งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

เสียง (Sound) (2) การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คลื่นกระแทก.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "เสียง (Sound) (2) การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คลื่นกระแทก."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1

2 เสียง (Sound) (2) การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คลื่นกระแทก คลื่นกระแทก

3 การสั่นพ้อง (Resonance) เมื่อวัตถุถูกกระทำด้วยแรงหรือสัญญาณที่มีความถี่เท่ากับหรือใกล้ เคียงกับความถี่ธรรมชาติ (resonant หรือ natural frequencies) ของวัตถุ วัตถุนั้นจะสั่นด้วยความถี่นั้นและด้วยแอมปลิจูดที่ใหญ่ L และ n = จำนวน loop = จำนวนปฏิบัพ Standing Waves

4 การสั่นพ้องของเสียง และ Standing Sound Waves คลื่นนิ่งของเสียง ท่อปลายปิด (ท่อปลายเปิด 1 ข้าง) ท่อปลายเปิด (ท่อปลายเปิด 2 ข้าง) กำหนดให้ความยาวท่อ = L

5 Harmonic & Overtone Overtone เป็นช่วงความถี่ที่สูงกว่าความถี่มูลฐาน (fundamental) Harmonic เป็นชื่อเรียก ความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่มูล ฐาน

6 การหาความเร็วของเสียงในอากาศ L1L1 e = end correction

7 ตัวอย่าง 1 ชายคนหนึ่งปล่อยก้อนหินลงในบ่อน้ำ แล้วได้ ยินเสียงที่ก้อนหินตกกระทบน้ำที่เวลา 3 วินาที หลังจาก ปล่อยก้อนหิน ถ้าวันนั้น อากาศมีอุณหภูมิ 15 องศา เซลเซียส จงหาความลึกของบ่อน้ำ 1. คิดการตกลงไปของก้อนหิน 2. คิดการเดินทางขึ้นมาของเสียง แทนค่าใน (1) ได้

8 ตัวอย่างที่ 3 ท่อปลายเปิดทั้งสองข้างยาว 5.9 เมตร และท่อปลาย ปิดข้างหนึ่งยาว 3.0 เมตร ความถี่มูลฐานของคลื่นเสียงที่เกิดจากท่อ ทั้งสองนี้เมื่อรวมกันจะเกิดบีตส์ที่มีความถี่ 5 เฮิรตซ์ จงหา ความถี่มูล ฐานของท่อปลายเปิดสองข้าง และ ท่อปลายเปิดข้างเดียว ความถี่มูลฐาน n=1

9

10 ตัวอย่าง 4 มีท่อทรงกระบอกปลายปิดข้างหนึ่งยาวเท่ากัน 2 ท่อ ซึ่งเมื่อทำให้ลำ อากาศภายในท่อเกิดการสั่นพบว่าเสียงจากท่อทั้งสองนื้มีความถี่ต่ำสุดเป็น 480 Hz ที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส แต่ถ้าอุณหภูมิของอากาศในท่อหนึ่ง เปลี่ยนไปเป็น 20 องศาเซลเซียส เมื่อทำให้เกิดเสียงจากท่อทั้งสองนี้พร้อมกัน จะเกิดเสียงบีตส์ด้วยค่าความถี่บีตส์กี่ Hz แบ่งการคิดเป็น 4 ขั้นตอน ดังนี้ ขั้น 1 หาอัตราเร็วเสียงก่อนจาก ขั้น 2 หาความยาวท่อในตอนแรก จาก ขั้น 3 หาความถี่เมื่ออุณหภูมิ 20  C จาก ขั้น 4 เทียบกับความถี่ตอนแรกจะเกิด บีตส์ความถี่

11 ตัวอย่าง 5 โดยปกติคลื่นเสียงจะเข้าสู่ระบบการรับฟังเสียงของหูคนเราโดย ผ่านช่องหู (ear canal) ไปตกกระทบเยื่อแก้วหูที่ปลายช่องรูหูซึ่งจะสั่งตาม จังหวะของคลื่นเสียงนั้น ช่องรูหูจึงเป็นด่านแรกที่ช่วยขยายสัญญาณสียงที่ ผ่านเข้าไป ถ้าความยาวของช่องรูหูของคนทั่วไปมีค่าประมาณ 2.5 cm รับฟัง เสียงในภาวะอุณหภูมิห้อง 25  C แสดงว่าคนเราจะรับฟังเสียงความถี่ประมาณกี่ Hz ได้ไวเป็นพิเศษ ช่องรูหูเปรียบเสมือนหลอดเรโซแนนซ์ปลายปิด (ด้วยเยื่อแก้วหู) ซึ่งจะเกิดการ สั่นพ้อง (ทำให้เสียงดังที่สุด) เมื่อ อัตราเร็วเสียงในอากาศที่ อุณหภูมิห้อง 25  C = 346 ~ 350 m/s ดังนั้น ความถี่เสียงที่ควรจะรับได้ไวสุดคือ

