ความรุนแรงของเสียง – ปัญหาและแนวทางแก้ไข
1. จุด A และจุด B อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง 4 เมตร และ 9 เมตร ตามลำดับ ถ้า I Aและ I Bคือความเข้มเสียงที่จุด A และจุด B แล้ว I A : I B =…
เป็นที่รู้จัก :
ระยะห่างของจุด A จากแหล่งกำเนิดเสียง (r A ) = 4 เมตร
ระยะห่างของจุด B จากแหล่งกำเนิดเสียง (r B ) = 9 เมตร
ความเข้มของเสียงณ จุด A = I A
ความเข้มของเสียง ณ จุด B = I B
ต้องการ: I A : I B
วิธีการแก้ปัญหา:
I A r A 2 = I B r B 2
I A 4 2 = I B 9 2
I A 16 = I B 81
I A / I B = 81/16
2. ความเข้มของแหล่งกำเนิดเสียงหนึ่งคือ 10⁻⁹ Wm⁻² I₀ = 10⁻¹² Wm⁻² ระดับเสียงของแหล่งกำเนิดเสียงทั้ง 10 แหล่งมีค่าเท่าใด
วิธีการแก้ปัญหา:
เป็นที่รู้จัก :
I = 10 -9 W/m 2
I o = 10 -12 W/m 2
x = 10
สิ่งที่ทราบ:ระดับเสียง (β)
วิธีการแก้ปัญหา:
3. ระดับเสียงของแหล่งกำเนิดเสียงหนึ่งคือ 10 dB ความเข้มของเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียง 1000 แหล่งมีค่าเท่าใด ความเข้มต่ำสุด I o = 10 −12 Wm −2
เป็นที่รู้จัก :
β = 10 dB
I o = 10 -12 W/m 2
x = 1000
ต้องการ : ความเข้มข้น
วิธีการแก้ปัญหา:
ความเข้มของแหล่งกำเนิดเสียง:
ความเข้มของเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียง 1000 แหล่ง:
I = (1000)(10 -11 ) = (10 3 )(10 -11 )
I = 10 -8 W/m 2
4. ระดับเสียงของ A คือ 40 dB และระดับเสียงของ B คือ 60 dB I o = 10 -12 W m -2จงหา 100β A : 10β B
เป็นที่รู้จัก :
ระดับเสียง A = 40 เดซิเบล
ระดับเสียงของ B = 60 dB
I o = 10 -12 W m -2.
ต้องการ: 100β A : 10β B
วิธีการแก้ปัญหา:
ระดับเสียง 100 A :
β = 40 + 10 log 100
β = 40 + 10 log 10 2
β = 40 + (2)(10)(log 10)
β = 40 + (2)(10)(1)
β = 40 + 20
β = 60 dB
ระดับเสียง 10 B :
β = 60 + 10 log 10
β = 60 + 10 log 10 1
β = 60 + (1)(10)(log 10)
β = 60 + (1)(10)(1)
β = 60 + 10
β = 70 dB
β A : β B
60: 70
6: 7
5. ถ้าจุด P เป็นแหล่งกำเนิดเสียง อัตราส่วนของความเข้มเสียงที่จุด S, R และ Q คือ …
เป็นที่รู้จัก :
ระยะห่างของจุด Q จากแหล่งกำเนิดเสียง (r)Q) = 3 เมตร
ระยะห่างของจุด R จากแหล่งกำเนิดเสียง (r R ) = 6 เมตร
ระยะห่างของจุด S จากแหล่งกำเนิดเสียง (r S ) = 5 เมตร
ความเข้มเสียง ณ จุด Q = I Q
ความเข้มเสียง ณ จุด R = I R
ความเข้มเสียง ณ จุด S = I S
ต้องการ: การเปรียบเทียบความเข้มเสียง ณ จุด S, R และ Q (I S : I R : I Q )
วิธีการแก้ปัญหา:
ความเข้มเสียง ณ จุด S :
ความเข้มเสียง ณ จุด R :
ความเข้มเสียง ณ จุด Q :
การเปรียบเทียบความเข้มเสียง ณ จุด S, R และ Q:
6. จุด A อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเป็นระยะ P จุด B อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเป็นระยะ 2P และจุด C อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเป็นระยะ 4P จงเปรียบเทียบความเข้มของเสียงที่จุดA, B และ C ว่า…
เป็นที่รู้จัก :
ระยะห่างของจุด A จากแหล่งกำเนิดเสียง (r A ) = P
ระยะห่างระหว่างจุดB กับแหล่งกำเนิดเสียง (r B ) = 2P
ระยะห่างของจุดC จากแหล่งกำเนิดเสียง (r C ) = 4P
ความเข้ม เสียงณ จุด A = I A
ความเข้มเสียง ณ จุดB = I B
ความเข้มเสียง ณ จุดC = I C
ต้องการ: การเปรียบเทียบความเข้มเสียงที่จุดA, B และ C (I A : I B : I C )
