เกี่ยวกับคลื่นเสียง

15 หัวข้อสนทนาเกี่ยวกับคลื่นเสียง

1. ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับกฎการสะท้อนของเสียงคือ...
ก. เสียงตกกระทบ เส้นตั้งฉาก และเสียงสะท้อน อยู่ในระนาบเดียวกัน มุมตกกระทบจึงเล็กกว่ามุมสะท้อน
B. เสียงตกกระทบ เส้นตั้งฉาก และเสียงสะท้อนอยู่บนเส้นเดียวกัน มุมตกกระทบจึงเท่ากับมุมสะท้อน
ค. เสียงตกกระทบ เส้นตั้งฉาก และเสียงสะท้อน อยู่ในระนาบเดียวกัน มุมตกกระทบจึงเท่ากับมุมสะท้อน
D. เสียงตกกระทบ เส้นตั้งฉาก และเสียงสะท้อน อยู่ในระนาบเดียวกัน มุมตกกระทบไม่เท่ากับมุมสะท้อน
การอภิปราย
เสียงและแสงเป็นคลื่น ซึ่งลักษณะอย่างหนึ่งของคลื่นคือการสะท้อน กฎการสะท้อนกล่าวว่า:
1. คลื่นตกกระทบ คลื่นสะท้อน และเส้นตั้งฉาก อยู่ในระนาบเดียวกัน
2. มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

2. ด้านในของกล่องลำโพงหรือลำโพงแบบแอคทีฟมักจะบุด้วยใยแก้วหรือโฟม ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อ...
ก. เสียงดังขึ้น
B. ไม่เกิดการสั่นสะเทือน
C. ไม่เกิดการสั่นพ้อง
D. ไม่เกิดเสียงสะท้อน
การอภิปราย
ใยแก้วหรือโฟมมีความยืดหยุ่น จึงทำหน้าที่ลดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากคลื่นเสียง ทำให้การสั่นสะเทือนลดลงและหายไป เมื่อการสั่นสะเทือนลดลงและหายไป เสียงก็จะลดลงและหายไปเช่นกัน หากไม่ลดการสั่นสะเทือน คลื่นเสียงอาจสะท้อนจากผนังลำโพง ทำให้เกิดเสียงสะท้อน เสียงสะท้อนคือเสียงที่ได้ยินพร้อมกับเสียงต้นฉบับ ในขณะที่เสียงก้องคือเสียงที่ได้ยินหลังจากเสียงต้นฉบับ
นอกจากนี้ ใยแก้วยังใช้เป็นวัสดุลดเสียงรบกวนในสตูดิโอเพลง โดยการบุผนังด้านในของสตูดิโอเพลงด้วยใยแก้ว
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

3. เสียงไม่สามารถเดินทางผ่าน...
ก. วัตถุแข็ง
ของเหลว B.
ก๊าซซี
ง. สุญญากาศ
การอภิปราย
คลื่นเสียงต้องการตัวกลางในการเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ตัวกลางที่คลื่นเสียงสามารถเดินทางผ่านได้ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ เสียงไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้ เพราะไม่มีตัวกลางให้คลื่นเสียงเดินทางผ่าน
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

4. เสียงออดิโอโซนิกมีคลื่นความถี่...
ก. 10 เฮิรตซ์ – 20 เฮิรตซ์
ข. 20 เฮิรตซ์ – 40 เฮิรตซ์
ค. 20 kHz – 40 kHz
ง. 20 เฮิรตซ์ – 20 กิโลเฮิร์ตซ์
การอภิปราย
คลื่นเสียงออดิโอโซนิก คือคลื่นเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยิน และมีความถี่ระหว่าง 20 เฮิรตซ์ ถึง 20.000 เฮิรตซ์
นอกจากคำว่า ออดิโอโซนิกส์แล้ว ยังมีคำว่า อินฟราโซนิกส์ และ อัลตราโซนิกส์ อีกด้วย
คลื่นเสียงอินฟราโซนิก คือคลื่นเสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ ซึ่งสัตว์ต่างๆ เช่น จิ้งหรีด งู สุนัข และฉลาม สามารถได้ยินเสียงนี้ได้
คลื่นเสียงอัลตราโซนิกเป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่มากกว่า 20.000 เฮิรตซ์ ซึ่งสัตว์ต่างๆ เช่น ค้างคาว สามารถได้ยินเสียงนี้ได้
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

