Contenu connexe
Similaire à บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง (8)
Plus de Thepsatri Rajabhat University (20)
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
- 1. บทที่ 7
คลื่นกล และ เสียง
อ.ณภัทรษกร สารพัฒน์
สาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเทพสตรี ลพบุรี
- 4. 7.1 การเกิดคลื่นกล
1. แหล่งของการรบกวน คือ
คนสั่นเชือก
3. อันตรกิริยาระหว่างตัวกลาง เช่น
ในกรณีนี้คือแรงระหว่างโมเลกุล
ของเชือก
2. ตัวกลาง คือ เชือก
การเกิดคลื่นกลได้นั้นประกอบด้วยสามสิ่ง
จะเห็นได้ว่า พลังงานจากการ
รบกวนจะเคลื่อนที่ตามคลื่นไป
- 8. 7.2 ชนิดของคลื่น (Wave Type)
เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบคลื่นเกิดจากการรบกวนสภาวะสมดุลทางฟิสิกส์
ทาให้เกิดการส่งผ่านพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง โดยจาเป็นต้องมีตัวกลางหรือไม่ก็
ได้ ดังนั้นในการแบ่งชนิดของคลื่นจึงแบ่งออกได้เป็นชนิดต่าง ๆ ดังนี้
2. แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณา การ
อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
1. แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณา การอาศัย
ตัวกลางในการเคลื่อนที่
- 9. 1. แบ่งชนิดของคลื่นโดยพิจารณา
การอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ สามารถแบ่งคลื่นได้เป็ น 2 ชนิด คือ
II. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Wave) คือ คลื่นที่
ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นแสง, คลื่นวิทยุ เป็ น
ต้น
I. คลื่นกลหรือคลื่นยืดหยุ่น (Mechanical Wave หรือ
Elastic Wave) คือ คลื่นที่อาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่
โดยตัวกลางจะเกิดการสั่นทาให้เกิดการส่งผ่านพลังงานจากที่หนึ่ง
ไปยังอีกที่หนึ่ง เช่น คลื่นเสียง, คลื่นน้า, คลื่นในเส้นเชือก เป็ น
ต้น
- 10. 2. แบ่งชนิดของคลื่น โดยพิจารณาทิศทางของการเคลื่อนที่ของคลื่น
และของตัวกลางที่ ถูกรบกวน สามารถแบ่งได้เป็ น 2 ชนิด คือ
I. คลื่นตามขวาง (Transverse Wave) คือ คลื่นที่ทา
ให้อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่
ไปกลับในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น
เช่น คลื่นน้า, คลื่นในเส้นเชือก เป็ นต้น
II. คลื่นตามยาว (Longitudinal Wave) คือ คลื่นที่ทาให้
อนุภาคของตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านมีการเคลื่อนที่ไปกลับใน
ทิศทางที่เดียวกันกับทิศทางการเคลื่อนของคลื่น เช่น คลื่นเสียง,
คลื่นในสปริง เป็ นต้น
- 27. 7.3 การอธิบายลักษณะของคลื่น : แอมพลิจูด
ตัวอย่างที่ 7.1 ให้หาอัตราเร็วของคลื่นตามขวางคลื่นหนึ่งที่มีระยะห่างท้อง
คลื่นเป็น 10 m และจุดหนึ่งบนคลื่นใช้เวลา 4 วินาที ในการเคลื่อนที่ขึ้นลงครบ
หนึ่งรอบ
ตัวอย่างที่ 7.2 หาความยาวคลื่นของเสียงที่มีความถี่ 528 Hz (ตรงกับเสียงโด
สูง๗ กาหนดให้ความเร็วเสียงในอากาศเป็น 341 m/x
- 32. 7.4 คุณสมบัติของคลื่น : การสะท้อน
