั่นสะเทอื น 3. เสยี งเปน็ คลืน่ ตามขวาง เดินทางโดยอาศยั ตัวกลาง คาตอบทีถ่ กู ต้องคือ ก. ขอ้ 1 และ 2 ข. ขอ้ 1 และ 3 ค. ข้อ 2 และ 3 ง. ข้อ 1 , 2 และ 3 4. สมบัตขิ องใดทแี่ สดงวา่ เสยี งเป็นคลนื่ ข. การแทรกสอด และการเล้ยี วเบน ก. การสะทอ้ น และการแทรกสอด ง. การสะท้อน และการหักเห ค. การหกั เห และการเล้ยี วเบน ชุดกิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

11 5. เม่ือเคาะสอ้ มเสยี งโมเลกุลของอากาศมกี ารเคล่ือนที่อย่างไร ก. โมเลกุลสัน่ กลบั ไปกลบั มาแนวเดียวกบั ทศิ การเคลอื่ นทข่ี องคล่ืนเสยี ง ข. โมเลกลุ สัน่ กลบั ไปกลบั มาตัง้ ฉากกบั ทิศการเคลอื่ นทข่ี องคลื่นเสียง ค. โมเลกุลส่ันไปทางเดยี วกับทศิ การเคลอ่ื นทีข่ องคล่นื ง. โมเลกุลเคล่ือนทเ่ี ป็นวงกลมกระจายไปทุกทิศทาง 6. ขอ้ ใดถูกตอ้ งเก่ียวกับคล่ืนเสยี ง ก. เปน็ คล่ืนตามขวาง เดินทางโดยไม่อาศัยตวั กลาง ข. เป็นคลื่นตามขวาง เดินทางโดยอาศัยตวั กลาง ค. เปน็ คลนื่ ตามยาว เดนิ ทางโดยไม่อาศัยตวั กลาง ง. เปน็ คลื่นตามยาว เดนิ ทางโดยอาศยั ตวั กลาง 7. วธิ กี ารสอ่ื สารของมนษุ ย์อวกาศบนดวงจันทร์ ถ้าไม่ใช่อปุ กรณอ์ ิเล็กโทรนิกน่าจะต้องใช้ วิธใี ด ก. เคาะพน้ื เอาหแู นบพน้ื ข. สัญญาณควัน ค. ตีกลอง ง. ถกู ทกุ ขอ้ 8. เราได้ยินเสียงฝนตกกระทบกองใบไมบ้ นพน้ื ดนิ เพราะเหตุใด ก. อนุภาคของน้าฝนสั่นสะเทอื นเน่อื งจากการกระทบ ข. อนุภาคของใบไม้ส่ันสะเทือนเน่อื งจากการกระทบ ค. อากาศใตใ้ บไมถ้ กู อัดจึงสน่ั สะเทอื นก่อใหเ้ กดิ เสยี ง ง. มกี ารส่นั สะเทือนของอนุภาคน้าฝนและอนภุ าคใบไม้ ชดุ กิจกรรมวชิ าฟสิ ิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

12 9. ขณะนั่งอย่ทู า่ มกลางธรรมชาติใตต้ ้นไม้ จะสังเกตไดว้ ่าขอ้ ใดทาใหเ้ กิดเสียงได้ ก. สายลมท่ีปะทะกิง่ ไม้จนไหวเอน ข. สายลมท่ีปะทะร่างกายอย่างแผ่วเบา ค. สายลมทพี่ ดั พาใบไม้ให้หลน่ ร่วงอย่างสงบ ง. สายลมท่ีปะทะสายน้าทาให้เกิดระลอกคล่ืนในสระน้า 10. จงพิจารณาขอ้ ความต่อไปน้ี 1. ในทางการแพทย์อลั ตราโซนกิ ตรวจดอู วัยวะภายใน ใช้คุณสมบัติของเสยี ง คือ การ สะทอ้ น 2. การตรวจฝูงปลาใตท้ ะเลลกึ ใช้เคร่ืองมอื ทเ่ี รียกวา่ “เรดาห์” 3. สามารถใช้คล่ืนเสียง ในการความสะอาดนาฬิกาได้ ข้อใดถูกต้อง ข. ถกู 2 ขอ้ ก. ถกู 1 ขอ้ ง. ไมม่ ีขอ้ ถูก ค. ถกู 3 ขอ้ ชุดกิจกรรมวิชาฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

13 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน ชุดท่ี 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง 1ค 2ง 3ก 4ข 5ค 6ง 7ก 8ข 9ก 10 ค ชดุ กจิ กรรมวิชาฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ช้นั มธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

14 ขั้นสรา้ งความสนใจ บตั รกจิ กรรม 1.1 ธรรมชาติของเสยี ง คาช้แี จง ใหน้ กั เรียนแตล่ ะกลุม่ รว่ มกนั อภิปรายจากสถานการณ์ทก่ี าหนดให้ แล้วตอบ คาถามต่อไปนี้ A BCD ทม่ี า เสียงกับการไดย้ ิน สืบค้นจาก http://www.myfirstbrain.com/teacher_view.aspx?ID=46157 1. เม่อื เขยา่ ขวดแลว้ ฟงั เสยี งกระด่งิ (รปู B) จะได้ยินเสียงกระด่ิงหรอื ไม่ ………………………………………………………………………………………………………… 2. ทาไมต้องเขย่าขวดก่อน แล้วจึงฟังเสยี งกระด่งิ ………………………………………………………………………………………………………… 3. เมอ่ื สบู อากาศออก (รูป C) แสดงวา่ ในขวดมีสภาพเป็นอยา่ งไร ………………………………………………………………………………………………………… 4. เม่ือเขยา่ ขวดแลว้ ฟังเสียงกระดิ่ง (รูป D) จะได้ยนิ เสียงกระดงิ่ หรอื ไม่ ………………………………………………………………………………………………………… 5. นกั เรยี นจะสรุปการทดลองนอี้ ยา่ งไร ………………………………………………………………………………………………………… ชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชัน้ มธั ยมศึกษาปีท่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

15 ขนั้ สารวจและคน้ หา บัตรความรู้ 1.1 การเกิดเสยี ง การเกดิ เสียง เสียงเกิดจากการสนั่ ของวตั ถุ วัตถุท่มี กี ารสนั่ แลว้ ทาใหเ้ กิดเสียงเรียกวา่ แหลง่ กาเนิดเสยี ง สาหรบั มนุษย์เสยี งพูดเกดิ จากการสน่ั สะเทือนของสายเสียงซง่ึ อยภู่ ายใน กล่องเสยี งบริเวณด้านหน้าของลาคอเรียกว่าลูกกระเดอื ก มนษุ ย์สามารถควบคุมเสยี งทีพ่ ูด ข้นึ โดยใช้ฟนั ลน้ิ รมิ ฝปี ากทาให้เกดิ เสยี งท่แี ตกต่างกนั แตเ่ สียงจะมปี ระโยชนอ์ ย่างสมบรู ณ์ ต้องมีการได้ยนิ ขณะทีเ่ ราดีดกีตาร์ พลังงานในการดีดซ่งึ เป็นพลงั งานกลจะถูกถ่ายโอนใหก้ ับ สายกตี ารท์ าใหเ้ กดิ การสนั่ พลงั งานการสัน่ ของสายกตี ารจ์ ะถกู เปลีย่ นเป็นพลังงานเสยี ง แผ่กระจายออกไปโดยรอบ จึงกล่าวได้ว่า เสียงเกิดจากการส่ันของวตั ถุ พลงั งานเสียงจากแหล่งกาเนดิ เสยี งแผ่มาถงึ ผฟู้ ังโดยอาศยั การถา่ ยโอนพลังงาน การสน่ั ผ่านอากาศมายังหผู ู้ฟัง แตถ่ า้ ไมม่ ีอากาศเปน็ ตัวกลางรับถ่ายโอนพลงั งาน เราก็จะไมไ่ ด้ยนิ เสยี งเลย ดงั น้ัน สามารถสรปุ ไดว้ ่า เสยี งเกดิ จากการสน่ั ของวัตถุ เสียงจากแหล่งกาเนดิ เสียง ตอ้ งอาศยั ตัวกลางในการถ่ายโอนพลงั งานการสน่ั ของแหล่งกาเนดิ เสียงไปยังท่ีตา่ ง ๆ ชดุ กิจกรรมวชิ าฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

