เสียง

เสียงเป็นคลื่นตามยาวชนิดหนึ่งซึ่งอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ ดังนั้นคุณสมบัติของเสียงจึงเหมือนคลื่นทุกประการ ตามปกติหูคนสามารถได้ยินเสียงในช่วงความถี่ 20 เฮิร์ตซ์ ถึง 20,000 เฮิร์ตซ์ คลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิร์ตซ์นั้น เรียกว่าคลื่นเหนือเสียงหรืออัลตราโซนิก (ultrasonic) ส่วนเสียงที่ความถี่ต่ำกว่า 20 Hzเรียกว่าคลื่นใต้เสียงหรืออินฟราโซนิก(Infrasonic Wave)

ธรรมชาติของเสียง
.....
..                      เมื่อนักเรียนเคาะส้อมเสียงจะได้ยินเสียงสูงต่ำต่าง ๆ กันขึ้นอยู่กับ ส้อมเสียงนั้น ๆ
ว่ามีความถี่เท่าไร ถ้านักเรียนจับส้อมเสียงนักเรียนจะรู้สึกได้ว่าส้อมเสียงสั่น หรือ หลังจากเคาะส้อมเสียงแล้วเอาส้อมเสียงจุ่มลงไปในน้ำจะเห็นน้ำกระเพื่อมกระจาย
เป็นคลื่นออกไป นั่นแสดงว่าเสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ซึ่งการสั่นสะเทือน
ทำให้ตัวกลาง เกิดการสั่นแล้วถ่ายโอนพลังงานให้แก่อนุภาคของตัวกลางถัดไป
โดยที่อนุภาคของตัวกลาง มีการสั่นกลับไปกลับมา ทำให้เกิดคลื่นเสียงขึ้น วัตถุที่มีมวลมากจะสั่นช้ากว่าวัตถุที่มีมวลน้อยทำให้ความถี่ของเสียงต่ำกว่า
วัตถุที่มีมวลน้อยกว่า


 แหล่งกำเนิดเสียง

............เนื่องจากเสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ดังนั้นความถี่ของคลื่นเสียงจึงเท่ากับ
ความถี่ของการสั่นของวัตถุ โดยคลื่นเสียงจะกระจายเป็นวงกลมรอบ ๆ แหล่งกำเนิดเสียงนั้น
แหล่งกำเนิดเสียง มี

 1.เกิดจากการสั่นของสายหรือแท่ง เช่น ไวโอลีน ส้อมเสียง ขิม ฯลฯ

       2. เกิดจากการสั่นของผิว เช่น กลอง ฉิ่ง ฉาบ ลำโพง ฯลฯ

       3. เกิดจากการสั่นของลำอากาศ เช่น ขลุ่ย ปี่ แคน นกหวีด

ตัวกลางของเสียง
คลื่นเสียงจะเดินทางมีถึงผู้ฟังได้ ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น ขณะที่นักเรียนพูดกับเพื่อนเสียงเดินทางผ่านอากาศมาถึงหูเพื่อนจึงจะได้ยินเสียง หรือเมื่อคนงานซ่อมรางรถไฟเอาหูแนบกับรางรถไฟฟังเสียงว่ามีรถไฟมาหรือไม่ นั่นแสดงว่าเสียงต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่

สมบัติของเสียง

สมบัติของคลื่นเสียง

เสียงเป็นคลื่นตามยาว มีสมบัติร่วมของคลื่นทั้ง 4 ประการคือ การสะท้อน การแทรกสอด การหักเห และการเลี้ยวเบน

การสะท้อน

- เสียงจะสะท้อนได้ดีถ้าผิวสะท้อนแข็งและเรียบ
- เสียงจะสะท้อนได้ดีถ้าแผ่นสะท้อนมีขนาดไม่น้อยกว่าความยาวคลื่นเสียง
- เสียงก้อง ( echo ) ปกติคนเราจะได้ยินเสียงติดประสาทหูนานประมาณ 1/10 วินาที ถ้าเราปล่อยคลื่นเสียงออกไปเราจะได้ยินเสียงครั้งแรก ต่อมาเวลาผ่านไปไม่น้อยกว่า 1/10 วินาที คลื่นเสียงสะท้อนกลับมาเราจะได้ยินเสียงแยกออกเป็น 2 ครั้ง เราเรียกว่า เสียงก้อง

การประยุกต์ใช้การสะท้อนของเสียง

การหักเหของเสียง      

                          หมายถึง เสียงที่เดินทางจากตัวกลางหนึ่ง ผ่านรอยต่อของตัวกลางเพื่อเข้าไปยังตัวกลางที่สองแล้วเกิดเปลี่ยนทิศของการเดินทาง ทำให้อัตราเร็วและความยาวคลื่นเสียงเปลี่ยนไป แต่ความถี่ยังคงที่เหมือนเดิม ถ้ามุมหักเหโตกว่า 90 องศา ทิศทางการเคลื่อนที่จะกลับเข้าสู่ตัวกลางเดิม คือ เกิดการสะท้อนกลับหมด เนื่องจากเสียงเป็นคลื่นชนิดหนึ่ง ดังนั้นจึงมีการหักเหเมื่อผ่านตัวกลางต่างชนิด เช่น เสียงตะโกนในอากาศเคลื่อนที่ในอัตราเร็วอันหนึ่ง เมื่อเสียงนี้ผ่านลงในบ่อน้ำจะเปลี่ยนอัตราเร็วเป็นเร็วขึ้น ดังนั้น เมื่อเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความเร็วน้อย คือ อากาศเข้าสู่ตัวกลางที่มีความเร็วมากกว่า คือ ในน้ำ เสียงจะหักเหออกจากเส้นตั้งฉากและถ้าเสียงเคลื่อนที่ออกจากตัวกลางที่มีความเร็วมากกว่า ไปสู่ตัวกลางที่มีความเร็วน้อยกว่า เสียงจะหักเหเข้าหาเส้นตั้งฉาก และอัตราเร็วของเสียงขึ้นกับความหนาแน่นของตัวกลางด้วย คือ ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย อัตราเร็วของเสียงจะช้ากว่าตัวกลางที่มีความหนาแน่นมาก
                            หลักการนี้ใช้อธิบายเกี่ยวกับการเห็นฟ้าแลบ แต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องได้ เพราะเมื่อเกิดฟ้าแลบเกิดเสียง แต่อากาศใกล้พื้นดินอุณหภูมิสูงกว่าอากาศเบื้องบน การเคลื่อนที่ของเสียงเคลื่อนที่ได้ในอัตราที่ต่างกัน คือ เคลื่อนที่ในอากาศที่มีอุณหภูมิสูงได้เร็วกว่าในอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำ ดังนั้น การเคลื่อนที่ของเสียงจึงเบนขึ้นทีละน้อย ๆ จนข้ามหัวเราไป จึงทำให้ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง