pat2 2558 เสียง.pdf

เตรยมสอบ PAT 2 2558 สวนของฟสกส - 1 - www.focus-physics.com

บทท 12 เสยง

อตราเรวเสยง เราหา อตราเรวเสยงไดจาก t

SV fV

เมอ v = อตราเรว (m/s) s = ระยะทางทเสยงเคลอนทได (m) t = เวลา (s) f = ความถเสยง (Hz) = ความยาวคลน (m) ปจจยทมผลตออตราเรวเสยง 1. ความหนาแนนของตวกลาง อตราเรวในตวกลางทมความหนาแนนมากกวา จะมคามากกวาในตวกลางทมความ หนาแนนนอยกวาตารางแสดงอตราเรวของเสยงในตวกลางตางๆ ทอณหภม 25oC 2. อณหภม อตราเรวเสยง จะแปรผนตรงกบรากท 2 ของอณหภมเคลวน เพราะอณหภมสงขนจะท า ใหโมเลกล มพลงงานจลนมากขน การอดตวและขยายตวเรว ท าใหเสยงเคลอนทไดเรวขน จงไดวา TV

และส าหรบในอากาศนน เราสามารถหาอตราเรวเสยงทอณหภมตาง ๆ ได อตราเรวของเสยงในอากาศ เสยงสามารถเคลอนทไดทงในของแขง, ของเหลว และแกส โดยทวไปจะสามารถเคลอนทไดดในของแขงของเหลว และแกส ตามล าดบ ดงตารางแสดงอตราเรวของคลนเสยงในตวกลางตางๆขางบน อตราเรวเสยงในอากาศขนอณหภมของอากาศ มสตรค านวณเปน vt = 331 + 0.6. t เมอ vt คอ อตราเรวเสยงในอากาศ ขณะอณหภม t0C (m/s) t คอ อณหภมของอากาศในหนวยเซลเซยส (0C) 1. จงหาอตราเรวเสยงทอณหภม 25oC (346 m/s) วธท า s/m346256.0331t6.0331v 2. แหลงก าเนดเสยงอนหนงสนดวยความถ 692 Hz วางไวในอากาศทอณหภม 25o C อยากทราบวาคลนเสยงทออกจากแหลงก าเนดนจะมความยาวคลนเทาไร (0.5 ม) วธท า s/m346256.0331t6.0331v

fv m5.0692

346

f

v

ตวกลาง อตราเรว (m/s) อากาศ 346 น า 1,498

น าทะเล 1,531 เหลก 5,200


3. คลนเสยงความถ 170 เฮรตซ มอตราเรวในอากาศ 340 เมตร/วนาท จงหาระยะหางระหวาง สวนอดกบสวนขยายทอยใกลกนทสด วธท า fv

2170

340

f

v

สวนอดถงสวนขยายคอ m12

2

2

4. เรอล าหนงลอยนงอยในทะเลไดสงคลนสญญาณเสยงลงไปในน าทะเล และไดรบสญญาณ เสยงนนกลบมาในเวลา 0.6 วนาท เมออตราเรวของเสยงในน าทะเลมคา 1500 เมตร/ วนาท ทะเล ณ บรเวณนลกเทาไร (450 เมตร)

วธท า m4502

6.01500

2

vtS

5. ชายคนหนงยนอยระหวางผา 2 แหง แลวยงปนออกไป เขาไดยนเสยงครงแรก ครงทสอง และสามเมอเวลาผานไป 2 และ 3 วนาท นบจากเรมยง จงหาระยะหาง ระหวางหนาผา ทงสอง ถาความเรวเสยงในอากาศเปน 340 เมตร/วนาท (850 เมตร)

วธท า m8502

5340

2

vtS

6. ถาอตราเรวของเสยงในอากาศขณะหนงเทากบ 340 เมตร/วนาท เสยงแตรรถยนตมความ ถ 68 เฮรตซ กอนทรถยนตจะออกจากซอยคนขบรถบบแตรรถยนตเพอใหสญญาณท าให คนซงยนอยบนทางเทา ณ มมตกปากซอยไดยนเสยงสญญาณแตรไดชดเจนจงประมาณ ขนาดความกวางของซอย (5 เมตร)