16 บตั รกจิ กรรม 1.2 การทดลองเสียงกับการแทรกสอด จดุ ประสงค์ เพ่อื ศึกษาสมบัติการแทรกสอดของเสียง วสั ดอุ ุปกรณ์ 1. ชุดเครอื่ งกาเนดิ เสียง จานวน 1 เครื่อง 2. ลาโพง จานวน 2 ตัว 3. สายไฟ จานวน 4 เสน้ วิธีการทดลอง 1. ตอ่ สายไฟจากเคร่อื งกาเนดิ สญั ญาณเสยี งกบั ลาโพง 2 ตวั ทาใหเ้ กดิ เสียงท่ีมี ความถ่ี 3 กิโลเฮิรตซ์ ปรับความดังของเสียงให้พอเหมาะ วางลาโพงที่ขอบโต๊ะจดั ลาโพงใหห้ นั ออกนอกโต๊ะ ดังรูป ชุดกิจกรรมวชิ าฟิสิกส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ช้นั มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

17 2. นักเรียนฟังเสียงทางดา้ นหน้าของลาโพง ณ ตาแหน่งต่าง ๆ ในแนวขนาน กบั ขอบโต๊ะ โดยนักเรียนขยบั เดินตามแนวที่ได้ยนิ แล้วเปรยี บเทียบความดังของเสียง ณ ตาแหน่งต่าง ๆ ผลการทากิจกรรม ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. สรุปผลการทากิจกรรม ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ชดุ กจิ กรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศึกษาปีที่ 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

18 บตั รกจิ กรรม 1.3 การทดลอง เสียงกบั การเล้ียวเบน จุดประสงค์ เพอื่ ศกึ ษาสมบตั ิการเลย้ี วเบนของเสียง วัสดอุ ปุ กรณ์ จานวน 1 เครอ่ื ง จานวน 1 ตวั 1. ชุดเครอ่ื งกาเนิดเสียง จานวน 2 เสน้ 2. ลาโพง 3. สายไฟ วิธีทา 1. ตอ่ เครอื่ งกาเนิดสญั ญาณเสยี งกับลาโพง 1 ตวั หมุนปุ่มเลอื กความถไ่ี ปท่ี 1 กิโลเฮิรตซ์ ปรบั ความดังของเสียงให้พอเหมาะ 2. นาลาโพงไปวางไว้ท่ีดา้ นหลังของประตูห้องเรยี นซงึ่ เปิดอยู่ โดยวางให้หา่ งจาก ประตูประมาณ 1 เมตร ชดุ กิจกรรมวชิ าฟสิ ิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสียง

19 3. นกั เรยี นฟงั เสยี งท่ีอกี ด้านของประตนู อกห้องเรยี นทบี่ งั ลาโพงไว้ ณ ตาแหน่งตา่ ง ๆ ดังน้ี ตาแหนง่ A รบั ฟังบริเวณช่องประตู ตาแหน่ง B รบั ฟังบรเิ วณด้านขา้ งประตู ห่างจากประตู 1 เมตร ตาแหนง่ C รับฟงั บรเิ วณดา้ นข้างประตู ห่างจากประตู 2 เมตร ผลการทากจิ กรรม ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. สรปุ ผลการทากจิ กรรม ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ชดุ กจิ กรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ช้ันมธั ยมศึกษาปีท่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

20 ขัน้ อธบิ ายและลงขอ้ สรปุ บัตรความรู้ 1.2 ธรรมชาติของเสยี ง คล่นื เสียง(Sound wave) เกิดจากการส่นั ของวัตถทุ ่ีเป็นแหล่งกาเนดิ เสียง พลงั งานการส่ันของแหลง่ กาเนิดจะถูกถ่ายโอนให้แกโ่ มเลกุลของตัวกลาง (ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ) ทอ่ี ยตู่ ิดกบั ต้นกาเนดิ น้นั และพลังงานถกู ส่งตอ่ กันไปเรอ่ื ยๆ จนถงึ อวัยวะรบั ฟังเสียง เมื่อพิจารณาการถ่ายโอนพลังงานใหแ้ กโ่ มเลกุลของอากาศทีอ่ ยู่รอบๆ โดยการชนระหว่างโมเลกุล พบว่าแนวการถ่ายโอนพลังงานของคลืน่ เสียงกับแนวการสน่ั ของโมเลกุลของอากาศ จะอย่แู นวเดียวกัน ดังน้นั คลนื่ เสยี งจึงเปน็ คล่ืนตามยาว ช่วงอัดชว่ งขยาย SmSax ระยะทาง ก ระยะทาง ข ตาแหน่ง เดมิ Pmax ความดนั อากาศปกติ รปู 1 ก. กราฟระหวา่ งการกระจดั ของโมเลกลุ อากาศกับตาแหน่งตา่ งๆตามแนว การเคลือ่ นท่ขี องคล่ืนเสียง ข. กราฟระหว่างความดันอากาศกบั ตาแหน่งตา่ งๆตามแนวการเคล่อื นทข่ี องคลื่นเสียง ที่มา images.phailorm.multiply.multiplycontent.com/ ชุดกิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

21 จากรูป 1 ขณะคลืน่ เสียงเคลื่อนท่ีผ่านอากาศ อนุภาคของอากาศบริเวณท่เี ป็น ส่วนอัด (compression) จะมีจานวนมากกวา่ ปกติ ทาใหค้ วามดันของอากาศที่บรเิ วณ สว่ นอัดมากกว่าความดันปกติ ส่วนอนุภาคของอากาศบรเิ วณทเี่ ปน็ ส่วนขยาย (rarefaction) จะมจี านวนน้อยกว่าปกติ ทาให้ความดนั ของอากาศที่บรเิ วณส่วนขยาย นอ้ ยกวา่ ความดนั ปกติ ระยะระหว่างตรงกลางสว่ นอดั ท่ีอยูต่ ดิ กัน(หรอื ตรงกลางส่วนขยาย ที่อยตู่ ดิ กนั ) เทา่ กบั ความยาวคลนื่ (wavelength) ตรงกลางของส่วนอัด มีความดนั อากาศเพิ่มขึน้ จากปกตมิ ากท่สี ดุ (การกระจัดเปน็ ศูนย์) และตรงกลางสว่ นขยาย มีความดันอากาศลดลงจากปกติมากที่สุด (การกระจัดเป็น ศูนย์) ตรงรอยต่อของส่วนอัดและส่วนขยาย มคี วามดนั อากาศปกติ และมกี ารกระจดั ของโมเลกุลอากาศมากทสี่ ุด ถา้ โมเลกุลอากาศเปลยี่ นตาแหน่งไปทางขวา การกระจดั จะมี ค่าเป็นบวก และถา้ โมเลกุลอากาศเปล่ยี นตาแหนง่ ไปทางซ้าย การกระจัดจะมีค่าเป็นลบ รูป 2 การถา่ ยทอดพลังงานเสียงผ่านอากาศ ท่ีมา http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html ชุดกจิ กรรมวิชาฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

