วันอาทิตย์ที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2557

คลื่นกระแทก (Shock wave)

       ปรากฏการณ์ ที่หน้าคลื่นเคลื่อนที่มาเสริมกันในลักษณะที่เป็นหน้าคลื่นวงกลมซ้อนเรียง กันไป โดยที่มีแนวหน้าคลื่นที่มาเสริมกันมีลักษณะเป็นรูปกรวยอันเนื่องมาจากแหล่ง กำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วของคลื่นในตัวกลาง( Vs>V ) เช่น คลื่นกระแทกของคลื่นที่ผิวน้ำขณะที่เรือกำลังวิ่ง หรือคลื่นเสียงก็เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินบินเร็วกว่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศ





เลขมัค

ตัวเลขที่บอกให้เราทราบว่า อัตราเร็วของแหล่งกำเนิดคลื่น  มีค่าเป็นกี่เท่าของอัตราเร็วของคลื่นในตัวกลาง



สูตรการคำนวณเมื่อเกิดคลื่นกระแทก


ปรากฎการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler effect)

          เป็นปรากฎการณ์ที่ผู้ฟังได้ยินเสียงที่มีความถี่เปลี่ยนไปจากความที่จริงของต้นกำเนิดเสียง ทั้งนี้เนื่องจากผู้ฟังหรือ แหล่งกำเนิดเคลื่อนที่สัมพันธ์ต่อกััน


เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงให้เสียงออกมา เสียงก็จะกระจายออกไปทุกทิศทางด้วยความยาวคลื่นที่เท่า
กัน ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงหยุดนิ่ง เราจะพบว่าเสียงที่ผู้ฟังได้ยินจะมีความยาวคลื่นเดียวกับที่แหล่ง
กำเนิดเสียงให้ออกมา

      
ถ้าาผู้ฟังหรือแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ ความยาวคลื่นที่ออกไปด้านหน้าของแหล่งกำเนิดเสียงจะสั้นลงส่วนความยาวคลื่นด้านหลังของแหล่งกำเนิดเสียงซึ่งเคลื่อนที่ผ่านไป จะมีความยาวคลื่นยาวมาขึ้น


การคำนวนหาความถี่ที่ผู้ฟังได้ยิน



การหาความยาวคลื่นด้านหน้าและด้านหลังแหล่งกำเนิดเสียง

1.ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงอยู่นิ่ง  ความยาวคลื่นทุกด้านเท่ากัน


2.ความยาวคลื่นที่ปรากฏด้านหน้าแหล่งกำเนิดเสียงที่กำลังเคลื่อนที่







คุณภาพเสียง

    เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงต่างกัน ลักษณะของคลื่นเสียงแต่ละอย่างก็มีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างกันด้วย ซึ่งเราเรียกว่า คุณภาพเสียง คลื่นเสียงหนึ่งๆ จะมีความถี่ f,2f,3f,…,nf ออกมาพร้อมกัน ซึ่งแต่ละความถี่จะมีความเข้มเสียงต่างกัน คลื่นที่ได้จากการรวมคลื่นเสียงแต่ละความถี่เข้าด้วยกัน จะทำให้เสียงมีลักษณะเฉพาะตัว เช่น


ระดับเสียง
   
     การที่เราได้ยินเสียงทุ้ม เสียงแหลมนั้น ขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียงนั้น ถ้าความถี่สูงเสียงจะสูง ถ้าความถี่ต่ำเสียงก็จะต่ำ เสียงทุ้มหรือต่ำ เรียกว่า "ระดับเสียง" โดยฆุของคนเราสามรถได้ยินเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 2000 Hz


ในการแบ่งโน้ตทางวิทยาศาสตร์ แบ่งได้ตามตาราง


จากตารางพบว่า ความถี่ของ c’ เป็นสองเท่าของ c ในลักษระนี้เราเรียกมันว่า “เสียงคู่แปด (octave)” โดยมีสูตรหาสียงคู่แปดคือ
                                                                   (n คือจำนวนขีด)


นอกจากโน้ตทางวิทยาศาสตร์แล้ว ยังมีการแบ่งระดับเสียงทางดนตรีด้วย ดังตาราง