12 ปรากฎการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) อัตราเร็วของแหล่งกำเนิดมีค่าน้อยกว่า อัตราเร็วเสียง (v s < v) ความถี่ของเสียงที่ได้ยินเปลี่ยนไป เมื่อจุด กำเนิดเสียงหรือผู้ได้รับเสียงเคลื่อนที่ higher wavelength lower frequency lower wavelength higher frequency ด้านหน้าด้านหลัง f = ความถี่ของแหล่งกำเนิด, v = อัตราเร็วเสียงซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง, v s = อัตราเร็วแหล่งกำเนิด

13 ปรากฎการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) ความถี่ของเสียงที่ได้ยินเปลี่ยนไป เมื่อจุดกำเนิดเสียงหรือผู้ได้รับเสียง เคลื่อนที่ เสียงแตรรถยนต์เมื่อรถแล่นผ่าน

14 ปรากฎการณ์ดอปเพลอร์ (The Doppler Effect) 1. จุดกำเนิดเสียง (source) อยู่นิ่งผู้รับเสียง (observer) เคลื่อนที่เข้า หาจุดกำเนิดคลื่น f= ความถี่ผู้สังเกตได้รับ f = ความถี่ต้นกำเนิดเสียงส่งออกมา จำนวน หน้าคลื่นที่ มาถึงผู้ฟัง ใน ช่วงเวลา t

15 2. จุดกำเนิดเสียง (source) อยู่นิ่ง ผู้รับเสียง (observer) เคลื่อนที่ ออกห่างจากจุดกำเนิดคลื่น The Doppler Effect f= ความถี่ผู้สังเกตได้รับ f = ความถี่ต้นกำเนิดเสียงส่งออกมา

16 3. จุดกำเนิดเสียง (source) เคลื่อนที่ เข้า หาผู้รับเสียง (observer) ที่อยู่นิ่ง The Doppler Effect f = ความถี่ต้นกำเนิดเสียงส่งออกมา f= ความถี่ผู้สังเกตได้รับ ด้านหน้า

17 4. จุดกำเนิดเสียง (source) เคลื่อนที่ออก ห่างจากผู้รับเสียง (observer) ที่อยู่นิ่ง The Doppler Effect f= ความถี่ผู้สังเกตได้รับ f = ความถี่ต้นกำเนิดเสียงส่งออกมา ด้านหลัง

18 5. ทั้งจุดกำเนิดเสียงและผู้รับเสียงเคลื่อนที่เข้าหากันหรือออกจากกัน เคลื่อนที่เข้าหากัน เคลื่อนที่ออกจากกัน The Doppler Effect สรุป สำหรับ v o วิ่งเข้าเป็น + วิ่งออกเป็น - สำหรับ v s วิ่งเข้าเป็น - วิ่งออกเป็น + สำหรับ v s วิ่งเข้าเป็น - วิ่งออกเป็น +

19 กำแพงเสียง (Sound barrier) เมื่อเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเข้า ใกล้อัตราเร็วเสียง หน้าคลื่น ของคลื่นเสียงจะเกิดการ ซ้อนทับกัน ซึ่งกลายเป็น เหมือนกำแพงที่ต้านการ เคลื่อนที่ของเครื่องบิน Chuck Yeager แห่ง กองทัพอากาศสหรัฐ เป็น นักบินคนแรกที่สามารถทำให้ เกิดการบินเหนือเสียงได้ Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University

20 v source = v sound ( Mach 1 - breaking the sound barrier ) v source < v sound ( Mach 0.7 ) v source = 0 v source > v sound ( Mach Supersonic )

21 คลื่นกระแทก ( Shock wave)

22 เมื่อวัตถุบินผ่านกำแพงเสียง (sonic barrier) แล้ว และ หลังจากนั้นเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว เหนือเสียง (Supersonic)โดยที่ผู้ สังเกตุจะไม่ได้ยินเสียง จนกว่า แนวหน้าคลื่นของโคนเสียงจะ มาถึง (เครื่องบินอาจบินผ่านผู้ สังเกตุไปนานแล้ว) โดยผู้สังเกต จะได้ยินเสียงดังมาก ทำให้เกิด แนวที่เรียกว่า คลื่นกระแทก (shock wave) ขณะที่หน้าคลื่น มากระทบได้ยินเสียงเรียกว่า Sonic boom Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University

23 คลื่นกระแทก (Shock Waves) ไม่สามารถใช้สมการของดอปเปลอร์ในการหาค่าอัตราเร็วของเสียง หรือ ความถี่ได้ เมื่อตัวกลางเคลื่อนที่เร็วกว่าเสียง คลื่นกระแทกเป็นผลมาจากการที่แหล่งกำเนิดมีความเร็วมากกว่า ความเร็วของคลื่น วงกลมในรูปใช้แทนหน้าคลื่นที่ถูกส่งออกมาจากแหล่งกำเนิด