วธท า m568

340

f

v

ตอนท 2 ธรรมชาตของคลนเสยง 2.1 การสะทอนของเสยง เมอเสยงไปตกกระทบวตถทมขนาดใหญกวาความยาวคลนเสยง เสยงจะสะทอนออกจากวตถนนได

เสยงสะทอน

1) หากวตถมขนาดเลกกวาความยาวคลนเสยงเมอเสยงตกกระทบ จะเลยวออมไปทางอน ไมสะทอนออกมา


2) หากมเสยงสะทอนจากหลายแหลง มาถงผ ฟงในชวงเวลาทตางกนมากกวา0.1 วนาท จะท าใหไดยนเสยงสะทอนหลายเสยงเรยกวาเกด เสยงกอง

เสยงสะทอนท1 เสยงสะทอนท2

7. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ก.ค. 2552 ] การพดผานกรวยกระดาษไปยงผ ฟงทอยไกลออกไปจะท าใหผ ฟงไดยนเสยงทชดขน ลกษณะดงกลาว อธบายไดดวยสมบตขอใดของคลนเสยง 1. การหกเห 2. การสะทอน 3. การแทรกสอด 4. การเลยวเบน เฉลย 2 เมอพดผานกรวยกระดาษหรอล าโพง กรวยกระดาษจะชวยสะทอนเสยงใหไปใน ทศทางเดยว ท าใหผ ฟงไดยนเสยงชดขน

8(En 36) คดขนาดของผลไมในขณะก าลงไหลผานมาตามรางน าโดยอาศยการสะทอนของเสยง จากเครองโซนาร โดยตองการแยกผลไมทมขนาดใหญกวา และเลกกวา 7.5 เซนตเมตร ออกจากกน จงหาความถเหมาะสมของคลนจากโซนาร ( ความเรวเสยงในน า = 1500 m/s )

1. 1 kHz 2. 2 kHz 3. 10 kHz 4. 20 kHz (ขอ 4) วธท า fv

kHz20105.7

1500vf

2

9. เรอล าหนงลอยนงอยในทะเลไดสงคลนสญญาณเสยงลงไปในน าทะเล และไดรบสญญาณ เสยงนนกลบมาในเวลา 0.6 วนาท เมออตราเรวของเสยงในน าทะเลมคา 1500 m/s ทะเล ณ บรเวณนลกเทาไร (450 เมตร)

วธท า m4502

6.01500

2

vtS

10. ชายคนหนงตะโกนเสยงมความถ 1,000 ครง/วนาท ออกไปยงหนาผาซงอยหางออกไป 300 เมตร ปรากฏวาเขาไดยนเสยงสะทอนกลบหลงจากตะโกนแลว 4 วนาท จงหา ก) ความเรวเสยง (150 m/s)

วธท า s/m1504

3002

t

S2v


ข) ความยาวคลนเสยง (0.150 เมตร)

วธท า fv m15.01000

150

f

v

11. ถาเหนฟาแลบและไดยนเสยงฟารองในเวลา 3 วนาท ตอมา จงหาต าแหนงทฟาแลบอยไกล เทาไร เมออตราเรวเสยงในอากาศ 340 เมตร/วนาท (1020 ม)

m10203340vtS 12. เสยงเคลอนทผานอากาศบรเวณหนงมอตราเรว 342 เมตร/วนาท เมอผานไปยงอกบรเวณ หนง อตราเรวเปลยนเปน 348 เมตร/วนาท จงหาวาบรเวณทงสองมอณหภมแตกตางกนกองศา

0

12 103423486

10vv

6

10t

13. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2554 ] รถไฟขบวนหนงเรมเคลอนทบนรางตรงเขาสชานชาลา พรอมกบเปดหวดรถไฟ ขณะเดยวกนเสยง เสยดสระหวางลอเหลกกบรางเหลกกถกสงผานรางเหลกมาดวยอตราเรวทสงกวาเสยงหวดรถไฟ ท อณหภมปกต อตราเรวเสยงในเหลกมคาประมาณ 5,000 เมตร/วนาท และอตราเรวเสยงในอากาศม

