ສູດຄື້ນສຽງ

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມ ແລະ ສູດຄື້ນສຽງ

ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ

1. ລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງສະແດງເຖິງຄ່າໂລກາລິດຂອງ….

1. ການປຽບທຽບລະຫວ່າງພະລັງງານໃນສະຖານທີ່ໜຶ່ງ ແລະ ພະລັງງານທີ່ຜະລິດໂດຍແຫຼ່ງສຽງ
2. ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ຜິວ
3. ຄວາມແຮງຂອງສຽງໃນໄລຍະທາງໃດໜຶ່ງຈາກແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງມັນ
4. ການປຽບທຽບລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂອງຂອບເຂດການໄດ້ຍິນຂອງມະນຸດ

ສົນທະນາ

ສູດລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ:
ຄຳອະທິບາຍສູດ: TI = ລະດັບຄວາມເຂັ້ມ, I = ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ, I_o = ຄວາມເຂັ້ມຂອງຂອບເຂດການໄດ້ຍິນຂອງມະນຸດ = 10^-12 ວ / ຊ²
ອີງຕາມສູດຂ້າງເທິງ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງລະບຸຄ່າໂລກາລິດຂອງການປຽບທຽບລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂອງຂອບເຂດການໄດ້ຍິນຂອງມະນຸດ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ງ.

2. ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງແມ່ນ 6 x 10 ^-6 W/cm2 ^. ຖ້າລະດັບຄວາມເຂັ້ມເພີ່ມຂຶ້ນ 10 dB, ຄວາມເຂັ້ມຈະກາຍເປັນ….

1. 6 x 10^-5 W / ຊມ²
2. 6 x 10^-7 W / ຊມ²
3. 3 x 10^-6 W / ຊມ²
4. 12 x 10^-6 W / ຊມ²

ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
ຄວາມເຂັ້ມ (I) = 6 x 10^-6 W / ຊມ²
ຄວາມເຂັ້ມຂອງຂອບເຂດຈຳກັດ (I_o) = 10 ນ^-12 ວ / ຊ² = 10^-12 ວ/10⁴ cm² = 10^-16 W / ຊມ²
ຖາມວ່າ: ຖ້າ TI ເພີ່ມຂຶ້ນ 10 dB ແລ້ວ I ຈະກາຍເປັນ….
ຕອບ:
ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຂຶ້ນ 10 W/m2² = 10^-3 W / ຊມ² ເທົ່າກັບການເພີ່ມລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຂຶ້ນ 10 dB.² ວ / ຊ² = 10^-2 W / ຊມ² ເທົ່າກັບການເພີ່ມລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງຂຶ້ນ 20 dB. ແລະອື່ນໆ.

ຖ້າລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເພີ່ມຂຶ້ນ 10 dB, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຈະເພີ່ມຂຶ້ນ 10^-3 W / ຊມ²ດັ່ງນັ້ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຈຶ່ງກາຍເປັນ (6 x 10^-6 W / ຊມ²) + (10^-4 W / ຊມ²) = (6 x 10^-6 W / ຊມ²) + (100 x 10^-6 W / ຊມ²) = 100 x 10^-6 W / ຊມ².
ບໍ່ມີຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງ.

ການສະທ້ອນຄື້ນສຽງ

3. ເບິ່ງຮູບຕໍ່ໄປນີ້!
ຫຼັງຈາກສ້ອມປັບສຽງ A ຖືກສັ່ນສະເທືອນໂດຍເຄື່ອງຕີ, ສ້ອມປັບສຽງ B ກໍ່ສັ່ນສະເທືອນເຊັ່ນກັນ. ເຫດການນີ້ເກີດຂຶ້ນເພາະວ່າ….

1. ສ້ອມປັບ A ມີແອມພລິຈູນເທົ່າກັບສ້ອມປັບ B
2. ສ້ອມປັບແຕ່ງທັງສອງໃຊ້ກ່ອງສະທ້ອນສຽງດຽວກັນ.
3. ສ້ອມປັບສຽງ B ມີຄວາມຖີ່ເທົ່າກັບສ້ອມປັບສຽງ A
4. ສີຂອງສຽງທີ່ຜະລິດໂດຍສ້ອມປັບແຕ່ງທັງສອງອັນແມ່ນຄືກັນ.

ສົນທະນາ
ຫຼັງຈາກຖືກສັ່ນສະເທືອນໂດຍເຄື່ອງຕີ, ສ້ອມປັບສຽງ A ຈະສັ່ນອາກາດອ້ອມຮອບມັນ ເພື່ອໃຫ້ອາກາດສັ່ນສະເທືອນດ້ວຍຄວາມຖີ່ດຽວກັນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ອາກາດສັ່ນສະເທືອນສ້ອມປັບສຽງ B. ສ້ອມປັບສຽງ B ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວກໍ່ສັ່ນສະເທືອນດ້ວຍຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດຂອງມັນ ແຕ່ຄວາມກວ້າງຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂອງມັນມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນຂອງມັນບໍ່ສາມາດເຫັນໄດ້ດ້ວຍຕາ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດຂອງສ້ອມປັບສຽງ B ແມ່ນຄືກັນກັບຄວາມຖີ່ການສັ່ນສະເທືອນຂອງອາກາດ ແລະ ຄວາມຖີ່ຂອງສ້ອມປັບສຽງ A, ໂມເລກຸນອາກາດຈະເພີ່ມຄວາມກວ້າງຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂອງສ້ອມປັບສຽງ B. ສ້ອມປັບສຽງ B ເບິ່ງຄືວ່າສັ່ນສະເທືອນ ເພາະວ່າຄວາມກວ້າງຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂອງມັນສາມາດເຫັນໄດ້ດ້ວຍຕາ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ຄ.

4. ທໍ່ສະທ້ອນສຽງຈະສ້າງສຽງຮືມດັງເປັນຄັ້ງທຳອິດເມື່ອຄວາມຍາວຂອງເສົາອາກາດແມ່ນ 17 ຊມ ແລະ ສຽງຮືມດັງເປັນຄັ້ງທີສອງເມື່ອຄວາມຍາວຂອງເສົາອາກາດແມ່ນ 51 ຊມ. ຖ້າຄວາມຖີ່ຂອງສ້ອມປັບຄວາມຖີ່ທີ່ໃຊ້ແມ່ນ 500 Hz. ຄວາມໄວຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງອາກາດໃນທໍ່ແມ່ນ….

1. ຂະ ໜາດ 138 m / s
2. ຂະ ໜາດ 230 m / s
3. ຂະ ໜາດ 340 m / s
4. ຂະ ໜາດ 461 m / s

ສົນທະນາ
ຮູບຮ່າງຂອງທໍ່ສະທ້ອນແມ່ນປາຍດ້ານໜຶ່ງເປີດ ແລະ ປາຍອີກດ້ານໜຶ່ງປິດ ດັ່ງນັ້ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດສຸດຍອດ ແລະ ຈຸດກົງກັນຂ້າມຕາມລຳດັບ = ຄວາມຍາວຂອງທໍ່ຕໍ່າສຸດ = ¼ λ = λ/4.
ສູດຄວາມຍາວຂອງກະບອກ:
ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດໂນດ ແລະ ແອນຕິໂນດໃນທໍ່ສະທ້ອນສຽງແບບປາຍເປີດ ແລະ ປາຍປິດ ຈະຖືກຕອບສະໜອງເມື່ອ n ເປັນຕົວເລກຄີກ.   
 
ຄວາມຍາວຄື່ນສຳລັບ n₁ = 1 ແລະ L = 0,17 ແມັດ:
ຄວາມຍາວຄື່ນສຳລັບ n₂ = 3 ແລະ L = 0,51 ແມັດ:
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ຄ.

ຄວາມໄວຂອງຄື້ນສຽງ

5. ເພື່ອວັດແທກຄວາມເລິກຂອງມະຫາສະໝຸດ, ເຮືອຈະປ່ອຍຄື້ນຄວາມຖີ່ສູງອອກໄປສູ່ພື້ນທະເລ. ຄື້ນທີ່ສະທ້ອນອອກມາຈະຖືກຮັບໂດຍເຄື່ອງກວດຈັບຢູ່ເທິງເຮືອ 12 ວິນາທີຕໍ່ມາ. ຖ້າຄວາມໄວຂອງຄື້ນຄວາມຖີ່ສູງໃນນ້ຳແມ່ນ 1200 ແມັດ/ວິນາທີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຄວາມເລິກຂອງມະຫາສະໝຸດສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າ….

1. 7,2 km
2. 14,4 km
3. 21,6 km
4. 28,8 km

ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
ຄື້ນທີ່ສະທ້ອນອອກມາຈະຖືກຮັບໂດຍເຄື່ອງກວດຈັບຢູ່ເທິງເຮືອພາຍໃນ 12 ວິນາທີ. ສະນັ້ນ 12 ວິນາທີແມ່ນເວລາໄປ-ກັບ.
ໄລຍະເວລາ (t) = 12 ວິນາທີ / 2 = 6 ວິນາທີ
ຄວາມໄວຂອງຄື້ນອັລຕຣາຊາວໃນນໍ້າ (v) = 1200 m/s
ຖາມວ່າ: ຄວາມເລິກຂອງທະເລ
ຕອບ:
ຄວາມເລິກຂອງທະເລ :
s = vt
s = (1200 ແມັດ/ວິນາທີ)(6 ວິນາທີ) = 7200 ແມັດ = 7,2 ກິໂລແມັດ
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.

6. ໄດ້ຍິນສຽງຟ້າຮ້ອງຫຼັງຈາກເຫັນຟ້າຜ່າ 8 ວິນາທີ. ຖ້າຄວາມໄວຂອງແສງແມ່ນ 3 x 108 ^ແມັດ /ວິນາທີ ແລະ ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດແມ່ນ 340 ແມັດ/ວິນາທີ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແຫຼ່ງຟ້າຜ່າ ແລະ ຜູ້ຟັງສາມາດປະມານໄດ້ວ່າ...

1. 1,82 km
2. 2,72 km
3. 4,25 km
4. 7,24 km

ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
ໄລຍະເວລາ (t) ຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງສຽງ = 8 ວິນາທີ
ຄວາມໄວຂອງແສງ (v ແສງສະຫວ່າງ) = 3 x 10⁸ ແມັດ/ວິນາທີ
ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດ (v ສຽງ) = 340 ແມັດ/ວິນາທີ
ຖາມວ່າ: ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແຫຼ່ງຟ້າຜ່າ ແລະ ຜູ້ຟັງ
ຕອບ:
ຄວາມໄວຂອງແສງແມ່ນຍິ່ງໃຫຍ່ຫຼາຍຈົນວ່າການປະກົດຕົວຂອງຟ້າຜ່າ ແລະ ຮູບລັກສະນະຂອງຟ້າຜ່າສາມາດພິຈາລະນາໄດ້ວ່າເກີດຂຶ້ນໃນເວລາດຽວກັນ.
ໄລຍະຫ່າງຈາກແຫຼ່ງຟ້າຜ່າໄປຫາຜູ້ຟັງ:
s = vt = (340 ແມັດ/ວິນາທີ)(8 ວິນາທີ) = 2720 ແມັດ = 2,72 ກິໂລແມັດ
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

7. ຢູ່ສະຖານທີ່ໃດໜຶ່ງ, ຜູ້ສັງເກດການຈະໄດ້ຍິນສຽງຟ້າຮ້ອງ 16,2 ວິນາທີຫຼັງຈາກມີຟ້າຜ່າ. ຖ້າຄວາມໄວຂອງແສງໃນອາກາດແມ່ນ 3 x 10 ⁸ ແມັດ/ວິນາທີ ແລະ ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດໃນເວລານັ້ນແມ່ນ 343 ແມັດ/ວິນາທີ, ໄລຍະຫ່າງປະມານລະຫວ່າງສະຖານທີ່ຂອງຟ້າຜ່າ ແລະ ຜູ້ສັງເກດການແມ່ນປະມານ….

1. 5,5 km
2. 12,5 km
3. 25 km
4. 55 km

ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
ໄລຍະເວລາ (t) ຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງສຽງ = 16,2 ວິນາທີ
ຄວາມໄວຂອງແສງ (v ແສງສະຫວ່າງ) = 3 x 10⁸ ແມັດ/ວິນາທີ
ຄວາມໄວຂອງສຽງໃນອາກາດ (v ສຽງ) = 343 ແມັດ/ວິນາທີ
ຖາມວ່າ: ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສະຖານທີ່ຟ້າຜ່າ ແລະ ຜູ້ສັງເກດການ
ຕອບ:
ຄວາມໄວຂອງແສງແມ່ນຍິ່ງໃຫຍ່ຫຼາຍຈົນວ່າການປະກົດຕົວຂອງຟ້າຜ່າ ແລະ ຮູບລັກສະນະຂອງຟ້າຜ່າສາມາດພິຈາລະນາໄດ້ວ່າເກີດຂຶ້ນໃນເວລາດຽວກັນ.
ໄລຍະຫ່າງຈາກແຫຼ່ງຟ້າຜ່າໄປຫາຜູ້ຟັງ:
s = vt = (343 ແມັດ/ວິນາທີ)(16,2 ວິນາທີ) = 5556,6 ແມັດ = 5,5 ກິໂລແມັດ
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.

ຄວາມຖີ່ຂອງຄື້ນສຽງ

8. ໂນດ C ທີ່ຜະລິດໂດຍສາຍກີຕ້າ ແລະ ໂນດ C ທີ່ຜະລິດໂດຍເປຍໂນມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນໃນນັ້ນ….

1. ຄວາມຖີ່ສຽງ
2. ສີສຽງ
3. ຄວາມກວ້າງຂອງສຽງ
4. ຄວາມເຂັ້ມຂອງສຽງ

ສົນທະນາ
ໂນດ C ຂອງສາຍກີຕ້າ ແລະ ໂນດ C ຂອງເປຍໂນ ມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນໃນດ້ານຄວາມຖີ່ ຫຼື ສຽງສູງ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.

ການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄື້ນສຽງ

9. ໃນຕອນກາງເວັນ, ອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ພື້ນດິນມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າອາກາດທີ່ຢູ່ໄກຈາກພື້ນດິນ. ໃນຕອນກາງຄືນ, ກົງກັນຂ້າມເກີດຂຶ້ນ; ອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ພື້ນດິນມີອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າອາກາດທີ່ຢູ່ໄກຈາກພື້ນດິນ. ດັ່ງນັ້ນ...

1. ໃນລະຫວ່າງມື້, ສຽງເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍກວ່າທາງນອນ
2. ໃນຕອນກາງຄືນ, ສຽງເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍກ່ວາອອກຕາມແນວນອນ
3. ທັງກາງເວັນ ແລະ ກາງຄືນ, ສຽງແຜ່ໄປໃນທຸກທິດທາງ.
4. ທັງກາງເວັນ ແລະ ກາງຄືນ, ສຽງເຄື່ອນທີ່ໄປຕາມແນວນອນຫຼາຍກວ່າຂຶ້ນໄປທາງເທິງ

ສົນທະນາ
ໃນລະຫວ່າງມື້, ອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບພື້ນດິນມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າອາກາດທີ່ຢູ່ໄກຈາກພື້ນດິນ. ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ໃນລະຫວ່າງມື້, ອາກາດທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບພື້ນດິນຈະຮ້ອນກວ່າອາກາດທີ່ຢູ່ໄກຈາກພື້ນດິນ. ອາກາດຮ້ອນມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳກວ່າ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນລະຫວ່າງມື້, ອາກາດຈຶ່ງເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍຂຶ້ນ. ສຽງເດີນທາງຜ່ານອາກາດ, ແລະສຽງເດີນທາງໄປທຸກທິດທາງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກອາກາດເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍຂຶ້ນໃນຕອນກາງເວັນ, ສຽງຈຶ່ງເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍຂຶ້ນ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ໃນຕອນກາງຄືນ, ອາກາດບໍ່ໄດ້ເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍເທົ່າໃດ, ດັ່ງນັ້ນສຽງຈຶ່ງບໍ່ໄດ້ເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປທາງເທິງຫຼາຍເທົ່າໃດ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ສຽງທີ່ຢູ່ໄກສາມາດໄດ້ຍິນໃນຕອນກາງຄືນ, ໃນຂະນະທີ່ສຽງທີ່ຢູ່ໄກຍາກທີ່ຈະໄດ້ຍິນໃນຕອນກາງເວັນ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.