22 ณ ตาแหน่งทีอ่ ากาศอดั ตวั จะทาใหค้ วามดันอากาศสูงสดุ โดยโมเลกุลท่ีตาแหน่ง ก่งึ กลางชว่ งอัดไมม่ กี ารกระจดั ดงั น้ันตาแหน่งน้กี ารกระจดั โมเลกลุ อากาศเป็นศูนย์ ณ ตาแหน่งท่ีอากาศขยายตัว จะทาใหค้ วามดันอากาศต่าสดุ โดยโมเลกลุ ที่ ตาแหนง่ ก่ึงกลางช่วงอดั ไม่มกี ารกระจัด ดังนั้นตาแหน่งน้ีการกระจัดโมเลกลุ อากาศเปน็ ศูนย์ เม่ือเปรียบเทยี บเฟสของกราฟความดนั อากาศกบั กราฟการกระจดั โมเลกลุ อากาศ พบวา่ กราฟมีเฟสตา่ งกัน 90 องศา(โดยเฟสการกระจัดมากกว่า) ระยะจากกลางชว่ งอัดถงึ อัดที่อยถู่ ัดกัน หรอื ขยายถงึ ขยายทอ่ี ยู่ถดั กนั ไป จะมี ระยะห่างกันเทา่ กับ 1 ความยาวคลน่ื ชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชนั้ มธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

23 ตวั อยา่ ง 1 จากรูป แสดงกราฟความดนั อากาศกับระยะทางของคล่นื เสยี ง ถามว่า ก. ความยาวคลืน่ เปน็ เทา่ ไร ข. แอมพลิจดู ของคลืน่ เป็นเท่าไร ค. จดุ ใดบา้ งท่กี ารกระจัดของโมเลกลุ สูงมาก วิธที า ก. จากรปู 11 (ก) ความยาวคลื่นของคลืน่ เสียงวดั จากชว่ งอดั หนง่ึ จนถึงช่วงอดั ถัดไปทีใ่ กลท้ ่สี ุด ดงั นน้ั ตามรปู ท่โี จทย์กาหนดจะได้ความยาวคลน่ื เทา่ กับ 2 m น่ันคือ ความยาวคล่ืนเท่ากบั 2 เมตร ข. แอมพลิจดู วัดจากระดบั สมดุลของคลืน่ จนถงึ สันคล่นื หรอื ท้องคลน่ื จากกราฟ ความดันกบั ระยะทางจะเหน็ ว่าสันคล่นื คือส่วนอัด และท้องคลน่ื คือสว่ นขยาย และจากรูป ท่โี จทย์กาหนดเม่อื วดั ระยะจากระดบั สมดลุ ถึงสนั คลื่นจะได้ 0.5 N / m2 น่นั คือ แอมพลจิ ดู เทา่ กบั 0.5 นวิ ตนั ตอ่ เมตร2 ค. ถ้าเปรยี บเทียบรปู ที่โจทยก์ าหนดให้กับรปู 11 (ข) พบว่าจดุ ทม่ี กี ารกระจัดสงู สุด เปน็ บวก คือ D, H และ L จดุ ทีม่ กี ารกระจัดสงู สุดเป็นลบ คือ B, F และ J น่ันคอื จดุ ทม่ี ีการกระจดั สูงสุด ไดแ้ ก่ B, D, F, H, J และ l ชุดกจิ กรรมวชิ าฟิสิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชน้ั มัธยมศึกษาปที ี่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

24 การสะท้อนของเสยี ง เนอื่ งจากเสียงเปน็ พลงั งานชนิดหนึ่ง เมอื่ คล่ืนเสยี งเคลื่อนทไี่ ปกระทบสิง่ กีดขวาง จะทาให้เกิดการสะทอ้ นของเสียง และปจั จัยท่ีมีผลตอ่ การสะทอ้ นของเสยี ง ได้แก่ 1. ลกั ษณะพื้นผิวท่ีคล่ืนเสียงไปกระทบ ( ผิวเรียบและแข็ง สะท้อนได้ดี ส่วนผิว ออ่ นนุ่ม เน้ือพรนุ จะดูดซับเสียงไดด้ ี 2. มมุ ตกกระทบกับระนาบสะท้อนเสียง ( เสียงจะสะท้อนได้ดี เม่ือ มุมของเสียง สะท้อนเทา่ กับมุมของเสยี งตกกระทบ ) มนุษย์และสัตว์ ไดอ้ าศัยประโยชน์จากการสะทอ้ นของเสียง หลายอย่างเช่น การ เดนิ เรอื การประมง หาความลกึ ของทอ้ งทะเล หาระดับของเรอื ดาน้า หาฝงู ปลา โดยการ ส่งคลน่ื อัลตราโซนกิ ออกไป แลว้ รอรบั ฟังคล่ืนท่สี ะทอ้ น จากเครือ่ งรับ การส่งคลน่ื ชนดิ น้ี เรยี กว่า โซนาร์ (Sonar – Sound Navigation and Ranging ) ค้างคาว เป็นสัตว์ สายตาไม่ดี ใช้หลกั การสะท้อนเสียง โดยสง่ และรับความถ่ีสูง อตุ สาหกรรมใชใ้ นการ ตรวจสอบรอยรา้ ว ทางการแพทยใ์ ชต้ รวจสอบเนอื้ เยื่อของอวยั วะต่างๆ ใช้ในการสลายนิ่ว ในไต ใชท้ าลายเช้อื โรคบางชนดิ ในอาหารและนา้ รูป 3 แสดงการวดั ความลกึ ของทะเลโดยใชโ้ ซนาร์ ทีม่ า http://www.sa.ac.th/winyoo/Sound/sound_speed.htm ชุดกจิ กรรมวิชาฟสิ ิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

25 เราทราบวา่ เสียงเป็นคลน่ื ชนิดหนึ่ง ดังน้นั ถ้าเราทราบความถ่ี f ของเสยี ง และ ความยาวคลน่ื เสยี ง  ท่ผี า่ นตวั กลาง เราจะสามารถหาอัตราเร็วของคล่ืนเสียงใน ตวั กลางน้ันไดจ้ ากความสัมพันธต์ อ่ ไปน้ี v = f ตวั อย่าง 2 กาหนดใหเ้ สยี งมีอัตราเร็ว 1,500 เมตรตอ่ วินาทใี นน้าทะเล เรือลาหน่ึงปลอ่ ย คลืน่ โซนาร์ ขนาดความถี่ 4.5 กโิ ลเฮริตซ์ ลงไปจากผิวน้า จะตรวจสอบพบปลาขนาดเล็ก ทสี่ ุดได้เทา่ ไร วธิ ที า สิ่งทโ่ี จทยก์ าหนดให้ อัตราเร็วของเสยี ง v = 1,500 m/s ความถ่ี f = 4.5 kHz = 4,500 Hz สง่ิ ที่โจทยต์ ้องการทราบ ขนาดของปลาทเี่ ล็กทส่ี ดุ  = ? จากสมการ v = f หรือ  แทนคา่ = v f  = 1,500 4,500 = 0.33 เมตร ตรวจสอบคาตอบ v = f  1,500 = (4,500)(0.33) 1,500 = 1,500 ตอบ ปลาตวั เล็กทส่ี ดุ ท่จี ะตรวจสอบไดต้ ้องยาว 0.33 เมตร ชุดกิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