คาประมาณ 350 เมตร/วนาท ถาเรายนอยทชานชาลาและไดยนเสยงหวดรถไฟหลงจากทไดยนเสยง จากรางเหลกแลว 2 วนาท ขณะเปดหวด รถไฟขบวนดงกลาวอยหางจากชานชาลาเปนระยะทาง กเมตร 1. 750 2. 753 3. 1,022 4. 2,325

/ 5000

/ 350

1

sv

t 1

st

350

2

sv

t

2

st

5000

1 2

s st t

350 5000

s s2

350 5000

5000s 350s2

350 5000

2 350 5000s 752.68 753m

4650


14. เมอเคาะทอเหลกยาว 1 ครงทปลายขางหนง ปรากฏวาผ ฟงซงอยทปลายอกขางหนงของทอ เหลกจะไดยนเสยงเคาะ 2 ครง หลงจากเคาะแลวเปนเวลา 0.2 วนาท และ 3 วนาท ตาม ล าดบ ถาขณะเคาะทอเหลก อากาศมอณหภม 25o C จงหาความยาวของทอเหลกและอตรา เรวของเสยงในทอเหลกขณะนน (1038 เมตร , 5190 m/s) วธท า s/m346256.0331t6.0331v

m10203340vtS

s/m51902.0

1038

t

Sv

15(En 37) เรอหาปลาล าหนงหาฝงปลาดวยโซนารสงคลนดลของเสยงความถสงลงไปในน า ทะเลถาฝงปลาอยหางจากเครองก าเนดคลนไปทางหวเรอเปนระยะทาง 120 เมตร และอยลก จากผวน าเปนระยะ 90 เมตร หลงจากสงคลนดลจากโซนารไปเปนเวลาเทาใด จงจะไดรบคลนทสะทอนกลบมา ก าหนด ความเรวเสยงในน าทะเล = 1500 m/s 1. 0.1 s 2. 0.2 s 3. 0.3 s 4. 0.4 s (ขอ 2)

วธท า 2

vtS 2.0

1500

1502

v

S2t

วนาท

16. ชายคนหนงอยหนาก าแพงตะโกนเสยงเขาหาก าแพง ถาเขาตองการใหเกดเสยงกองเขาตอง อยหางจากก าแพงอยางนอยเทาใด ( ใหเสยงมอตราเรวในอากาศ 340 เมตร/วนาท ) (17 ม)

วธท า m1720

340

2

10

1340

2

vtS

17. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ก.ค. 2553 ] เรอล าหนงเคลอนทเขาหนาผาชนดวยความเรวคงตว 20 เมตรตอวนาท เมออยหางจากหนาผาระยะหนงกปตนปดหวด 1 ครง และไดยนเสยงสะทอนกลบของเสยงหวดเมอเวลาผานไป 2 วนาท ขณะทเปดหวดเรออยหางจากหนาผากเมตร ก าหนดใหอตราเรวสยงในอากาศเทากบ 340 เมตรตอวนาท 1. 360 2. 540 3. 680 4. 960 สมตตอนเปดหวด, เรอหางหนาผา x เมตร


x

หา ใน 2 วนาท

vt 20 2 40 เมตร เสยงไปไดระยะทาง x x 40 680 2x 720 เมตร

หา ใน 2 วนาท 720

x 3602

เมตร

vt

340 2 680 เมตร 18. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ม.ค. 2554 ] นกเรยนคนหนงยนอยหางจากก าแพง 102 เมตรรองตะโกนออกไปและไดยนเสยงตะโกนของตนเองในเวลา 0.6 วนาทหลงจากตะโกน ถาความยาวคลนเสยงเปน 0.5 เมตร ความถของเสยงทไดยนเปนกเฮรตซ 1. 85 2. 122 3. 170 4. 680

จาก s 102

v 340 m / st 0.3

คดเวลาเฉพาะขาไปครบได 0.3 วนาท

และ v f

v 340

f 6800.5

เฉลยขอ 4.