ตัวอย่างที่ 7.3 กลาสีเรือเคาะท้องเรือด้วยค้อน เกิดเสียงสะท้อน
จากก้นมหาสมุทรกลับมาถึงตัวเขาในเวลา 0.50 s หลังจากเคาะ
อยากทราบว่าก้นมหาสมุทรลึกจากเรืองเท่าใด ให้ความเร็วเสียง
ในน้าทะเลเท่ากับ 1500 m/s
- 39. 7.4 คุณสมบัติของคลื่น : การหักเห
ตัวอย่างที่ 7.4 คลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง
โดยมีมุมตก 30o และเกิดมุมหักเห 45o ถ้าคลื่นมีมุมตกกระทบ 45o จะ
เกิดมุมหักเหเท่าใด
- 52. 7.5 เสียง
ตัวอย่างที่ 7.5 นายฟังได้ยินเสียงตะโกนของนายดัง หลังจากนาย
ดัง ได้ตะโกนไปแล้ว 3 วินาที ถ้าขณะนั้นอุณหภูมิของอากาศมีค่า
เท่ากับ 20 oC นายดังและนายฟัง อยู่ห่างกันเป็นระยะทางเท่าไร
- 59. 7.7 ระดับความเข้มเสียง
ตัวอย่างที่ 7.6 ถ้านักเรียนวัดระดับความเข้มเสียงของแตรรถยนต์คันหนึ่งได้ 70 dB ถ้า
รถยนต์ชนิดเดียวกันเพิ่มขึ้นเป็น 10 คัน บีบแตรพร้อมกัน ๆ กัน ระดับความเข้มเสียงที่
นักเรียนวัดได้จะมีค่าเท่าไร (ระยะทางจากนักเรียนถึงรถยนต์เท่าเดิม)
ตัวอย่างที่ 7.7 นกหวีดตัวหนึ่งถูกเป่าออกมาด้วยเสียง ด้วยกาลังคงที่ ถ้านักเรียน
เคลื่อนที่ออกจากนกหวีดเป็นระยะสองเท่าจากระยะเดิม ระดับความเข้มของเสียงจะ
ลดลงกี่ dB
- 64. 7.7 ระดับความเข้มเสียง
ตัวอย่างที่ 7.8 อุลตราซาวน์มีอัตราเร็วในเนื้อเยื่อเท่ากับ 1500 m/s (ก.)
คานวณหา รายละเอียดที่เล็กที่สุดที่สามารถมองเห็นได้ในการอุลตรา
ซาวน์ที่มีความถี่ 2 MHz (ข.) ลึกขนาดไหนที่อุลตราซาวน์สามารถ
วิเคราะห์ได้ (ค.) ใช้เวลานานเท่าไรที่อุลตราซาวน์จะเดินทางไปกลับจาก
ที่ความลึก 0.1 m
- 68. 7.8 ปรากฏการณ์ของเสียง : บีตส์
ตัวอย่างที่ 7.9 คลื่นเสียง 2 ขบวนมาพบกันเกิดบีตส์ 4 บีตส์/วินาที
และได้ยินเสียงความถี่ 350 Hz จงหาความถี่จริงของคลื่นทั้งสองนี้
- 82. 7.8 ปรากฏการณ์ของเสียง : เรโซแนนซ์
ตัวอย่างที่ 7.10 เราสามารถสร้างเสียงได้ โดยการเป่าลมผ่านปากขวด
น้าอัดลม เสียงที่เกิดขึ้นนั้นเป็นผลของการเกิดเรโซแนนซ์ของเสียงภายใน
ขวดนั่นเอง ถ้าเราสมมติให้ขวดน้าอัดลมเป็นท่อปลายปิ ดหนึ่งด้าน
ปลายเปิดหนึ่งด้าน ที่มีความยาว 25 cm จงหาความถี่ของสามอาร์มอนิค
แรกที่สามารถเกิดขึ้นได้(สมมติให้อัตราเร็วของเสียงในอากาศมีค่าเท่ากับ
340 m/s)
- 92. 7.8 ปรากฏการณ์ของเสียง : ปรากฏการดอปเพลอร์
ตัวอย่างที่ 7.11 รถไฟเปิดหวูดซึ่งมีความถี่ 3000 Hz แล่นด้วยความเร็ว 80
m/s ถ้าเสียงมีความเร็วในอากาศ 340 m/s จงหาความถี่ที่ปรากฏต่อผู้ฟัง ที่
ยืนอยู่หน้ารถไฟ และยืนอยู่หลังรถไฟ
- 93. 7.8 ปรากฏการณ์ของเสียง : ปรากฏการดอปเพลอร์
ตัวอย่างที่ 7.12 รถไฟสองขบวนแล่นสวนกันบนรางขนานด้วยความเร็วที่
เท่ากัน 100 m/s อัตราเร็วของเสียงในขณะนั้นมีความเร็ว 340 m/s ถ้ารถไฟ
ขบวนนี้เปิดหวูดที่มีความถี่ 4000 Hz ผู้โดยสารในรถไฟอีกขบวนหนึ่งจะได้
ยินความถี่เท่าใด พิจารณาเฉพาะขณะที่รถไฟกาลังวิ่งเข้าหากันแต่ยังไม่สวน
เลยกันไป
- 100. 7.8 ปรากฏการณ์ของเสียง : คลื่นกระแทก
ตัวอย่างที่ 7.13 ประมาณอัตราเร็วของเครื่องบิน F-18 ถ้าอัตราเร็วของ
เสียงในอากาศมีค่าเท่ากับ 350 m/s