5. ในบรรดาสื่อต่อไปนี้ คลื่นเสียงจะเดินทางได้เร็วที่สุดใน...
ก. อะลูมิเนียม
บี. แอร์
C. ก๊าซคาร์บอน
ดี. แอลกอฮอล์
การอภิปราย
คลื่นเสียงเป็นคลื่นตามยาวที่แพร่กระจายผ่านสสาร ไม่ว่าจะเป็นแก๊ส ของเหลว หรือของแข็ง เนื่องจากคลื่นเสียงแพร่กระจายผ่านตัวกลาง ความเร็วของคลื่นเสียงจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวกลางที่คลื่นเสียงผ่านไป ความเร็วของคลื่นเสียงแปรผันตรงกับค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวกลาง และแปรผันผกผันกับความหนาแน่นของตัวกลาง นั่นหมายความว่า ยิ่งค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวกลางสูง ความเร็วของคลื่นเสียงก็จะยิ่งสูง และยิ่งความหนาแน่นของตัวกลางต่ำ ความเร็วของคลื่นเสียงก็จะยิ่งสูงขึ้น
ลำดับความหนาแน่นของวัตถุจากมากไปน้อยคือ อะลูมิเนียม (ของแข็ง), แอลกอฮอล์ (ของเหลว), ก๊าซคาร์บอน (ก๊าซ) และอากาศ (ก๊าซ) อากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่า ดังนั้นความเร็วในการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอากาศจึงมากกว่า
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

6. เสียงที่มีความถี่สม่ำเสมอเรียกว่า...
ถอนหายใจ
ฟัน
โทนเสียงซี
ดี. เอคโค่
การอภิปราย
เสียงที่มีความถี่สม่ำเสมอเรียกว่า โทนเสียง
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

7. โทโนะตะโกนเสียงดังอยู่หน้าหน้าผาสูงแห่งหนึ่ง ไม่กี่วินาทีต่อมาก็ได้ยินเสียงสะท้อน ซึ่งเป็นเสียงของเขา หากโทโนะบันทึกช่วงเวลาที่เกิดขึ้นระหว่างเสียงสะท้อนกับเสียงตะโกนของเขา และรู้ความเร็วของเสียงในอากาศ ณ เวลานั้น เขาสามารถใช้เสียงสะท้อนนั้นเพื่อหาค่า...
ก. ความสูงของหน้าผาเหนือระดับน้ำทะเล
ข. ระยะห่างของหน้าผาจากจุดที่โทโนตะโกน
ค. บริเวณหน้าผาที่โทโนกำลังมุ่งหน้าไป
ง. ความชื้นรอบหน้าผา
การอภิปราย
เสียงหรือสิ่งรบกวนใดๆ เคลื่อนที่ผ่านอากาศ ดังนั้นความเร็วของเสียงจึงเท่ากับความเร็วของการเคลื่อนที่ของอากาศ ถ้าทราบช่วงเวลาKระหว่างเสียงสะท้อนและเสียงกรีดร้อง ก็จะทราบช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากจุดที่โทโนกรีดร้องไปยังหน้าผาได้ ถ้าทราบความเร็วของเสียงในอากาศ (v) ก็จะทราบความเร็วของเสียง (v) ดังนั้น โดยใช้สูตร ความเร็ว (v) = ระยะทาง (s) / เวลา (t) ก็จะทราบระยะทางระหว่างหน้าผาและจุดที่โทโนกรีดร้องได้
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