การหกเหของเสยง (Refraction) การหกเหของเสยงเกดขนไดเนองจากการทเสยงเดนทางเปลยนตวกลางทมคณสมบตบางอยางท แตกตางกน เชนเสยงอาจจะเดนทางเปลยนตวกลางจากบรเวณอากาศทมอณหภมสงไปสอากาศทมอณหภมต า เปนตนลกษณะเชนนจะท าใหเสยงเกดการเปลยนทศทางเดนได ขอสงเกต เกยวกบการหกเหของคลนเสยง 1. ถาเสยงเดนทางจากบรเวณอากาศทมอณหภมต าไปสบรเวณอากาศทมอณหภมสง เสยงจะม อตราเรวเพมขน (เสยงจะเบนออกจากเสนตงฉาก) 2. ถาเสยงเดนทางจากบรเวณอากาศทมอณหภมสงไปสบรเวณอากาศทมอณหภมต า เสยงจะม อตราเรวลดลง (เสยงจะเบนเขาหาเสนตงฉาก) เรองการหกเหเสยงในอากาศ ขอสอบมกจะออกดงน


1. กรณเหนฟาแลบแตไมไดยนเสยงฟารอง กรณนเปนปรากฏการณของเสยง ทเกดเนองจากการหกเหเสยงในเนออากาศและเกดการสะทอน กลบหมดของเสยงในเนออากาศ กอนทเสยงฟารองจะไปถงผ ฟง การหกเหของเสยงในเนออากาศ เกดขนไดเนองจากอากาศมอณหภมทแตกตางกน โดยอากาศบรเวณชนบนเปนอากาศเยน สวนอากาศบรเวณชนลางใกลผฟงเปน

อากาศรอน ท าใหเสยงมอตราเรวเพมขน ขณะทเดนทางจากกอนเมฆ มายงผ ฟง ทศทางเดนของเสยงจะเบนออกจากเสนตงฉากระหวางผวรอยตอของแนวชนเนออากาศ จนในทสดเสยงเกดการสะทอนกลบหมด ไมถงผสงเกต 2. กรณไดยนเสยงฟารองหลงจากทเหนฟาแลบ เมอเกดฟาแลบ อเลกตรอนในกอนเมฆจะเกดการเคลอนทแนวทางทอเลกตรอนเคลอนทไปจะเกด ความรอนมาก เกดแสง และเกดสญญากาศขน จากนนอากาศจะตบตวเขา ท าใหเกดเสยงฟารอง เราจะเหนฟาแลบในทนททเกดปรากฏการณน เนองจากแสงเคลอนทเรวกวาเสยงมากๆ หลงจากนนเสยงจงจะเดนทางมาถงผ ฟงสมมตวาเสยงเดนทางเกอบเปนเสนตรง จากกอนเมฆมายงผ ฟง จะไดวาชวงเวลาทเสยงใชในการเดนทางจากกอนเมฆมาถงผ ฟงมสตรค านวณเปน S = v . t โจทยลกษณะน เขาจะบอกวาเสยงมอตราเรวคงทหรอบอกวาอากาศมอณหภมคงท ท าใหเสยงมอตราเรวคงท จากกอนเมฆมาถงผ ฟง จะไดสตรค านวณเปน S = v . t เมอ v คอ อตราเรวเสยงในอากาศ (m/s) s คอ ระยะทางระหวางกอนเมฆกบผ ฟงเสยงฟารอง (m) t คอ ชวงเวลาทเสยงเดนทางระหวางกอนเมฆกบผ ฟงเสยงฟารอง (s) การหกเหของเสยง กกฎของสเนลจะไดวา

1 1 1 2 1

2 2 2 1 2

sin v n T

sin v n T

เมอ 1 และ 2 คอ มมในตวกลางท 1 และ 2 ตามล าดบ V1 และ V2 คอ ความเรวคลนในตวกลางท 1 และ 2 ตามล าดบ

1

2

1

2

1v

1n

2v

2n

1T

2Tรอยตอ

เสนปกต


1 และ 2 คอ ความยาวคลนในตวกลางท 1 และ 2 ตามล าดบ T1 และ T2 คอ อณหภม (เคลวน) ในตวกลางท 1 และ 2 ตามล าดบ

