ຄວາມໄວຂອງສຽງ: ການເຂົ້າໃຈປະກົດການທາງກາຍະພາບອ້ອມຕົວພວກເຮົາ
ສຽງແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງຊີວິດປະຈຳວັນ. ຕັ້ງແຕ່ການສົນທະນາ ແລະ ດົນຕີຈົນເຖິງແກລົດ, ສຽງມີບົດບາດສຳຄັນໃນການສື່ສານ ແລະ ການພົວພັນຂອງມະນຸດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພວກເຮົາເຄີຍຄິດບໍ່ວ່າສຽງເດີນທາງ ແລະ ໄປເຖິງຫູຂອງພວກເຮົາໄດ້ແນວໃດ? ບົດຄວາມນີ້ຈະສົນທະນາກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດຂອງຄວາມໄວຂອງສຽງ, ປັດໄຈທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ມັນ, ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃນຂົງເຂດຕ່າງໆ.
ເຂົ້າໃຈຄວາມໄວຂອງສຽງ
ຄວາມໄວຂອງສຽງແມ່ນຄວາມໄວທີ່ຄື້ນສຽງເດີນທາງຜ່ານຕົວກາງ. ສຽງແມ່ນຄື້ນກົນຈັກທີ່ແຜ່ລາມໃນຮູບແບບຂອງຄື້ນຕາມລວງຍາວ, ບ່ອນທີ່ອະນຸພາກຂອງຕົວກາງສັ່ນ (ສັ່ນສະເທືອນ) ຂະໜານກັບທິດທາງຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄື້ນ. ຄວາມໄວຂອງສຽງສາມາດແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມຕົວກາງທີ່ມັນເດີນທາງຜ່ານ, ເຊັ່ນ: ອາກາດ, ນໍ້າ, ຫຼື ໂລຫະ.
ໃນອາກາດທີ່ອຸນຫະພູມ 20°C, ຄວາມໄວຂອງສຽງແມ່ນປະມານ 343 ແມັດຕໍ່ວິນາທີ. ນີ້ແມ່ນຕົວເລກທີ່ມັກໃຊ້ໃນການຄິດໄລ່ ແລະ ການທົດລອງທາງຟີຊິກ, ແຕ່ມັນສາມາດແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມເງື່ອນໄຂສະເພາະ.
ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໄວຂອງສຽງ
1. ປະເພດຂອງຕົວກາງ: ສຽງເດີນທາງໄດ້ໄວທີ່ສຸດໃນຂອງແຂງ, ຊ້າກວ່າໃນຂອງແຫຼວ, ແລະຊ້າທີ່ສຸດໃນອາຍແກັສ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງຕົວກາງ. ຕົວຢ່າງ, ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາລູມີນຽມສູງເຖິງປະມານ 6420 ແມັດ/ວິນາທີ, ໃນຂະນະທີ່ໃນນໍ້າມັນມີພຽງປະມານ 1482 ແມັດ/ວິນາທີ. ຕົວກາງທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍເທົ່າໃດ, ສຽງກໍ່ຈະເດີນທາງໄດ້ໄວເທົ່ານັ້ນ.
2. ອຸນຫະພູມ: ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມສາມາດເພີ່ມຄວາມໄວຂອງສຽງໄດ້. ໃນອາຍແກັສເຊັ່ນ: ອາກາດ, ອະນຸພາກເຄື່ອນທີ່ໄວຂຶ້ນໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເລັ່ງການສົ່ງຜ່ານການສັ່ນສະເທືອນຂອງສຽງ. ຕົວຢ່າງ, ທຸກໆການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມອາກາດ 1°C ສາມາດເພີ່ມຄວາມໄວຂອງສຽງໄດ້ປະມານ 0,6 ແມັດ/ວິນາທີ.
3. ຄວາມດັນ: ໃນຕົວກາງທີ່ເປັນອາຍແກັສ, ຄວາມດັນຈະບໍ່ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມໄວຂອງສຽງຕາບໃດທີ່ອຸນຫະພູມຍັງຄົງທີ່. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນຂອງແຫຼວ ແລະ ຂອງແຂງ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມດັນສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງຕົວກາງ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໄວຂອງສຽງ.
4. ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຂອງອາກາດ: ອາກາດທີ່ຊຸ່ມຊື່ນຊ່ວຍໃຫ້ສຽງເດີນທາງໄດ້ໄວກວ່າອາກາດແຫ້ງ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າໂມເລກຸນນ້ຳມີນ້ຳໜັກເບົາກວ່າໂມເລກຸນໄນໂຕຣເຈນ ແລະ ອົກຊີເຈນທີ່ພວກມັນຖືກຂັບໄລ່ອອກ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາກາດຫຼຸດລົງ.
ປະກົດການຄວາມໄວໃນການແຜ່ກະຈາຍສຽງ
ຄວາມໄວຂອງສຽງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນແນວຄວາມຄິດທາງທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງສາມາດສັງເກດໄດ້ຜ່ານປະກົດການປະຈຳວັນຕ່າງໆ ແລະ ໃນການທົດລອງທາງວິທະຍາສາດ.
- ສຽງສະທ້ອນ ແລະ ສຽງສະທ້ອນ: ການຮັບຮູ້ສຽງສະທ້ອນ ຫຼື ສຽງສະທ້ອນມັກຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມໄວຂອງສຽງ. ສຽງສະທ້ອນເກີດຂຶ້ນເມື່ອສຽງຖືກສະທ້ອນ ແລະ ໄດ້ຮັບກັບຄືນຫຼັງຈາກການຊັກຊ້າພຽງພໍທີ່ຈະແຍກແຍະມັນອອກຈາກສຽງຕົ້ນສະບັບ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສຽງສະທ້ອນແມ່ນສຽງສະທ້ອນທີ່ບໍ່ໄດ້ແຍກອອກຈາກສຽງຕົ້ນສະບັບຢ່າງຈະແຈ້ງ ແລະ ມັກໄດ້ຍິນຢູ່ໃນຫ້ອງປະຊຸມໃຫຍ່.