26 การหักเหของเสียง คลื่นเสียงเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นแตกต่างกันจะเกิดการ เปล่ียนแปลงทิศทางความเร็วและความยาวคลื่น แต่ความถี่คล่ืนยังคงที่กล่าวคือเมื่อเสียง เคล่ือนท่ีจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย(อากาศ) เข้าสู่ตัวกลางท่ีมีความหนาแน่น มากกว่า(น้า) เสียงจะหักเหออกจากเส้นต้ังฉาก หลักการนี้ใช้อธิบาย การเห็นฟ้าแลบ แต่ ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง เพราะเมื่อเกิดฟ้าแลบ แม้จะมีเสียงเกิดขึ้นแต่เราไม่ได้ยินเสียง ท้ังนี้ เพราะอากาศใกล้พ้ืนดินมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศเบ้ืองบน ทาให้การเคลื่อนที่ของเสียง เคล่อื นทีไ่ ด้ในอตั ราทีต่ ่างกัน คอื เคล่อื นทีใ่ นอากาศทีม่ ี อุณหภูมิสูงได้เร็วกว่าในอากาศท่ีมี อุณหภูมิต่า ดังนั้น เสียงจึงเคล่ือนที่เบนขึ้นทีละน้อยๆ จนข้ามหัวเราไป จึงทาให้ไม่ได้ยิน เสียงฟ้าร้อง รูป 4 การเกดิ ฟ้าแลบแตไ่ ม่ไดย้ ินเสยี งฟ้ารอ้ ง ที่มา http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/10/sound/sound/ property-1.htm ในการคานวณเก่ยี วกับการหักเหของเสยี ง ยงั คงใชก้ ฎการหักเหของสเนลล์ คือ sin ������1 = ������1 = ������1 sin ������2 ������2 ������2 ชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสกิ ส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

27 ตัวอยา่ ง 3 เสียงเคล่ือนท่ใี นอากาศจากบริเวณท่ีมีความเร็ว 334 เมตรต่อวินาที ไปยัง บริเวณท่ีมีความเร็ว 346 เมตรต่อวินาที โดยมีมุมตกกระทบ 30 องศา ถ้าอากาศใน บริเวณทัง้ สองมคี วามดันเทา่ กัน จงหามมุ หกั เหของเสยี ง วิธีทา สงิ่ ที่โจทยก์ าหนดให้ ความเร็วเสยี งบริเวณท่ี 1 v1 = 334 m/s ความเรว็ เสยี งบริเวณท่ี 2 v2 = 346 m/s มมุ ตกกระทบของเสียง ������1 = 30o สง่ิ ที่โจทยต์ อ้ งการทราบ มุมหกั เหของเสียง ������2 = ? จากสมการ sin ������1 = ������1 sin ������2 ������2 แทนคา่ sin 30������ = 334 sin ������2 346 sin ������2 = 1 (346) = 0.517 2 334 sin 31 = 0.515 2  31 ตรวจสอบคาตอบ จากสมการ sin ������1 = ������1 sin ������2 ������2 sin 30������ 334 sin 31������ = 346 0.5 334 0.515 = 346 0.97 = 0.97 ตอบ มุมหักเหของเสยี งมีคา่ ประมาณ 31 องศา ชดุ กิจกรรมวชิ าฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

28 การแทรกสอดของเสยี ง การแทรกสอดของเสยี งเปน็ ปรากฏการณ์ท่เี กิดจากคลื่นเสียงท่มี าจากแหล่งกาเนิด เสยี งตงั้ แต่ 2 แหลง่ ข้นึ ไปรวมกัน จงึ เกดิ การแทรกสอดแบบเสริมกนั และหักลา้ งกนั ทาให้ เกิดเสียงดัง และ เสยี งค่อย เสียงความถ่ี f1 เสียงความถ่ี f2 เสียงความถ่ี f1 และ f2 รวมกนั เสริม เสริม เสริม เสริม เกิดการแทรกสอดกนั หกั ลา้ ง หกั ลา้ ง หกั ลา้ ง หกั ลา้ ง รปู 5 การแทรกสอดของเสียง ชดุ กิจกรรมวิชาฟิสกิ ส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

29 ในกรณที ี่เปน็ เสยี งเสริมกัน ตาแหน่งทม่ี ีการเสริมกนั จะมีเสียงดงั สว่ นตาแหน่งท่ี แทรกสอดแลว้ หักล้างกนั จะมเี สยี งค่อย แต่การเกดิ ปรากฏการณแ์ ทรกสอดเกดิ จาก แหลง่ กาเนดิ เสยี งท่มี ีความถ่ีต่างกัน ทาให้เกิดเสียงดัง เสียงค่อยเป็นจังหวะๆ เรียกว่า บีต ( Beat ) ประโยชน์จากการแทรกสอดและบตี น้ี นามาใชเ้ ทียบเครือ่ งดนตรี โดยมเี คร่ือง เทียบเสียงมาตรฐาน ใช้หลกั ว่าเมื่อความถ่ีเสียงเทา่ กันจะไม่เกดิ บตี ถา้ ยังมบี ตี อยแู่ สดงวา่ ความถเี่ สียงยังไม่เทา่ กนั ตอ้ งปรับจนเสยี งท้งั สองมคี วามถ่เี ทา่ กนั จึงไมท่ าใหเ้ กิดบีต ในการคานวณเกีย่ วกับการแทรกสอดของคลน่ื เสยี ง ในกรณที ี่เป็นแหลง่ กาเนิด อาพนั ธ์ เฟสตรงกนั จะไดด้ ังน้ี ในกรณีท่ี S1 และ S2 เปน็ แหลง่ กาเนดิ อาพันธ์ ทุกจุดบนเสน้ ปฏิบัพ เสียงจะแทรก สอดแบบเสริม เสียงจะดัง และผลต่างระหว่าระยะทางจากแหลง่ กาเนิดคล่นื ท้งั สองไปยัง จุดใดๆบนเส้นปฏบิ พั จะเทา่ กบั จานวนเตม็ ของความยาวคล่นื เสมอ ดังรูป A N1 A0 N A S2P - S1P = n P เม่อื n = 0 , 1 , 2 , 3 , … 1 11 n คือ แนวเส้นปฏิบพั 0 คอื แนวเสน้ กลาง S S2 1 รูป 6 แสดงการแทรกสอดแบบเสรมิ กัน ในกรณที ่ี S1 และ S2 เปน็ แหลง่ กาเนิดอาพันธ์ ทกุ จุดบนเสน้ บพั เสียงจะแทรก สอดแบบหักลา้ ง เสียงจะค่อย และผลตา่ งระหว่าระยะทางจากแหล่งกาเนิดคลน่ื ทั้งสองไป ยังจุดใดๆบนเส้นบัพจะเทา่ กบั จานวนเตม็ คลื่นลบกับครึง่ หนง่ึ ของความยาวคลน่ื เสมอ ดังรูป ชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

30 1 A1 N1 P A0 N1 A1 2 S2P - S1P = (n- )  เมื่อ n = 1 , 2 , 3 , … n คอื แนวเสน้ บัพ รูป 7 แสSด1งการแทรกสอดแSบ2บเสริมกนั ตัวอยา่ ง 4 S1 และ S2 เป็นลาโพงเสียงสองตัววางหา่ งกัน 4 เมตร ในท่โี ลง่ P เปน็ ตาแหนง่ ทผ่ี ้ฟู ังห่างจาก S1 5.5 เมตร และห่างจาก S2 7 เมตร ถ้าผู้ฟังอยตู่ รงตาแหน่งท่ี เสยี งหักล้างกนั ครง้ั แรก เขาจะได้ยินเสียงท่มี ีความถ่เี ท่าใด เมอ่ื อัตราเรว็ ของเสียงในอากาศ P ขณะนน้ั เปน็ 330 เมตรต่อวนิ าที 7 m 5.5 m วิธที า สิง่ ทโ่ี จทย์กาหนดให้ ตาแหนง่ ผฟู้ งั ห่างจาก S1 S1P = 5.5 m S2 4 m S1 ตาแหน่งผฟู้ ังห่างจาก S2 S2P = 7 m อตั ราเรว็ เสียงในอากาศ v = 330 m/s ผฟู้ งั อยู่ตรงตาแหนง่ ท่ีเสยี งหกั ล้างคร้งั แรก n = 1 สงิ่ ท่ีโจทยต์ อ้ งการทราบ ผู้ฟังจะไดย้ ินเสียงท่มี ีความถ่ี f = ? จาก S2P - S1P = ( n - 1 )  แทนคา่ 7 - 5.5 = 2 ( 1 - 1 )  2 = 3 m และจาก v = f f = v = 330 m/s = 110 Hz  3 m ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง ชดุ กิจกรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ช้ันมธั ยมศึกษาปีที่ 5