1

221

n

nn คอ คาคงท เรยกชอวา ดชนหกเหของตวกลางท 2 เทยบกบตวกลางท 1

19. อากาศบรเวณทหนง มอณหภม 27oC บรเวณสอง มอณหภม 21oC เมอเสยงผานจาก บรเวณทหนงไปสอง ก. ดชนหกเหของตวกลางบรเวณทสอง เมอเทยบกบตวกลางบรเวณทหนง เปนเทาใด (1.01)

วธท า 1 1 1 2 1

2 2 2 1 2

sin v n T

sin v n T

ข. ถาในตวกลางสอง เสยงมอตราเรว 342 m/s ในตวกลางแรก เสยงจะมอตราเรวเทาใด (345.4 m/s)

วธท า 1 1

2 2

v T

v T

20. เสยงระเบดใตน า หกเหขนสอากาศโดยมมมตกกระทบ 30o จงหามมหกเหทออกสอากาศ ถา อตราเรวเสยงในอากาศและในน าเปน 350 และ 1400 เมตร/วนาท ตามล าดบ (sin–1 0.125)

วธท า 1 1 1 2 1

2 2 2 1 2

sin v n T

sin v n T

1 1

2 2

sin v

sin v

0

2

sin 30 1400

sin 350

350

1400

sin

2

1

2

125.014002

350sin 2

125.0sin 1

2


21. เสยงเคลอนทจากบรเวณทมอณหภม 27o C ไปสบรเวณทมอณหภมเทาใด จงท าใหความ

ยาวคลนเปน 2

3 เทาของความยาวคลนเดม (402oC)

วธท า 1 1 1 2 1

2 2 2 1 2

sin v n T

sin v n T

2

1

2

1

T

T

การเลยวเบนของเสยง (Reflaction) การเลยวเบนของเสยงเกดขนเนองจากมสงมากดขวางทางเดนของเสยง โดยการเลยวเบนจะเปนไป ตามหลกการเลยวเบนของคลนทกประการ คอ 1. ความถเสยงคงท 2. ความยาวคลนเสยงคงท 3. อตราเรวเสยงคงท 4. ความเรวเสยงเปลยนแปลง เนองจากทศการแผของคลนเสยงเปลยนแปลง 5. แอมพลจดของคลนเสยง (ความดงของเสยง) บรเวณทเกดการเลยวเบน นอยกวาบรเวณอน

22. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ม.ค. 2552 ] เมอเสยงเดนทางจากแหลงก าเนดเสยงทหยดนงผานตวกลางหนงเขาไปในอกตวกลางหนง ปรมาณใด ของเสยงทไมเปลยนแปลง 1. ความถ 2. ความยาวคลน 3. อตราเรวคลน 4. ไมมปรมาณใดทไมเปลยนแปลง เฉลย 1 ความถ

เมอคลนเสยง เดนทางผานจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง จะเกดการเปลยนแปลงอตราเรวและความยาวคลนโดยความถไมเปลยนแปลง การเลยวเบนของเสยง การเลยวเบนจะเกดไดด เมอชองแคบมขนาดเลกกวาความยาวคลนหรอความยาวคลนตองใหญกวา ชองแคบนนเอ ง


การแทรกสอดเสยง 23. ถาอตราเรวของเสยงในอากาศขณะหนงเทากบ 340 เมตร/วนาท เสยงแตรรถยนตมความถ 170 เฮรตซ กอนทรถยนตจะออกจากซอยคนขบรถบบแตรรถยนตเพอใหสญญาณท าใหคน ซงยนอยบนทางเทา ณ มมตกปากซอยไดยนเสยงสญญาณแตรไดชดเจนจงประมาณขนาด ความกวางของซอย ( 2 ม.)

