6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง 6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ ในระบบคลื่นสถิต หูและการได้ยิน ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์

ย่านความถี่ของเสียง คลื่นใต้เสียง (Infrasonic) เช่นคลื่นแผ่นดินไหว f < 20 Hz หูมนุษย์รับฟังไมได้ แต่รับรู้ได้ คลื่นเสียง(Audible range) 20 Hz< f < 20 kHz หูมนุษย์รับฟังได้ คลื่นเหนือเสียง (Ultrasonic) f > 20 kHz หูมนุษย์รับฟังไม่ได้ แต่ สัตว์บางประเภทรับฟังได้

อัตราเร็วเสียง ของไหล ของแข็ง B -ค่าบัลค์โมดูลัส Y -โมดูลัสของยัง r-ความหนาแน่นตัวกลาง

อัตราเร็วของคลื่นตามยาวในของไหล vt นิ่ง นิ่ง vxt การดลบนลูกสูบ =โมเมนตัมเปลี่ยนแปลงในของไหล v DP นิ่ง vx

PV=nRT=const PVg=const ; การอัดก๊าซอุดมคติผ่านกระบวนการอุณหภูมิคงที่ DQ V1 P1 P1 V1 P2 V2 PV=nRT=const V P P2 V2 T2 V1 P1 T1 การอัดก๊าซอุดมคติผ่านกระบวนการความร้อนคงที่ P1 V1 P2 V2 =5R/2,7R/2,9R/2 PVg=const ; =3R/2,5R/2,7R/2

273 v (m/s) 331 K สำหรับอากาศอุณหภูมิปกติ M =30 x10-3 kg g =1.4

ความเข้มเสียง กำลังงานของเสียงที่ตกลงในหน่วยพื้นที่ S

ความเข้มขีดเริ่มของการได้ยิน ระดับความเข้มเสียง [dB: decibel] ความเข้มขีดเริ่มของการได้ยิน Io =10-12 W/m2

ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ ในระบบคลื่นสถิต โมดปกติ (normal modes) รูปแบบการสั่นที่มีความถี่เดียวกันในทุกๆทิศทาง ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency) ความถี่ของการสั่นในแต่ละโมด ความถี่หลักมูล (Fundamental frequency) ความถี่ต่ำสุดของการสั่น ฮาร์โมนิก (Harmonic) ใช้เรียกความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่หลักมูล โอเวอร์โทน(Overtone) ใช้เรียกความถี่ธรรมชาติในโมดที่สูงกว่าของความถี่หลักมูล แต่อาจไม่เป็นจำนวนเท่าของความถี่หลักมูลก็ได้ ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ (Resonance) ความถี่กระตุ้นที่มีค่าใกล้เคียงหรือตรงกันกับความถี่ธรรมชาติเท่านั้นที่จะทำให้เกิดการสั่นของเส้นวัตถุอย่างรุนแรงและต่อเนื่อง

ลำอากาศปลายเปิด

ลำอากาศปลายปิด

แผ่นเยื่อกลมขึงตึง T - ความตึง[N/m2] s - ความหนาแน่น[kg/m2] D- เส้นผ่านศูนย์กลาง [m] T - 2000 N/m2 s - 0.26 kg/m2 ==> f01=112 Hz D- 0.6m

การเกิดเสียงพูด Sundberg models

หูและการได้ยิน

การขยายเสียงใน หูตอนนอก การขยายเสียงใน หูตอนนอก ใบหู - ระบุทิศแหล่งกำเนิดเสียง(stereo ) - เพิ่มพื้นที่ดักเสียง และเพิ่มความเข้มเสียงก่อนเข้าสู่รูหู A1 A2 P f1 f3 รูหู - ช่องนำเสียง - ขยายเสียงโดยการอภินาทกับ ลำอากาศปลายปิด เฉพาะบางความถี่ (P x2)

การขยายเสียงใน หูตอนกลาง ความดันเสียงเพิ่มขึ้นโดย 2 กลไก 1. ระบบคานที่มี MA. ประมาณ 3 Ftymp : Foval = 1 : 3 Ftymp FOval 3 1 2. Atymp : Aoval = 15 : 1

หูตอนใน

ความดังของเสียง(loudness) ==>ระดับความเข้มเสียงที่รู้สึกโดยหูคน [ phons] ( 60 phon = 60 dB @1000Hz) ==> เสียงที่มีdB เท่ากัน อาจมี phons ความดังไม่เท่ากัน ถ้าเป็นคนละความถี่ Equal Loudness Curves

ทุกๆ 10 โฟน ที่เพิ่มขึ้น ความดังเพิ่มขึ้น เป็น 2 เท่า

ปรากฏการณ์ ดอปเปลอร์ ดอปเปลอร์(Christian doppler: 1803-1853)นักคณิตศาสตร์ชาวออสเตรียที่อธิบายปรากฏการณ์หนึ่งของเสียงไว้ว่า เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงและผู้สังเกตมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กัน ความถี่เสียงที่ไปปรากฎกับผู้สังเกตจะเปลี่ยนไปจากความถี่ที่แท้จริงของแหล่งกำเนิดเสียง

อัตราเร็วปรากฏ O เข้าหา O ออกห่าง ความยาวคลี่นปรากฏ S เข้าหา S ออกห่าง u O vs l+vs/f l- vs/f vo O เข้าหา O ออกห่าง ความยาวคลี่นปรากฏ S เข้าหา S ออกห่าง O เข้าหา เช่น S เข้าหา

vs S fs O fob vo fs fob fs' fob' ระบบวัดการทำงานของหัวใจโดยใช้ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (สัมพัทธภาพ) Vso=อัตราเร็วสัมพัทธ = ‘+’ เคลื่อนเข้าหา