8. โปรดใส่ใจกับข้อความต่อไปนี้!
1. เพื่อวัดความลึกของทะเล
2. เพื่อเพิ่มความถี่เสียง
3. เพื่อวัดระยะทางระหว่างสองสถานที่
4. เพิ่มความดังของเสียง
ประโยชน์ของเสียงสะท้อนสามารถอธิบายได้ในข้อความหมายเลข…
ก. 1 และ 2
ข. 1 และ 3
ค. 2 และ 3
ง. 3 และ 4
การอภิปราย
หากทราบความเร็วเสียง (v) ในอากาศแล้ว การทราบช่วงเวลา (t) ระหว่างเสียงและเสียงสะท้อนจะทำให้สามารถคำนวณระยะทาง (s) ระหว่างสองสถานที่ได้ ตัวอย่างเช่น ระยะทางระหว่างผิวน้ำทะเลกับพื้นทะเล (ความลึกของทะเล)
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

9. ดูรูปสิ! ในกิจกรรมนี้ อาลีสามารถได้ยินเสียงของอนิได้เพราะ...
ก. เสียงเดินทางผ่านสุญญากาศ
B. เสียงเดินทางผ่านเส้นด้าย
ค. เสียงไม่สามารถเดินทางผ่านอากาศได้
ง. ความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์
การอภิปราย
อาลีได้ยินเสียงของอนีเพราะเสียงสามารถเดินทางผ่านเส้นด้ายได้
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

10. มีการตีระฆังไฟฟ้าภายในกระบอกแก้วที่ปิดสนิท จากนั้นจึงค่อยๆ สูบอากาศออกจากกระบอกจนหมด เสียงระฆังจะค่อยๆ เบาลงเรื่อยๆ และในที่สุดก็ไม่ได้ยินเลย นี่เป็นเพราะ...
ก. เสียงต้องอาศัยตัวกลางในการแพร่กระจาย
B. เสียงจะถูกลดทอนลงด้วยวัสดุที่เป็นแก้ว
ค. เสียงถูกส่งผ่านด้วยแก้ว
D. ความถี่ของเสียงระฆังต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์
การอภิปราย
เสียงต้องอาศัยตัวกลางในการเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ตัวกลางที่เสียงสามารถเดินทางผ่านได้นั้นอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ
หากสูบอากาศออกไปจนหมดแล้ว ก็จะไม่มีอากาศอยู่ในกระบอกสูบปิดสนิท เมื่อไม่มีอากาศ เสียงก็จะไม่สามารถแพร่กระจายออกจากกระบอกสูบปิดสนิทซึ่งบรรจุกระดิ่งไฟฟ้าซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดเสียงได้
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

11. คลื่นเสียงถูกยิงลงไปในทะเล และเสียงสะท้อนถูกรับกลับมาหลังจาก 5 วินาที ถ้าความเร็วของเสียงในทะเลคือ 1500 เมตร/วินาที ความลึกของทะเลที่วัดได้คือ...
ก. 7.500 ม.
ข. 3.750 ม.
ค. 300 ม.
ด. 150 ม.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
เวลาเดินทางไปกลับ = 5 วินาที
ช่วงเวลาระหว่างการไปและการกลับ (t) = 5 / 2 = 2,5 วินาที
ความเร็วเสียงในทะเล (v) = 1500 เมตร/วินาที
คำถาม: ความลึกของทะเลที่วัดได้คือเท่าไร
คำตอบ :
สูตรคำนวณความเร็วหรือระยะทาง:
v = s / t หรือ s = vt
ความลึกของทะเลคือ:
s = vt = (1500 m/s)(2,5 s) = 3750 เมตร
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

12. แหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2.500 เมตร/วินาที ถ้าความถี่เท่ากับ 500 เฮิรตซ์ ความยาวคลื่นของเสียงนั้นคือ...
ก. 0,2 เมตร
ข. 5 เมตร
ค. 100 เมตร
ง. 500 เมตร
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง (v) = 2500 เมตร/วินาที
ความถี่เสียง (f) = 500 เฮิรตซ์
คำถาม: ความยาวคลื่นเสียง (λ)
คำตอบ :
สูตรคำนวณความเร็วในการแพร่กระจายของคลื่น:
v = f λ
2500 = (500)(λ)
λ = 2500 / 500
λ = 5 เมตร
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