31 ตรวจสอบคาตอบ จาก v = f  330 = 110(3) 330 = 330 ตอบ ผ้ฟู งั จะได้ยนิ เสียงทม่ี คี วามถ่ีเท่ากับ 110 เฮริ ตซ์ ในกรณที ่ตี าแหนง่ ผูฟ้ ัง อย่หู า่ งจากแหล่งกาเนิด S1 และ S2 โดยไม่ทราบระยะหา่ ง จากแหลง่ กาเนิดทั้งสอง แต่ทราบมมุ  จากแนวกลาง ระหวา่ งตาแหน่งทัง้ สอง จะได้ สมการปฏบิ พั แSล1 ะบัพดังน้ี P  S2 ปฏิบพั d sin  = n  d sin  = ( n - 1 )  บัพ 2 เม่อื d คอื ระยะหา่ งระหว่างแหลง่ กาเนิดทั้งสอง มหี นว่ ยเปน็ เมตร (m)  คอื มมุ ท่ีจากแนวกลาง ทากบั ตาแหน่งที่สังเกต ตวั อยา่ ง 5 S1 และ S2 เปน็ แหลง่ กาเนิดเสียงอาพันธ์ ให้เสียงทมี่ ีความถ่ี 140 เฮิรตซ์ และอย่หู า่ งกนั 7 เมตร จงหาว่าบนเส้นตรงเชอื่ มระหวา่ งแหล่งกาเนิดเสยี งทงั้ สองมี ตาแหน่งบพั เกิดข้ึนก่ีตาแหนง่ ถ้ากาหนดให้อัตราเรว็ เสยี งในอากาศขณะนัน้ เป็น 350 เมตรต่อวนิ าที วิธีทา สิ่งทีโ่ จทยก์ าหนดให้ ความถข่ี องเสยี ง f = 140 Hz ระยะห่างระหวา่ งแหล่งกาเนิด d = 7 m ชุดกจิ กรรมวชิ าฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชน้ั มธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

32 อัตราเรว็ เสียงในอากาศ v = 350 m/s หาจานวนบัพท้ังหมด แสดงว่ามุมท่เี กดิ ข้นึ θ = 90o สง่ิ ท่โี จทยต์ อ้ งการทราบ จานวนบัพทีเ่ กดิ ขึน้ n = ? จานวนบพั ทั้งหมด 2n = ? จาก d sin  = ( n - 1 )  2 แทนค่า ( 7 ) sin 90 = ( n - 1 ) v 2 f ( 7 )( 1 ) = ( n - 1 ) ( 350 ) 2 140 n = ( 7 ) ( 140 ) + 1 = 3.3 350 2 (จานวนบพั n ต้องเป็นจานวนเต็มทีม่ ีค่าน้อยกวา่ ) ดังนน้ั n = 3 จานวนบัพทง้ั หมด = 2n = 2(3) = 6 ตรวจสอบคาตอบ จาก d sin  = ( n - 1 )  แทนคา่ ( 7 )(1) 2 1 350 = ( 3 - 2 )( 140 ) 7 = 6.25 (ต้องมคี ่านอ้ ยกวา่ หรอื เทา่ กับ 7) และจาก จานวนบัพทงั้ หมด = 2n 6 = 2(3) 6=6 ตอบ บนเสน้ ตรงเช่อื มระหว่างแหล่งกาเนดิ เสียงทงั้ สองมตี าแหน่งบพั เกดิ ข้นึ 6 ตาแหน่ง ชดุ กิจกรรมวชิ าฟิสิกส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

33 การเลี้ยวเบนของเสยี ง นอกจากการหกั เหของเสยี งที่เกดิ ข้ึน เมอ่ื ผ่านตวั กลางต่างชนิดกนั แลว้ ยังมีการ เลีย้ วเบนได้ การเลีย้ วเบนของเสียงมักจะเกิดพร้อมกับ การสะทอ้ นของเสียง เสียงท่ี เลย้ี วเบน จะได้ยนิ ค่อยกว่าเดิม เพราะพลังงานของเสียงลดลง ในชีวติ ประจาวนั ท่ีเราพบไดอ้ ยา่ งเสมออยา่ งหน่ึงคอื การได้ยินเสยี งของผอู้ ่ืนไดโ้ ดย ไม่เห็น ตวั ผู้พดู เชน่ ผู้พูดอยคู่ นละด้านของมุมตกึ ปรากฏการณ์ดงั น้ี แสดงว่าเสยี ง สามารถเลี้ยวเบนได้ การอธิบายปรากฏการณ์น้สี ามารถจะกระทาได้โดยใช้หลักการของ ฮอยเกนทอ์ ธิบายวา่ ทุกๆจุดบนหนา้ คลนื่ สามารถทาหนา้ ทเ่ี ป็นต้นกาเนิดคล่นื อันใหม่ได้ ดังนน้ั อนุภาคของอากาศทที่ าหน้าทีส่ ง่ ผ่านคลืน่ เสยี งตรงมุมตึกยอ่ มเกิดการสน่ั ทาหน้าที่ เหมือนต้นกาเนดิ เสยี งใหม่ ส่งคล่ืนเสยี งไปยงั ผูฟ้ ังได้ รปู 8 การเลย้ี วเบนของเสยี ง ที่มา http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/ 0/286/10/sound/sound/property-1.htm การเลีย้ วเบนของเสียงจะเกิดไดด้ ี เม่อื ชอ่ งกว้างที่ให้เสียงผ่านมีขนาดเท่ากบั ความ ยาวคลื่นของเสียงน้ัน เนอื่ งจาก ชอ่ งกว้างนั้นจะทาหนา้ ทีเ่ หมือนเปน็ แหลง่ กาเนิดเสยี ง ขนาดนั้นได้พอดนี ่ันเอง ชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ ิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

34 ตัวอยา่ ง 6 ช่องหน้าตา่ งกว้าง 0.60 เมตร สงู 1.20 เมตร ในวันที่ลมสงบ เสยี งมีอตั ราเร็ว 342 เมตรตอ่ วนิ าที ความถข่ี องเสียงที่มากที่สุด ท่ีจะทาให้เกดิ การเลี้ยวเบนในแนวราบ มากท่ีสดุ เปน็ ก่ีเฮิรตซ์ วิธที า สงิ่ ท่ีโจทย์กาหนดให้ อัตราเรว็ เสยี ง v = 342 m/s การเล้ียวเบนของเสยี งเกิดได้ดีทีส่ ุด เม่ือ ชว่ งกว้างเท่ากับความยาวคล่ืนของเสียง ดังนนั้ ชอ่ งหน้าต่างกว้าง คือ ความยาวคล่ืนของเสยี ง  = 0.60 m สง่ิ ที่โจทยต์ อ้ งการทราบ ความถ่ขี องเสียงมากที่สุด f = ? จาก f = ������ แทนคา่ ������ f = 342 0.60 f = 570 Hz ตรวจสอบคาตอบ ������ จาก f = ������ แทนคา่ 570 = 342 570 = 0.60 570 ตอบ ความถ่ีของเสยี งมากท่ีสุด เท่ากบั 570 เฮรติ ซ์ ชดุ กิจกรรมวชิ าฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศึกษาปที ี่ 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