- ຜົນກະທົບຂອງດອບເລີ: ປະກົດການນີ້ເກີດຂຶ້ນເມື່ອແຫຼ່ງກຳເນີດສຽງເຄື່ອນທີ່ທຽບກັບຜູ້ຟັງ. ສຽງຈາກແຫຼ່ງກຳເນີດທີ່ເຂົ້າໃກ້ຜູ້ຟັງຈະມີຄວາມຖີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ຕ່ຳລົງເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ອອກໄປ. ປະກົດການນີ້ແມ່ນຜົນມາຈາກການປ່ຽນແປງຂອງໄລຍະທາງຍ້ອນການປ່ຽນຄວາມຖີ່ທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມໄວໃນການແຜ່ກະຈາຍທຽບກັບຜູ້ຟັງ.
ຄວາມໄວໃນການສົ່ງສຽງ
ການເຂົ້າໃຈຄວາມໄວຂອງສຽງໄດ້ນໍາໄປສູ່ນະວັດຕະກໍາ ແລະ ການນໍາໃຊ້ຕົວຈິງຕ່າງໆໃນເຕັກໂນໂລຊີ ແລະ ອຸດສາຫະກໍາ, ລວມທັງ:
– ໂຊນາ: ໂຊນາ (ການນຳທາງ ແລະ ການວັດແທກລະດັບສຽງ) ໃຊ້ຄື້ນສຽງເພື່ອກວດຈັບວັດຖຸໃຕ້ນ້ຳ. ເທັກໂນໂລຢີນີ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນການນຳທາງໃຕ້ນ້ຳ ແລະ ການສຳຫຼວດໃຕ້ນ້ຳ.
- ການຖ່າຍພາບດ້ວຍຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງ: ໃນຂົງເຂດການແພດ, ການຖ່າຍພາບດ້ວຍຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງ (ຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງ) ເພື່ອສ້າງຮູບພາບຂອງອະໄວຍະວະພາຍໃນ. ຄື້ນສຽງຈະຖືກປ່ອຍອອກມາ, ແລະ ການສະທ້ອນຂອງມັນຈະຖືກປະມວນຜົນເປັນຮູບພາບທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້.
- ການວັດແທກໄລຍະທາງ: ຄວາມໄວຂອງສຽງຍັງຖືກນຳໃຊ້ໃນອຸປະກອນວັດແທກໄລຍະທາງເຊັ່ນ: ໂຊນາ ຫຼື ແມັດເລເຊີໂຊນິກ. ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກໂດຍການປ່ອຍສຽງ ແລະ ວັດແທກເວລາທີ່ສຽງສະທ້ອນກັບຄືນສູ່ເຊັນເຊີ.
– ສຽງໃນຫ້ອງ: ໃນການອອກແບບສະຖາປັດຕະຍະກຳ, ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມໄວຂອງສຽງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບສຽງໃນຫ້ອງ, ເວທີສຽງໃນຫ້ອງສະແດງຄອນເສີດ, ຫ້ອງປະຊຸມ ແລະ ສະຕູດິໂອບັນທຶກສຽງ.
ການທົດລອງເພື່ອສຶກສາຄວາມໄວຂອງສຽງ
ການທົດລອງງ່າຍໆສາມາດປະຕິບັດໄດ້ເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມໄວຂອງສຽງ. ການທົດລອງແບບຄລາສສິກອັນໜຶ່ງແມ່ນການວັດແທກເວລາທີ່ສຽງໃຊ້ໃນການເດີນທາງລະຫວ່າງສອງຈຸດ. ຕົວຢ່າງ, ການໃຊ້ໄມໂຄຣໂຟນສອງໂຕທີ່ວາງໄວ້ໃນໄລຍະທາງທີ່ແນ່ນອນ, ແລະແຫຼ່ງກຳເນີດສຽງທີ່ຜະລິດສຽງກະທັນຫັນ, ເຊັ່ນ: ລູກປືນເປົ່າ. ໂດຍການວັດແທກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາທີ່ສຽງໄດ້ຮັບໂດຍໄມໂຄຣໂຟນສອງໂຕ, ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ຄວາມໄວຂອງສຽງໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[
v = \frac{d}{t}
\]
ບ່ອນທີ່ \( v \) ແມ່ນຄວາມໄວຂອງສຽງ, \( d \) ແມ່ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຈຸດ, ແລະ \( t \) ແມ່ນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາ.
ສະຫຼຸບ
ຄວາມໄວຂອງສຽງແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກທີ່ບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈວ່າສຽງເດີນທາງແນວໃດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ມີການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ້າວໜ້າຫຼາກຫຼາຍຊະນິດທີ່ເຮັດໃຫ້ຊີວິດງ່າຍຂຶ້ນ. ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າກ່ຽວກັບປັດໃຈຕ່າງໆທີ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມໄວຂອງສຽງ ແລະ ຄວາມສຳພັນຂອງມັນກັບປະກົດການທຳມະຊາດເຮັດໃຫ້ຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບໂລກອ້ອມຕົວພວກເຮົາດີຂຶ້ນ. ໃນຖານະທີ່ເປັນມະນຸດທີ່ອາໄສຢູ່ໃນໂລກທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຄື້ນສຽງ, ການສຶກສາຄວາມໄວຂອງສຽງແມ່ນບາດກ້າວນ້ອຍໆແຕ່ມີຄວາມສຳຄັນໃນການຊື່ນຊົມ ແລະ ນຳໃຊ້ວິທະຍາສາດ.