วิธีการแก้ปัญหา:
ความเข้มของเสียง ณ จุด A:
ความเข้มของเสียง ณ จุดB:
ความเข้มเสียง ณ จุดt C :
การเปรียบเทียบความเข้มเสียงที่จุดA, B และC:
7. มีคนทั้งหมด 100 คนกำลังร้องเพลง ถ้าความเข้มเสียงของนักเรียนคนหนึ่งขณะร้องเพลงคือ 40 dB (โดยสมมติว่าเด็กทุกคนมีระดับความเข้มเสียงเท่ากัน) แล้วความเข้มเสียงโดยรวมจะเป็นเท่าใด … (I o = 10 -12 Wm -2 )
เป็นที่รู้จัก :
ระดับความดังเสียงของนักเรียนหนึ่งคน (TI) = 40 dB
I o = 10 -12 W/m 2
จำนวนนักเรียน (x) = 100
ต้องการ: ระดับเสียงที่ดังพอประมาณของนักเรียน 100 คน
วิธีการแก้ปัญหา:
ระดับความดังเสียงของนักเรียน :
ระดับเสียงของนักเรียน 100 คน:
I x = (x)(I)
I x = (100)(10 -8 ) = (10 2 )(10 -8 )
I x = 10 -6 W/m 2
8. ความเข้มเสียงของเครื่องจักรที่เหมือนกัน 100 เครื่อง คือ 10⁻⁷ วัตต์.เมตร⁻²ถ้า I₀ = 10⁻¹² วัตต์.เมตร⁻²แล้วระดับความเข้มเสียงของเครื่องจักรเครื่องหนึ่งคือ…
เป็นที่รู้จัก :
ความเข้มเสียงของเครื่องจักร 100 เครื่อง (I x ) = 10 -7วัตต์.เมตร-2
I o = 10 -12 W/m 2
จำนวนเครื่องจักร (x) = 100 = 10 2
ต้องการทราบ: ระดับความดังเสียงของเครื่องจักร (TI)
วิธีการแก้ปัญหา:
ระดับเสียงของเครื่องจักร:
I x = (x)(I)
10 -7 = (10 2 )(I)
I = 10 -7 / 10 2 = (10 -7 )(10 -2 ) = 10 -9
ระดับความดังเสียงของเครื่องจักร (TI):
9. ความเข้ม เสียงของแหล่งกำเนิดเสียงมีค่า6 x 10⁻⁶วัตต์/ตารางเซนติเมตรถ้า ความ เข้มเสียงเพิ่มขึ้น 10 เดซิเบล จงหาความเข้มเสียง
เป็นที่รู้จัก :
ความเข้ม (I) = 6 x 10 -6 W/cm 2
I = 10 -12วัตต์/เมตร2 = 10 -12วัตต์ / 10 4ซม. 2 = 10 -16วัตต์/ซม. 2
ต้องการ:ความเข้มของเสียง
วิธีการแก้ปัญหา:
การเพิ่มความเข้มเสียง 10 W/m² = 10⁻³ W /cm² เทียบเท่ากับการเพิ่มระดับความเข้มเสียง 10 dB การเพิ่มความเข้มเสียง 10² W /m² = 10⁻² W /cm² เทียบเท่ากับการเพิ่มระดับความเข้มเสียง 20 dB และอื่นๆ
ถ้าเพิ่มระดับความเข้มขึ้น10 dB ความเข้มจะเพิ่มขึ้น 10⁻³ W /cm² ดังนั้นความเข้มจะกลายเป็น( 6 x 10⁻⁶ W/cm² ) + ( 10⁻⁴ W /cm² ) = (6 x 10⁻⁶ W / cm² ) + (100 x 10⁻⁶ W/cm² ) = 10⁶ x 10⁻⁶ W/ cm²
10. ผู้สังเกตการณ์ A อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง 5 เมตร ในขณะที่ผู้สังเกตการณ์ B อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเดียวกัน 10 เมตร ดังนั้น อัตราส่วนของความเข้มเสียงที่ผู้สังเกตการณ์ B และ A ได้ยินคือ…
เป็นที่รู้จัก :
ระยะห่างของจุด A จากแหล่งกำเนิดเสียง (r A ) = 5 เมตร
ระยะห่างของจุด B จากแหล่งกำเนิดเสียง (r B ) = 10 เมตร
ต้องการทราบ:อัตราส่วนของความเข้มเสียงที่ผู้สังเกตการณ์ B และ A ได้ยิน
วิธีการแก้ปัญหา:
I B : I A = 1 : 4
คำตอบที่ถูกต้องคือ ข.
- ความเข้มของเสียงคืออะไร และแตกต่างจากความดังอย่างไร?
- คำตอบความเข้มของเสียงคือการวัดกำลังเสียงต่อหน่วยพื้นที่ โดยปกติจะวัดเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร (W/m²)2ในทางกลับกัน ความดังเป็นความรู้สึกส่วนตัวเกี่ยวกับความแรงของเสียง ซึ่งโดยทั่วไปวัดเป็นเดซิเบล (dB) ในขณะที่ความเข้มของเสียงเป็นการวัดเชิงวัตถุวิสัยและทางกายภาพ ความดังเป็นประสบการณ์ส่วนตัวที่อาจแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล
- กฎกำลังสองผกผันมีความสัมพันธ์กับความเข้มของเสียงอย่างไร?