13. มีคนตีฆ้องใกล้หน้าผา หลังจาก 1,2 วินาที ได้ยินเสียงสะท้อนกลับมา ถ้าความเร็วเสียงในอากาศคือ 340 เมตร/วินาที ระยะห่างระหว่างหน้าผากับคนตีฆ้องคือ…

ก. 170 ม.
ข. 204 ม.
ค. 340 ม.
ด. 408 ม.

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากคนตีฆ้องไปยังหน้าผาแล้วกลับมายังคนตีฆ้องอีกครั้ง = 1,2 วินาที
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากคนตีฆ้องไปยังหน้าผา = ½ (1,2 วินาที) = 0,6 วินาที
ความเร็วเสียงในอากาศ (v) = 340 เมตร/วินาที
คำถาม: ระยะห่างระหว่างหน้าผากับคนตีฆ้องคือเท่าไร
คำตอบ :
สูตรสำหรับการคำนวณความเร็วในการแพร่กระจายของเสียง:
v = s / t หรือ
s = vt
คำอธิบายสูตร: v = ความเร็วเสียง, s = ระยะทางที่เดินทาง, t = เวลาในการเดินทาง
ระยะห่างระหว่างหน้าผากับคนตีฆ้องคือ:
s = vt
s = (340 ม./วินาที)(0,6 วินาที)
s = 204 เมตร
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

14. นักเรียนคนหนึ่งยืนอยู่ใกล้หน้าผาที่อยู่ห่างออกไป 850 เมตร แล้วตะโกน เสียงสะท้อนของเสียงตะโกนนั้นได้ยินหลังจาก 5 วินาที ความเร็วของเสียงในอากาศคือ…

ก. 350 ม./วินาที
B. 340 ม./วินาที
C. 335 ม./วินาที
ง. 330 ม./วินาที

การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระยะห่าง (วินาที) ของนักเรียนจากหน้าผา = 850 เมตร
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากนักเรียนไปยังหน้าผาแล้วกลับมายังนักเรียน = 5 วินาที
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากนักเรียนไปยังหน้าผา = ½ (5 วินาที) = 2,5 วินาที
คำถาม: ความเร็วเสียงในอากาศเป็นเท่าไร?
คำตอบ :
ความเร็วเสียงในอากาศ:
วี = ส / ที
v = 850 เมตร / 2,5 วินาที
v = 340 ม./วินาที
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

15. เรือลำหนึ่งปล่อยคลื่นเสียงลงสู่พื้นทะเล สองวินาทีต่อมา คลื่นเสียงสะท้อนกลับจากพื้นทะเล ถ้าความเร็วเสียงในน้ำทะเลคือ 1400 เมตร/วินาที ความลึกของทะเล ณ ตำแหน่งนั้นคือ…
ก. 700 เมตร
ข. 1.050 เมตร
ค. 1.400 เมตร
ง. 1.800 เมตร
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความเร็วเสียง (v) ในน้ำทะเล = 1400 เมตร/วินาที
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากเรือไปยังก้นทะเลแล้วกลับมายังเรือ = 2 วินาที
ช่วงเวลา (t) ที่เสียงเดินทางจากเรือไปยังก้นทะเล = ½ (2 วินาที) = 1 วินาที
คำถาม: ความเร็วเสียงในอากาศเป็นเท่าไร?
คำตอบ :
ความลึกของทะเล หรือระยะห่างของเรือจากพื้นทะเล:
s = vt
s = (1400 ม./วินาที)(1 วินาที)
s = 1400 เมตร
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

ที่มาของคำถาม:

ข้อสอบวิชาวิทยาศาสตร์ระดับมัธยมต้น/มัธยมต้นอิสลาม