ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບຄື້ນສຽງ: ການເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດ ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນ
ຄື້ນສຽງເປັນປະກົດການທາງກາຍະພາບທີ່ພວກເຮົາພົບທຸກໆມື້. ຖ້າບໍ່ມີຄື້ນສຽງ, ພວກເຮົາຈະບໍ່ສາມາດໄດ້ຍິນ ຫຼື ສື່ສານໄດ້ງ່າຍ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງຄື້ນສຽງ ແລະ ສະເໜີບັນຫາຕົວຢ່າງເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງທ່ານກ່ຽວກັບຫົວຂໍ້ນີ້.
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງຄື້ນສຽງ
ຄື້ນສຽງແມ່ນຄື້ນກົນຈັກທີ່ເຄື່ອນທີ່ຜ່ານຕົວກາງ (ສານກາງ) ເຊັ່ນ: ອາກາດ, ນໍ້າ, ຫຼື ຂອງແຂງ. ຄື້ນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຜະລິດໂດຍການສັ່ນສະເທືອນຂອງແຫຼ່ງທີ່ມາ, ເຊັ່ນ: ສຽງຂອງເຄື່ອງດົນຕີ ຫຼື ການສົນທະນາຂອງມະນຸດ. ຄື້ນສຽງຕ້ອງການຕົວກາງເພື່ອແຜ່ລາມ, ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ສຽງບໍ່ສາມາດໄດ້ຍິນໃນສູນຍາກາດ.
ລັກສະນະບາງຢ່າງຂອງຄື້ນສຽງທີ່ສຳຄັນທີ່ຕ້ອງເຂົ້າໃຈລວມມີ:
1. ຄວາມຖີ່ (f): ຈຳນວນການສັ່ນສະເທືອນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນໜຶ່ງວິນາທີ. ຄວາມຖີ່ຂອງຄື້ນສຽງຖືກວັດແທກເປັນເຮີດ (Hz).
2. ຄວາມຍາວຄື່ນ (λ): ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງຈຸດທີ່ທຽບເທົ່າກັນໃນໄລຍະເວລາຄື່ນໜຶ່ງ, ເຊັ່ນ: ຈຸດໜຶ່ງຫາອີກຈຸດໜຶ່ງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ ຄວາມຍາວຄື່ນແມ່ນວັດແທກເປັນແມັດ (ມ).
3. ຄວາມໄວ (v): ຄວາມໄວທີ່ຄື້ນສຽງເດີນທາງຜ່ານຕົວກາງ. ຄວາມໄວນີ້ແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກຄຸນສົມບັດຂອງຕົວກາງເຊັ່ນ: ຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ອຸນຫະພູມ.
4. ແອມພລິຈູດ: ປະລິມານການຍ້າຍຕົວກາງອອກຈາກຕຳແໜ່ງສົມດຸນຂອງມັນຍ້ອນຄື້ນ. ແອມພລິຈູດກຳນົດຄວາມແຮງຂອງສຽງ.
5. ໄລຍະເວລາ (T): ເວລາທີ່ຕ້ອງການໃຫ້ຄື້ນທີ່ສົມບູນໜຶ່ງຄື້ນເດີນທາງຜ່ານຕົວກາງ. ໄລຍະເວລາແມ່ນຄ່າກົງກັນຂ້າມກັບຄວາມຖີ່ (T = 1/f).
ຄຳຖາມຕົວຢ່າງຄື້ນສຽງ
ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງບັນຫາຄື້ນສຽງທີ່ສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ເຂົ້າໃຈການນຳໃຊ້ແນວຄວາມຄິດຂ້າງເທິງ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1: ການຄິດໄລ່ຄວາມໄວຂອງສຽງ
ຄຳຖາມ:
ນັກຮຽນຄົນໜຶ່ງໄດ້ດຳເນີນການທົດລອງງ່າຍໆໃນທົ່ງນາເປີດເພື່ອວັດແທກຄວາມໄວຂອງສຽງ. ລາວຢືນຢູ່ຫ່າງຈາກເພື່ອນຄົນໜຶ່ງທີ່ກຳລັງຕີກອງຢູ່ 340 ແມັດ. ຖ້ານັກຮຽນໄດ້ຍິນສຽງກອງ 1 ວິນາທີຫຼັງຈາກເຫັນມັນຖືກຕີ, ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຄວາມໄວຂອງສຽງ (v) ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ v = \frac{d}{t} \]
ຢູ່ໃສ:
– \( d \) ແມ່ນໄລຍະທາງ, ເຊິ່ງເທົ່າກັບ 340 ແມັດ
-\(t\) ແມ່ນເວລາ, ຄື 1 ວິນາທີ
ໂດຍການແທນຄ່າເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາໄດ້ຮັບ:
\[ v = \frac{340 \, \text{ແມັດ}}{1 \, \text{ວິນາທີ}} = 340 \, \text{ມ/ວິນາທີ} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດໃນສະພາບນັ້ນແມ່ນ 340 ແມັດຕໍ່ວິນາທີ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2: ການກຳນົດຄວາມຖີ່ຂອງຄື້ນສຽງ
ຄຳຖາມ:
ແຫຼ່ງສຽງມີຄວາມຍາວຄື້ນ 2 ແມັດ ແລະ ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 340 ແມັດ/ວິນາທີ ໃນອາກາດ. ຄວາມຖີ່ຂອງສຽງແມ່ນເທົ່າໃດ?