วธท า m2170

340

f

v

24. คลนเสยงหนงผานเขาทางชองหนาตางกวาง 0.8 เมตร และสง 1.2 เมตร ในแนวตงฉาก ผ ฟงทอยขางหนาตางจะไดยนเสยงชดเจน ถาขณะนนอณหภมของอากาศ 38oC จงหาความถ ของเสยงน ( ก าหนดใหเกดการเลยวเบนในแนวราบ ) (442.5 Hz) วธท า หาอตราเรวจากสตร v 331 0.6t

หาความถจากสตร

vf

การแทรกสอดของเสยง ในแนวเสรม หรอ แนวปฏบต คลนเสยงมการเสรมกน จงมเสยงดงกวาปกต ในแนวหกลาง หรอ แนวบพ คลนเสยงมการหกลางกน จงมเสยงเบากวาปกต

1S 2S

ล าโพง ล าโพง

0A

1A

2A2A

1A1N1N

2N 2N

3N3N

d สตรค านวณส าหรบหรบแนวปฏบตล าดบท n (An) เมอ P คอ จดซงอยบนแนวปฏบพล าดบท n(An) nPSPS 21 nsind n = 0, 1, 2, 3 … S1P คอ ระยะจาก S1 ถง P คอ ความยาวคลน (m) S2 P คอ ระยะจาก S2 ถง P n คอ ล าดบทของปฏบพนน 0 ,1, 2, 3 … d คอ ระยะหางจาก S1 ถง S2 คอ มมทวดจาก A0 ถง An


สตรค านวณส าหรบแนวบพล าดบท n (Nn)

2

121 nPSPS เมอ n คอ ล าดบทของแนวบพนน

2

1nsind n = 1, 2, 3 …

25. คลนชนดหนง เมอเกดการแทรกสอด จะเกดแนวดง รปจงหา ก. คลนนมความยาวคลนเทาใด ( 2 m )

nPSPS 21

215 m2 ข. ถาคลนนมความถ 50 Hz จะมความเรวเทาใด( 100 m/s) วธท า s/m100250fv 26. คลนชนดหนงเมอเกดการแทรกสอดแนวปฏบพท 2 เอยงท ามมจากแนวกลาง 30o หากแหลงก าเนดคลนทงสองอยหางกน 4 เมตร ก. ความยาวคลนนมคาเทาใด ( 1 m ) จากสตร nsind

230sin4 0

22

14

m1 ข. หากคลนนมความเรว 300 m/s จะมความถเทาใด ( 300 Hz )

วธท า Hz3001

300vf

27. จากรปเปนภาพการแทรกสอดของคลนผวน าจากแหลงก าเนดอาพนธ S1 และ S2 โดยม P เปนจด ใดๆ บนแนวเสนบพ S1P = 12 เซนตเมตร S2P = 2 เซนตเมตร ถาอตราเรวของคลนทงสอง เทากบ 50 เซนตเมตรตอวนาท แหลงก าเนดคลนทงสองมความถกเฮรตซ (7.50 Hz) 3N

2

1nPSPS 21

2

12212

2

312

cm8

Hz5.78

50vf

1S 2S

0A

1A

2A

1A

2A

5 m1 m

P

1S 2S

P

0A

1A1A

1N

2N

1N

2N


28. S1 และ S2 เปนล าโพง 2 ตว วางหางกน 3 เมตร ใหคลนขนาดเดยวกนและม เฟสตรงกน ถา P เปนต าแหนงเสยงดงครงทสอง หางจากแนวกลางในทศท ามม 30o คลนทแผมความยาวกเมตร ก. 0.5 ข. 0.75 ค. 0.9 ง. 1.2 (ขอ ข) วธท า nsind

230sin3 0

22

13

m75.0 29. A และ B เปนล าโพง 2 ตววางหางกน 2 เมตร ในทโลง P เปนผ ฟงหางจาก A 4 เมตร และหางจาก B 3 เมตร เสยงความถต าสดทคลนหกลางกนท าใหไดยนเสยงเบาทสดเปนเทาไร (ก าหนด ความเรวเสยง = 340 m/s) (ขอ 4)

1. 270 Hz 2. 230 Hz 3. 190 Hz 4. 170 Hz

วธท า

2

1nPSPS 21

2

1134

m2

Hz1702

340vf

30(En 41) จากรปเปนทอซงตรงกลางมทางแยกเปนสวนโคงรปครงวงกลมรศม r เทากบ 14 เซนตเมตร ถาอตราเรวของเสยงในทอเทากบ 344 เมตรตอวนาท ใหคลนเสยงเขาไป ในทอทางดาน S ความถของเสยงทท าใหผ ฟงทปลายดาน D ไดยนเสยงคอยทสดมคาเทาใด 1. 287 Hz 2. 574 Hz 3. 718 Hz 4. 1075 Hz (ขอ 4)