35 ขั้นขยายความรู้ ใบงาน 1.1 ธรรมชาตขิ องเสียง ตอนที่ 1 ใหน้ ักเรยี นเติมคา หรอื ข้อความลงในช่องว่างใหถ้ กู ตอ้ ง (10 คะแนน) 1. เสียงเกดิ ขน้ึ จาก……………………………………………………………………………… 2. เสียงเป็นคลน่ื ชนดิ ใด……………………………………………………………………… 3. เสียงเดินทางจากแหล่งกาเนิดไปยงั ผู้ฟังต้องอาศัย……………………….………… 4. ให้นกั เรยี นบอกคณุ สมบัติของเสยี ง มา 1 อย่าง …….……………………….……. 5. ในการสารวจทะเลโดยใชเ้ ครือ่ งโซนาร์ ใช้คุณสมบตั ขิ องใดของเสียง ...................................................................................................................... 6. การท่เี รามองเห็นฟ้าแลบ แตไ่ มไ่ ด้ยนิ เสยี งฟ้าร้อง เกดิ จาก.......................... 7. เมื่อเราเดินอยู่ระหว่างลาโพงสองตวั จะได้ยินเสียงมีลักษณะอย่างไร .......................................................................................................................... 8. จากข้อ 7. เกดิ จากสมบตั ิของใดของเสียง .................................................. 9. เราสามารถไดย้ นิ เสียง ท้ังทมี่ องไม่เห็นแหล่งกาเนดิ เสยี ง เน่อื งจาก ...........…………………………………………………………..…………………………........... 10. การเลีย้ วเบนของเสยี งจะเกิดได้ดี เม่ือใด ......……………………………………………..……………………………………………………… ชุดกิจกรรมวชิ าฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ช้นั มัธยมศึกษาปที ี่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

36 ตอนที่ 2 ให้นกั เรยี นแสดงวิธที าเพือ่ หาคาตอบที่ถูกตอ้ ง (20 คะแนน) 1. ในวันทลี่ มสงบ เสียงเดินทางดว้ ยอตั ราเร็ว 340 เมตรตอ่ วนิ าที จกั รตะโกนเข้าใส่ หนา้ ผาสูง แลว้ ปรากฏวา่ ไดย้ ินเสียงสะทอ้ นกลบั ในเวลา 3 วนิ าที จกั รจะอยหู่ า่ งจาก หน้าผาน้ันเป็นระยะเทา่ ใด 2. กาหนดใหเ้ สยี งมีอัตราเรว็ 1,400 เมตรต่อวนิ าทีในน้าทะเล เรือลาหนง่ึ ปลอ่ ย คลน่ื โซนาร์ ขนาดความถ่ี 4.2 กโิ ลเฮริ ตซ์ ลงไปจากผิวน้า ปรากฏวา่ รับคลืน่ สะทอ้ นผวิ ขนาดใหญไ่ ดใ้ นเวลา 1.5 วนิ าที นา้ ทะเลตรงนั้นลกึ เทา่ ไร ชดุ กิจกรรมวิชาฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

37 3. ถ้าความยาวของคลื่นเสียงบริเวณอากาศร้อนเป็น 5/3 เท่าของความยาวคล่ืนเสียง บริเวณอากาศเย็น จงหามุม หักเห เม่อื เสียงเดินทางจากอากาศร้อนไปยังอากาศเย็น โดย มีมมุ ตกกระทบ 30 องศา 4. S1 และ S2 เป็นลาโพงเสยี งสองตัววางห่างกนั 4 เมตร ในทีโ่ ล่ง P เป็นตาแหน่งที่ผูฟ้ งั หา่ งจาก S1 8 เมตร และหา่ งจาก S2 6 เมตร ถ้าผู้ฟงั อย่ตู รงตาแหน่งทเี่ สยี งหักล้างกัน ครั้งแรก เขาจะได้ยนิ เสยี งทม่ี ีความถเ่ี ทา่ ใด เมอ่ื อตั ราเรว็ ของเสียงในอากาศขณะนนั้ เป็น 340 เมตรตอ่ วินาที ชุดกิจกรรมวชิ าฟสิ ิกส์ หนว่ ยการเรียนรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

38 ขั้นประเมนิ ผล แบบทดสอบหลงั เรยี น ชุดที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง คาส่งั จงเลือกกากบาท ( X ) ตัวเลอื ก ก, ข, ค และ ง ที่เหน็ ว่าถูกตอ้ งทีส่ ดุ 1. เสยี งไม่สามารถเดินทางผ่านบรเิ วณใด ข. ใตน้ ้าทะเลลกึ ก. กาแพงเหลก็ หนา ง. สุญญากาศ ค. แกส๊ ฮีเลยี ม 2. นาเครอ่ื งกาเนดิ สัญญาณเสยี ง และเครอ่ื งกาเนิดแสงมาไวภ้ ายในครอบแก้วทีส่ บู อากาศ ออกจนหมด จะเกดิ เหตุการณ์ใด ก. มแี สงสว่าง และไดย้ ินเสยี ง ข. มแี สงสว่าง แต่ไมไ่ ด้ยนิ เสยี ง ค. ไมม่ แี สงสว่าง แตไ่ ดย้ ินเสยี ง ง. ไมม่ แี สงสวา่ ง และไมไ่ ด้ยินเสยี ง 3. จงพิจารณาข้อความต่อไปน้ี 1. เสียงเป็นคล่ืนตามขวาง เดนิ ทางโดยอาศัยตัวกลาง 2. ทกุ ครัง้ ท่เี กดิ เสยี งจากวัตถุ วตั ถจุ ะเกิดการส่ันสะเทอื น 3. เมอื่ คล่นื เสยี งเดินทางผ่านอากาศ จะทาให้ความดนั อากาศ ณ บรเิ วณน้นั เกิด คล่ืนอัด ความดนั อากาศจะสูงกวา่ ปกติ คาตอบทถ่ี กู ตอ้ งคอื ก. ข้อ 1 และ 2 ข. ข้อ 1 และ 3 ค. ขอ้ 2 และ 3 ง. ขอ้ 1 , 2 และ 3 4. สมบัติขอ้ ใดทแี่ สดงวา่ เสียงเป็นคลืน่ ข. การสะทอ้ น และการแทรกสอด ก. การแทรกสอด และการเลย้ี วเบน ง. การสะท้อน และการหกั เห ค. การหกั เห และการเล้ยี วเบน ชุดกิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศึกษาปีที่ 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

39 5. เม่อื เคาะสอ้ มเสยี งโมเลกลุ ของอากาศมกี ารเคล่อื นทอ่ี ย่างไร ก. โมเลกลุ เคลื่อนทีเ่ ป็นวงกลมกระจายไปทกุ ทศิ ทาง ข. โมเลกุลสน่ั ไปทางเดียวกับทิศการเคล่ือนทขี่ องคลืน่ ค. โมเลกุลสนั่ กลบั ไปกลับมาต้ังฉากกบั ทศิ การเคลื่อนทข่ี องคลน่ื เสียง ง. โมเลกลุ สัน่ กลบั ไปกลับมาแนวเดยี วกับทศิ การเคลื่อนทขี่ องคลน่ื เสียง 6. ขอ้ ใดถกู ตอ้ งเกย่ี วกับคลน่ื เสยี ง ก. เป็นคลน่ื ตามยาว เดินทางโดยอาศยั ตวั กลาง ข. เปน็ คล่นื ตามยาว เดินทางโดยไม่อาศัยตัวกลาง ค. เปน็ คลื่นตามขวาง เดนิ ทางโดยอาศัยตวั กลาง ง. เปน็ คลืน่ ตามขวาง เดินทางโดยไม่อาศัยตัวกลาง 7. วิธีการสือ่ สารของมนุษยอ์ วกาศบนดวงจันทร์ ถา้ ไม่ใช่อปุ กรณอ์ ิเลก็ โทรนกิ น่าจะต้องใช้ วิธใี ด ก. ตีกลอง ข. สัญญาณควัน ค. เคาะพน้ื เอาหแู นบพน้ื ง. ถูกทกุ ขอ้ 8. เราได้ยนิ เสียงฝนตกกระทบกองใบไม้บนพนื้ ดนิ เพราะเหตุใด ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสียง ก. อนภุ าคของใบไม้สน่ั สะเทือนเน่อื งจากการกระทบ ข. อากาศใตใ้ บไม้ถูกอดั จงึ สั่นสะเทือนก่อใหเ้ กดิ เสยี ง ค. อนภุ าคของน้าฝนส่ันสะเทอื นเน่อื งจากการกระทบ ง. มีการสั่นสะเทือนของอนภุ าคนา้ ฝนและอนภุ าคใบไม้ ชุดกิจกรรมวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 5