24 คลื่นกระแทก (Shock Waves) เส้นสัมผัสนั้นลากจาก S ไปยังหน้าคลื่นที่มีจุด ศูนย์กลางอยู่ที่ S ค่ามุมระหว่างเส้นสัมผัส และแนวการเคลื่อนที่นั้น หาได้จากความสัมพันธ์ sin θ = v / v s = 1/M อัตราส่วน M = v s /v เรียกว่า เลขมัค (Mach Number) หน้าคลื่นรูปกรวยที่แผ่ ออกมาเรียกว่า shock wave คลื่นกระแทกนั้นมี พลังงานอยู่อย่าง หนาแน่นบริเวณผิวของ กรวย และ มีการกระจาย ตัวของแรงดันมหาศาล

25 Supersonic T-38 Talon Sonic boom จาก รถTHRUST SSC Supersonic jet trainer

26 ตัวอย่าง 6 คลื่นเสียงมีความถี่ 1000 Hz อัตราเร็ว 330 m/s จงหา ก.ความยาวคลื่นเสียงเมื่อต้นกำเนิดอยู่นิ่ง ข.ถ้าต้นกำเนิด s เคลื่อนที่ไปทางขวามือด้วยอัตราเร็ว v s = 10 m/s จงหาความยาว คลื่นข้างหน้าและข้างหลัง S ค.ถ้าผู้สังเกตหยุดนิ่ง ต้นกำเนิด S วิ่งหนีด้วยอัตราเร็ว 10 m/s ผู้สังเกตจะได้ยิน ความถี่เท่าใด ง.ถ้าต้นกำเนิด S หยุดนิ่ง ผู้สังเกตวิ่งหนี S ด้วยอัตราเร็ว 10 m/s เขาจะได้ยิน ความถี่เท่าได ก. ความยาวคลื่น ข. หน้าต้นกำเนิดคลื่น  หลังต้นกำเนิดคลื่น ค. จาก ง. จาก

27 ตัวอย่าง 7 ถ้าผู้สังเกตและแหล่งต้นทางต่างเคลื่อนที่เข้าหากัน ด้วยอัตราเร็ว 20 m/s ในขณะที่แหล่งต้นทางให้คลื่นเสียง ซึ่งมี ความถี่ 1000 Hz แผ่ออกไปในอากาศที่มีความหนาแน่น 1.2 kg/m 3 และมอดูลัสเชิงปริมาตร 1.3 x GPa ความถี่ของคลื่น เสียงที่ผู้สังเกตได้รับจะมีค่าประมาณเท่าใด จาก จะได้ความถี่ของคลื่นเสียงที่ผู้สังเกตได้รับ

28 ตัวอย่าง 8 ค้างคาวบินด้วยอัตราเร็ว 3.60 m/s ส่ง สัญญาณเสียงความถี่ 35.0 kHz ไปกระทบผีเสื้อ กลางคืนที่เกาะนิ่งอยู่บนต้นไม้ ความถี่ของเสียงที่ผีเสื้อ กลางคืนได้รับมีค่าเท่าใด เมื่ออุณหภูมิยามค่ำคืนเป็น 20  C

29 ตัวอย่าง 9 เครื่องบินลำหนึ่งกำลังบินด้วยอัตราเร็ว 510 m/s โดย รักษาเพดานบินที่ระดับ 10 4 m ในบริเวณที่อากาศมีอุณหภูมิ 15  C ขณะที่ได้ยินเสียงจากเครื่องบิน เครื่องบินลำนี้อยู่ห่าง ออกไปเท่าไหร่ กำหนดให้อัตราเร็วของคลื่นเสียงในอากาศที่ 0  C เท่ากับ 331 m/s จาก ขณะได้ยิน เสียง เครื่องบิน อยู่ห่างออกไป (PM) เท่ากับ

30 คลื่นกระแทก (shock wave) สามารถเกิดได้กับคลื่น ทั่วไป เช่น คลื่นน้ำ เรือที่แล่นเร็วกว่าคลื่นน้ำ คลื่นเสียง ลูกปืนหรือเครื่องบินที่เคลื่อนที่เร็วกว่า เสียง คลื่นแสง ในอากาศ ไม่เกิดคลื่นกระแทกเพราะไม่ มีแหล่งกำเนิดใดเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าแสง ตัวกลางอื่น ๆ อาจเกิดคลื่นกระแทกของคลื่น แสงได้ ตัวกลางอื่น ๆ อาจเกิดคลื่นกระแทกของคลื่น แสงได้


ดาวน์โหลด ppt เสียง (Sound) (2) การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง การสั่นพ้องของเสียง และ คลื่นนิ่งของเสียง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คลื่นกระแทก.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google