- คำตอบกฎกำลังสองผกผันกล่าวว่า ความเข้มของเสียงจะลดลงตามกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง ซึ่งหมายความว่ายิ่งคุณอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงมากเท่าไร ความเข้มของเสียงก็จะลดลงอย่างรวดเร็วเท่านั้น
- เหตุใดเสียงสองเสียงที่มีความเข้มเท่ากันจึงไม่จำเป็นต้องมีความดังที่รับรู้ได้เท่ากันเสมอไป?
- คำตอบหูของมนุษย์มีความไวต่อความถี่ที่แตกต่างกัน ดังนั้น แม้ว่าเสียงสองเสียงจะมีระดับความเข้มเท่ากัน แต่มีความถี่ต่างกัน ก็อาจถูกรับรู้ว่ามีระดับความดังที่แตกต่างกันได้
- ความเข้มของเสียงมีความสัมพันธ์กับแอมพลิจูดของคลื่นเสียงอย่างไร?
- คำตอบความเข้มของเสียงแปรผันตรงกับกำลังสองของแอมพลิจูดของคลื่นเสียง ถ้าแอมพลิจูดของคลื่นเสียงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ความเข้มของเสียงจะเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า
- ทำไมเสียงกระซิบในห้องที่เงียบสงบจึงได้ยินชัดเจน แต่เสียงกระซิบเดียวกันนั้นกลับไม่ได้ยินเมื่ออยู่ใกล้กับน้ำตกที่ส่งเสียงดัง?
- คำตอบนี่เป็นเพราะความแตกต่างของระดับเสียงรบกวนรอบข้าง ในห้องที่เงียบสงบ ระดับเสียงรบกวนรอบข้างจะต่ำ ทำให้เสียงกระซิบดังชัดเจน แต่เมื่ออยู่ใกล้กับน้ำตก เสียงดังจะกลบเสียงกระซิบเบาๆ ทำให้ไม่ได้ยิน
- ระดับการได้ยินและระดับความเจ็บปวดเมื่อพิจารณาจากความเข้มของเสียงคืออะไร?
- คำตอบระดับการได้ยินคือเสียงที่เบาที่สุดที่หูของมนุษย์โดยเฉลี่ยสามารถได้ยินได้ โดยทั่วไปอยู่ที่ระดับความเข้มประมาณ ระดับความเจ็บปวด ซึ่งแสดงถึงระดับเสียงที่สามารถก่อให้เกิดความเจ็บปวดและอาจทำให้หูเสียหายได้นั้น อยู่ที่ประมาณ .
- ทำไมเสียงจึงฟังดูเบาลงเมื่อได้ยินผ่านกำแพงหรือสิ่งกีดขวางอื่นๆ?
- คำตอบเมื่อคลื่นเสียงกระทบกับสิ่งกีดขวาง พลังงานบางส่วนจะสะท้อน ดูดซับ และส่งผ่าน การดูดซับและการสะท้อนจะลดความเข้มของเสียงที่ส่งผ่านสิ่งกีดขวาง ทำให้เสียงเบาลง
- ความถี่มีผลต่อความเข้มของเสียงที่ถูกดูดซับโดยวัสดุอย่างไร?
- คำตอบวัสดุแต่ละชนิดมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงที่แตกต่างกันสำหรับความถี่ต่างๆ ตัวอย่างเช่น ความถี่ต่ำ (เสียงเบส) จะดูดซับได้ยากกว่าและสามารถทะลุผ่านผนังได้ง่ายกว่าความถี่สูง
- เหตุใดสถานที่จัดคอนเสิร์ตและโรงละครจึงลงทุนในเรื่องการป้องกันเสียงและการปรับปรุงคุณภาพเสียง?
- คำตอบการกันเสียงช่วยป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอกที่ไม่พึงประสงค์ และป้องกันเสียงเล็ดลอดออกไปภายนอก ทำให้ได้ยินเฉพาะเสียงที่ต้องการภายในสถานที่เท่านั้น การปรับปรุงสภาพอะคูสติกช่วยควบคุมการสะท้อนของเสียงภายในสถานที่ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการกระจายเสียงมีความชัดเจนและสม่ำเสมอ
- ความรุนแรงของเสียงมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงต่อการสูญเสียการได้ยินอย่างไร?
- คำตอบการสัมผัสกับระดับเสียงที่มีความเข้มสูงเป็นเวลานานอาจนำไปสู่ความเสียหายหรือการสูญเสียการได้ยิน ความเข้มและระยะเวลาของการสัมผัสล้วนมีบทบาท แม้แต่การสัมผัสกับเสียงดังมากในระยะเวลาสั้น ๆ ก็อาจทำให้เกิดความเสียหายถาวรได้ ในขณะที่การสัมผัสกับเสียงดังปานกลางเป็นเวลานานก็อาจเป็นอันตรายได้เช่นกัน