2

1nPSPS 21

2

1nr2r

2

1114214

7

22

cm32

Hz107532.0

344vf


31. ล าโพงสองตวหนไปทางเดยวกน ใหคลนความถ 680 เฮรตซและเฟสตรงกน A เปนจดๆ หนงอยหนาล าโพงทงสอง หางจากล าโพงเปนระยะ 10 เมตรและ 13 เมตร ถาอตราเรว เสยงในอากาศเทากบ 340 m/s อยากทราบวาจด A อยบนแนวบพหรอปฏบพทเทาใด (ปฏบพท 6) nPSPS 21

m5.0680

340

f

v

5.0n1013

6n 32. S1 และ S2 เปนล าโพงสองตว วางหางกน 3 เมตร ในทโลง P เปนผ ฟงอยหางจาก S1 5 เมตร และหางจาก S2 4 เมตร เสยงความถต าสดทหกลางกนท าให P ไดยนเสยงเบาท สดจะเปนเทาใด ถาอตราเรวเสยงในอากาศเปน 340 เมตร/วนาท (170 Hz)

5.0nPSPS 21 5.0145

5.01 m2

Hz1702

340vf

33. ล าโพงเสยงอนหนงหนหนาเขาหาก าแพงหางจากก าแพงระยะหนงใหสญญาณเสยงซงม ความถ 340 เฮรตซ ชายคนหนงอยระหวางก าแพงกบล าโพงเมอออกเดนเขาหาก าแพงอยางชาๆ พบวาจะไดยนเสยงดงคอยสลบกนไป จงหาระยะหางของเสยงดงทอยใกลทสด เมออตราเรว เสยงในอากาศเปน 340 เมตร/วนาท (0.5 เมตร)

5.0nPSPS 21

f

v5.0nPSPS 21

340

3405.01PSPS 21

5.0PSPS 21


ความเขมเสยง ความเขมเสยง คอ พลงงานเสยงทตกกระทบตอพนทตงฉาก 1 ตารางหนวย (ซงเปนพนทท รบพลงงานเสยง) ในเวลา 1 วนาท เปนปรมาณสเกลาร ใชสญลกษณ I แทน มหนวยเปน J/m2 . s หรอWatt/m2 ในทนเราพจารณาไดจากคลนเสยง 3 มต เสยงทออกมาจากจดก าเนดจะมลกษณะแผออกเปนทรงกลมคลายลกบอล กวางออกไป เรอย ๆ ความเขมเสยง (I) คอ อตราสวนของก าลงเสยง ตอ พนททเสยงกระจายออกไป

2R4

P

A

PI

เมอ I = ความเขมเสยง (วตต/ตารางเมตร) A = พนท (ตารางเมตร) P = ก าลงเสยง (วตต) R = รศมวงกลม (เมตร)

R

2R4A

ควรทราบ 1.ความเขมเสยงมากทสดทหคนเราทนฟงได 1 w/m2 2. ความเขมเสยงนอยทสดทคนเราไดยนคอ 10–12 w/m2 เราใชสญลกษณ Io 3.ถาเราน าความเขมทจดใด ๆ หารดวย Io ผลทไดเรยกวา ความเขมสมพทธ

ดงนน ความเขมสมพทธ =0I

I

หมายเหต 1. ความเขมเสยงตอสงทหมนษยสามารถไดยนคอ I0= 10-12 Watt/m2 2. ความเขมเสยงสงสดทหมนษยสามารถทนฟงไดคอ Imax = 1 Watt/m2 34. หวดรถไฟมก าลงเสยง 20 วตต จงหาความเขมเสยงทจดหางจากหวด 150 เมตร วธท า

25

22m/W1007.7

15014.34

20

R4

P

A

PI


35(มช 39) สมมตยงตวหนงๆ โดยเฉลยแลวเวลาบนท าใหเกดเสยงหงๆ ทมก าลง 3.14x10–14 วตต ขณะทยงบนจากระยะไกลเขาหาเดกคนหนง เดกคนนจะเรมไดยนเสยงยง เมอยงอยท ระยะหางจากเขากเซนตเมตร ถาเสยงเบาทสดทเขาสามารถไดยนมความเขม 10–12 W/m2 1. 5 2. 10 3. 25 4. 40 (ขอ 1)

