6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง

งานนำเสนอเรื่อง: "6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง
6 คลื่นเสียง อัตราเร็วเสียง ความเข้มเสียง ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ ในระบบคลื่นสถิต หูและการได้ยิน ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์

2 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

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

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

5 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

6

7 273 v (m/s) 331 K สำหรับอากาศอุณหภูมิปกติ M =30 x10-3 kg g =1.4

8 ความเข้มเสียง กำลังงานของเสียงที่ตกลงในหน่วยพื้นที่ S

9 ความเข้มขีดเริ่มของการได้ยิน
ระดับความเข้มเสียง [dB: decibel] ความเข้มขีดเริ่มของการได้ยิน Io = W/m2

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

11 ลำอากาศปลายเปิด

12 ลำอากาศปลายปิด

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

14 การเกิดเสียงพูด Sundberg models

15 หูและการได้ยิน

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

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

18 หูตอนใน

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

20 ทุกๆ 10 โฟน ที่เพิ่มขึ้น ความดังเพิ่มขึ้น เป็น 2 เท่า

21 ปรากฏการณ์ ดอปเปลอร์ ดอปเปลอร์(Christian doppler: )นักคณิตศาสตร์ชาวออสเตรียที่อธิบายปรากฏการณ์หนึ่งของเสียงไว้ว่า เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงและผู้สังเกตมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กัน ความถี่เสียงที่ไปปรากฎกับผู้สังเกตจะเปลี่ยนไปจากความถี่ที่แท้จริงของแหล่งกำเนิดเสียง

22 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

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

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