40 9. จงพิจารณาขอ้ ความต่อไปนี้ 1. ในทางการแพทยอ์ ัลตราโซนิกตรวจดูอวยั วะภายใน ใชค้ ณุ สมบตั ขิ องเสียง คือ การ สะท้อน 2. การตรวจฝงู ปลาใตท้ ะเลลกึ ใช้เครื่องมอื ทีเ่ รียกว่า “เรดาห์” 3. สามารถใช้คลื่นเสยี ง ในการความสะอาดนาฬิกาได้ ขอ้ ใดถกู ตอ้ ง ข. ถกู 2 ขอ้ ก. ถูก 1 ขอ้ ง. ไม่มขี ้อถกู ค. ถกู 3 ขอ้ 10. ขณะนงั่ อยู่ท่ามกลางธรรมชาติใต้ต้นไม้ จะสงั เกตไดว้ ่าข้อใดทาใหเ้ กดิ เสยี งได้ ก. สายลมทปี่ ะทะสายน้าทาใหเ้ กดิ ระลอกคลื่นในสระนา้ ข. สายลมทพี่ ัดพาใบไมใ้ หห้ ล่นร่วงอย่างสงบ ค. สายลมทีป่ ะทะร่างกายอยา่ งแผ่วเบา ง. สายลมท่ีปะทะก่งิ ไม้จนไหวเอน ชุดกจิ กรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสียง

41 เฉลยแบบทดสอบหลังเรยี น ชดุ ที่ 1 ธรรมชาตขิ องเสียง 1ง 2ข 3ค 4ก 5ง 6ก 7ค 8ก 9ค 10 ง ชดุ กิจกรรมวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

42 บรรณานุกรม จักรนิ ทร์ วรรณโพธ์กิ ลาง. (2551). สดุ ยอดคานวณและเทคนิคคดิ ลดั ค่มู อื สาระการ เรียนรพู้ ื้นฐานและเพมิ่ เตมิ ฟสิ ิกส์ ม.5 เลม่ 2. กรงุ เทพฯ : รุ่งเรืองสาสน์ การ พมิ พ.์ ชว่ ง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ เสยี ง แสงและทัศนอุปกรณ์ เล่ม 2 ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี 5. กรุงเทพฯ : บรษิ ัทไฮเอด็ พบั ลิชชิง่ จากัด. สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี,กระทรวงศกึ ษาธิการ. (2554). หนงั สอื เรียนสาระการเรยี นรพู้ น้ื ฐานและเพ่ิมเตมิ ฟิสิกส์ เลม่ 3. กรุงเทพฯ : สกสค.ลาดพร้าว. ----------. (2554). คมู่ ือครูรายวชิ าเพ่มิ เติม ฟสิ กิ ส์ เลม่ 3. กรุงเทพฯ : สกสค. ลาดพร้าว. การถ่ายทอดพลงั งานเสียงผ่านอากาศ. สบื คน้ ออนไลน์ เมอ่ื วันท่ี 5 มกราคม 2558 จาก http://thegeniusphysics.blogspot.com/p/3.html เสยี งกับการไดย้ นิ . สืบค้นออนไลน์ เมอ่ื วันท่ี 5 มกราคม 2558 จาก http://www.myfirstbrain.com/teacher_view.aspx?ID=46157 สมบัติของคลนื่ เสยี ง. สบื ค้นออนไลน์ เมือ่ วันท่ี 5 มกราคม 2558 จาก http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/10/sound /sound/property-1.htm อตั ราเร็วของเสยี ง. สบื คน้ ออนไลน์ เม่ือวันที่ 5 มกราคม 2558 จาก http://www.sa.ac.th/winyoo/Sound/sound_speed.htm ชดุ กิจกรรมวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ช้ันมธั ยมศึกษาปีที่ 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

43 ภาคผนวก เฉลยบตั รกิจกรรม 1.1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง แนวการตอบบตั รกจิ กรรม 1.2 การทดลองการแทรกสอดของเสยี ง แนวการตอบบัตรกจิ กรรม 1.3 การทดลองการเล้ียวเบนของเสียง เฉลยใบงาน 1.1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง ชดุ กิจกรรมวิชาฟิสกิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ช้ันมัธยมศกึ ษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

44 เฉลยบตั รกิจกรรม 1.1 ธรรมชาตขิ องเสยี ง คาชแ้ี จง ใหน้ กั เรยี นแต่ละกลุ่ม รว่ มกนั อภิปรายจากสถานการณ์ท่ีกาหนดให้ แลว้ ตอบ คาถามต่อไปน้ี ที่มา เสยี งกบั การไดย้ ิน สบื คน้ จาก http://www.myfirstbrain.com/teacher_view.aspx?ID=46157 1. เมอื่ เขยา่ ขวดแล้วฟงั เสียงกระดิ่ง (รูป B) จะได้ยนิ เสยี งกระดง่ิ หรอื ไม่ …………………………ไดย้ นิ เสียงกระด่งิ ……………………………………………… 2. ทาไมต้องเขยา่ ขวดก่อน แล้วจึงฟงั เสยี งกระด่งิ …………………………เพราะเสยี งเกิดจากการส่ัน……………………………………… 3. เมือ่ สูบอากาศออก (รปู C) แสดงวา่ ในขวดมีสภาพเปน็ อย่างไร …………………………สุญญากาศ…………………………………………… 4. เมอื่ เขยา่ ขวดแลว้ ฟังเสียงกระดิง่ (รปู D) จะไดย้ นิ เสียงกระด่งิ หรือไม่ …………………………ไม่ไดย้ นิ เสยี งกระดิ่ง……………………………………………………… 5. นกั เรียนจะสรปุ การทดลองนอี้ ยา่ งไร เสียงเกดิ จากการสั่นสะเทอื นของวัตถุ และต้องอาศัยตัวกลางในการเคล่ือนท่ี ชดุ กจิ กรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชนั้ มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสียง

45 แนวการตอบบตั รกจิ กรรม 1.2 การทดลอง เรื่องการแทรกสอดของเสยี ง ผลการทากจิ กรรม 1. เสยี งจากลาโพงทง้ั สองตวั เปน็ แหล่งกาเนดิ อาพนั ธ์ เน่อื งจากมีความถี่เท่ากัน 2. เมื่อรับฟังเสียงจากลาโพง 2 ตวั ท่ีสง่ เสียงพร้อมกันท่ีตาแหน่งต่าง ๆ ใน แนวขนานกับขอบโตะ๊ ท่บี างตาแหนง่ จะได้ยนิ เสียงดงั ท่ีบางตาแหนง่ จะได้ยินเสียงค่อย ถา้ เลอื่ นตาแหนง่ ทร่ี บั ฟังไปเรอื่ ย ๆ ตามแนวเส้นตรงทขี่ นานกบั ขอบโต๊ะ จะได้ยนิ เสยี งดัง คอ่ ยสลับกนั ไป สรปุ ผลกจิ กรรม การทบี่ างตาแหน่งไดย้ ินเสียงดัง บางตาแหนง่ ได้ยนิ เสยี งค่อย เกดิ จากการแทรก สอดของเสยี งจากแหล่งกาเนิดอาพนั ธ์ 2 แหล่ง ตาแหนง่ ทเ่ี สรมิ กันของเสยี งจะไดย้ ิน เสียงดงั และตาแหน่งที่หกั ล้างกันจะได้ยนิ เสียงคอ่ ย สรปุ ว่าเสยี งสามารถแสดงสมบตั กิ าร แทรกสอดได้ ชดุ กจิ กรรมวิชาฟิสิกส์ หน่วยการเรยี นรู้ เสียง ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

46 แนวการตอบบตั รกจิ กรรม 1.3 การทดลอง เรอ่ื งการเลีย้ วเบนของเสยี ง ผลการทากจิ กรรม 1. เมอื่ รับฟงั เสียงท่ีตาแหนง่ A B และ C จะพบว่าท่ี A เสยี งดงั ทสี่ ุด ที่ B เสียงค่อยลงและที่ C เสยี งคอ่ ยทส่ี ดุ 2. การทีไ่ ด้ยินเสยี งท่ี B และ C ซึ่งอยู่ดา้ นหลงั สิง่ กดี ขวาง แสดงว่า เสียงสามารถเคลอ่ื นท่ีออ้ มสิง่ กีดขวางได้ 3. การทีไ่ ดย้ นิ เสยี งท่ี C คอ่ ยท่ีสดุ เพราะพลังงานเสยี งไปถึง C ลดลง สรปุ ผลกจิ กรรม การท่ีสามารถได้ยนิ เสยี งดา้ นหลังสิ่งกีดขวาง นัน่ คือเสยี งสามารถแสดงสมบัติการ เลยี้ วเบนได้ แสดงว่าเสียงมีสมบัตเิ ปน็ คล่ืน ชุดกจิ กรรมวิชาฟิสกิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชัน้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชุดที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

47 เฉลยใบงาน 1.1 ธรรมชาตขิ องเสียง ตอนที่ 1 ให้นักเรยี นเตมิ คา หรือข้อความลงในช่องว่างให้ถูกตอ้ ง (10 คะแนน) 1. เสยี งเกิดข้นึ จาก……การสน่ั สะเทือนของวัตถุ…………… 2. เสยี งเปน็ คลน่ื ชนดิ ใด………คล่นื กล / คล่ืนตามยาว………………………… 3. เสยี งเดนิ ทางจากแหล่งกาเนดิ ไปยังผู้ฟงั ตอ้ งอาศัย……ตัวกลาง…………… 4. ให้นักเรยี นบอกคุณสมบัตขิ องเสียง มา 1 อยา่ ง …….…การสะทอ้ น/การหกั เห/ การสะทอ้ น/การแทรกสอด…………. 5. ในการสารวจทะเลโดยใชเ้ ครอ่ื งโซนาร์ ใช้คุณสมบัตขิ องใดของเสยี ง ...........................การสะท้อน................................................................... 6. การทเี่ รามองเหน็ ฟ้าแลบ แต่ไม่ได้ยนิ เสยี งฟ้ารอ้ ง เกดิ จาก...การหกั เหของเสียง.. 7. เมือ่ เราเดนิ อย่รู ะหว่างลาโพงสองตัวจะไดย้ นิ เสยี งมีลักษณะอยา่ งไร .............ไดย้ ินเสยี งดัง-เสยี งค่อยสลบั กนั ไป.......................................................... 8. จากข้อ 7. เกิดจากสมบัติของใดของเสยี ง ..............การแทรกสอด............... 9. เราสามารถได้ยนิ เสยี ง ทัง้ ทมี่ องไม่เห็นแหล่งกาเนดิ เสยี ง เน่อื งจาก ............การเลย้ี วเบนของเสยี ง........... 10. การเลี้ยวเบนของเสียงจะเกิดไดด้ ี เม่อื ใด......ชอ่ งกวา้ งที่ใหเ้ สยี งผา่ นมขี นาด เทา่ กบั ความยาวคลน่ื ของเสียงน้นั ..... ชุดกจิ กรรมวชิ าฟสิ กิ ส์ หนว่ ยการเรยี นรู้ เสียง ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี 5 ชดุ ท่ี 1 ธรรมชาติของเสยี ง

48 ตอนที่ 2 ใหน้ กั เรยี นแสดงวิธีทาเพ่ือหาคาตอบที่ถูกตอ้ ง (20 คะแนน) 1. ในวันทล่ี มสงบ เสียงเดนิ ทางด้วยอตั ราเร็ว 340 เมตรต่อวนิ าที จกั รตะโกนเข้าใส่ หน้าผาสูง แลว้ ปรากฏวา่ ไดย้ ินเสียงสะท้อนกลบั ในเวลา 3 วนิ าที จักรจะอย่หู ่างจาก หน้าผานั้นเป็นระยะเท่าใด วิธีทา สิง่ ท่ีโจทย์กาหนดให้ อตั ราเรว็ เสยี ง v = 340 m/s เวลาทีเ่ สียงเดนิ ทางไปและกลับ เทา่ กบั 3 s ดังนน้ั เวลาท่ีใช้เทีย่ วเดยี วคือ t = 1.5 s ส่งิ ท่โี จทย์ต้องการทราบ จกั รอย่หู ่างจากหน้าผา s = ? จาก s = vt แทนค่า s = (340)( 1.5 ) s = 510 เมตร ตรวจสอบคาตอบ จาก s = vt แทนค่า 510 = (340)( 1.5 ) 510 = 510 ตอบ จกั รอยหู่ ่างจากหนา้ ผา เท่ากบั 510 เมตร ชุดกิจกรรมวิชาฟสิ กิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 5 ชดุ ที่ 1 ธรรมชาติของเสยี ง

49 2. กาหนดให้เสียงมอี ัตราเรว็ 1,400 เมตรตอ่ วนิ าทีในน้าทะเล เรือลาหนึ่งปลอ่ ย คลนื่ โซนาร์ ขนาดความถี่ 4.2 กิโลเฮริ ตซ์ ลงไปจากผวิ นา้ ปรากฏวา่ รับคลื่นสะท้อนผวิ ขนาดใหญ่ได้ในเวลา 3 วินาที น้าทะเลตรงนั้นลกึ เท่าไร วธิ ที า ส่งิ ทโี่ จทยก์ าหนดให้ อตั ราเรว็ เสียง v = 1,400 m/s ความถี่ f = 4.2 kHz = 4,200 Hz เวลาทใี่ ช้ไปและกลบั 3 วินาที ดังนั้น เวลาทีใ่ ช้เทยี่ วเดยี ว t = 1.5 s ส่ิงท่ีโจทยต์ ้องการทราบ น้าทะเลลึก s = ? จาก s = vt แทนคา่ s = ( 1,400 )( 1.5 ) s = 2,100 เมตร ตรวจสอบคาตอบ ความลกึ ของทะเล จาก s = vt แทนคา่ 2,100 = ( 1,400 )( 1.5 ) 2,100 = 2,100 ตอบ ทะเลมีความลกึ ประมาณ 2,100 เมตร ชุดกจิ กรรมวิชาฟิสกิ ส์ หน่วยการเรียนรู้ เสียง ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ชุดท่ี 1 ธรรมชาติของเสียง