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຄວາມຖີ່ (f) ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ຄວາມສຳພັນ:
\[ v = f \ຄູນ \lambda \]
ໂດຍການແກ້ໄຂສົມຜົນສຳລັບ \( f \):
\[ f = \frac{v}{\lambda} \]
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- \( v = 340 \, \text{m/s} \)
– \( \lambda = 2 \, \text{m} \)
ໂດຍການແທນຄ່າເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາໄດ້ຮັບ:
\[ f = \frac{340 \, \text{m/s}}{2 \, \text{m}} = 170 \, \text{Hz} \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຖີ່ຂອງສຽງແມ່ນ 170 Hz.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3: ການຄິດໄລ່ຄວາມກວ້າງຂອງສຽງ
ຄຳຖາມ:
ຖ້າຄື້ນສຽງມີຄວາມດັນສູງສຸດ 0,5 Pa ແລະ ຜະລິດລະດັບສຽງປະມານ 100 dB, ຄວາມກວ້າງຂອງການຍ້າຍຂອງຄື້ນໃນຕົວກາງອາກາດແມ່ນເທົ່າໃດ, ໂດຍສົມມຸດວ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອາກາດແມ່ນ 1,2 kg/m³ ແລະ ຄວາມໄວຂອງສຽງແມ່ນ 340 m/s?
ວິທີແກ້ໄຂ:
ຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນສຽງ (A) ສາມາດປະມານໄດ້ຈາກຄວາມດັນສູງສຸດ (Pmax) ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ P_{\max} = \rho \cdot v \cdot \omega \cdot A \]
ບ່ອນທີ່ \( \omega \) ແມ່ນຄວາມໄວມຸມ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຖີ່ ແລະ ຖືກຄິດໄລ່ເປັນ \( \omega = 2\pi\cdot f\).
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຖ້າຮູ້ຄວາມດັນສູງສຸດ ແລະ ລະດັບສຽງ, ການສົນທະນາທີ່ລະອຽດກວ່ານີ້ມັກຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄິດໄລ່ເພີ່ມເຕີມ ແລະ ການປ່ຽນສຽງເປັນເດຊີເບວໃຫ້ເປັນລະດັບຄວາມດັນ. ສຳລັບຈຸດປະສົງການຮຽນຮູ້ຂັ້ນພື້ນຖານ, ວິທີການຄິດໄລ່ຄວາມກວ້າງນີ້ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບສະພາບການທີ່ເປັນຮູບປະທຳຂອງການທົດລອງໃນຫ້ອງທົດລອງ/ພາກສະໜາມ.
ສະຫຼຸບ
ຄື້ນສຽງແມ່ນໜຶ່ງໃນຕົວຢ່າງທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດຂອງຄື້ນທີ່ສັງເກດເຫັນ ແລະ ເຂົ້າໃຈໃນຊີວິດປະຈຳວັນ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈລັກສະນະພື້ນຖານເຊັ່ນ: ຄວາມໄວ, ຄວາມຖີ່ ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນ, ພວກເຮົາສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບປະກົດການນີ້ໄດ້.
ການນຳໃຊ້ແນວຄວາມຄິດຄື້ນສຽງບໍ່ໄດ້ຈຳກັດພຽງແຕ່ການສຶກສາຟີຊິກໃນໂຮງຮຽນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝຕ່າງໆ, ລວມທັງການອອກແບບເຄື່ອງດົນຕີ, ອຸປະກອນໂທລະຄົມມະນາຄົມ ແລະ ລະບົບ radar. ຜ່ານຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບຕົວຢ່າງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ຫວັງວ່າຄວາມຮູ້ກ່ຽວກັບຄື້ນສຽງສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ສ້າງສັນຫຼາຍຂຶ້ນ.
ດ້ວຍການຝຶກຝົນທີ່ພຽງພໍ ແລະ ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ໜັກແໜ້ນ, ທຸກຄົນສາມາດເປັນແມ່ບົດໃນແນວຄວາມຄິດຂອງຄື້ນສຽງ ແລະ ນຳໃຊ້ມັນໃນຊີວິດປະຈຳວັນ ແລະ ໃນຂົງເຂດອາຊີບຕ່າງໆທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຟີຊິກ.