วธท า 2R4

P

A

PI

I4

PR 2

36. แหลงก าเนดเสยงสงพลงงานดวยอตรา x 10–8 วตต ผ ฟงซงอยหางจากแหลงก าเนด 10 เมตร จะไดยนเสยงมความเขมเสยงเทาใด

211

2

8

2m/W105.2

104

10

R4

PI

37. จากทผานมา ถาจดนนอยหางจากแหลงก าเนดเสยง 5 เมตร แหลงก าเนดสงเสยงดวยก าลงเทาใด

วธท า W104.3514.3410R4IP 4262 38. แหลงก าเนดเสยงทใหก าลงเสยง x10–10 วตต ผ ฟงอยไกลจากแหลงก าเนดเสยงมากทสด เทาใดจงจะไดยนเสยง ( ให ความเขมเสยงต าสดทไดยน = 10–12 วตต/ตารางเมตร ) (5 ม.)

วธท า 2R4

PI

2

812

R4

1010

m25104

10

I4

10R

12

882

m5R 39. ชายคนหนงขณะอยหางจากแหลงก าเนดเสยง อนหนงเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขม ของเสยงจากแหลงก าเนดเสยงนนได 10–8 วตต/ตารางเมตร จงหาก าลงเสยงทสงออกมา

วธท า 2R4

PI

262122 m/w10410410R4IP 40. ผงตวหนงกระพอปกท าใหเกดเสยงมก าลง 4 x 10–11 วตต ถาผงตวนนเกาะอยทพนแลว กระพอปกและถอวาพนสะทอนเสยงได 100% คนทยนอยหางจากผงอยางนอย เทาใดจงจะ

ไมไดยนเสยง วธท า 2R4

PI

10104

104

I4

PR

12

112

R


41. แมลงตวหนงบนหนในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.5 เมตร/วนาท จากคนๆ หนงซงยนในทโลง อยากทราบวาคนนนๆ ไดยนเสยงการบนของแมลงนนไดนานเทาไร ถาก าหนดใหวาอตราท พลงงานเสยงซงแมลงนนสงออกมาในขณะทบนมคา 4 x 10-10 วตตทงน ก าหนดใหวาเสยง เบาทสดทมนษยอาจไดยนมความเขมเปน 10–12 วตต/ตารางเมตร (20 วนาท)

วธท า 2R4

PI

100104

104

I4

PR

12

102

10R vtS

205.0

10

v

St วนาท

42. บลลอยหางจากแหลงก าเนดเสยงอนหนงไดยนเสยงมความเขม 10–6 วตตตอตารางเมตร เมอเขาเดนออกไปอกจนไดยนเสยงคอยทสดจงหยด อยากทราบวาตอนหลงเขาอยจากแหลง ก าเนดเสยงเปนกเทาของระยะเดม (100 เทา)

วธท า 2

1

2

2

1

R

R

I

I

2

1

2

12

6

R

R

10

10

2

1

26

R

R10

3

1

2 10R

R

12 R1000R 43(En 44/1) ในการทดลองเรองความเขมของเสยงวดความเขมของเสยงทต าแหนงทอยหาง ไป 10 เมตร จากล าโพงได 1.2x10–2 วตตตอตารางเมตร ความเขมเสยงทต าแหนง30 เมตร จากล าโพงจะเปนเทาใด 1. 1.1x10–2 W/m2 2. 0.6x10–2 W/m2 3. 0.4x10–2 W/m2 4. 0.13x10–2 W/m2 (ขอ 4) วธท า

2

1 2

2 1

I R

I R

2

2

2

10

30

I

102.1

22

2 m/W1013.0I


ระดบความเขมเสยง คาความเขมเสยง เปนคาทมคานอย ตวเลขยงยาก เราจงนยมเปลยนใหอยในรปทดงายขน คอ รปของ ระดบความเขมเสยง (B) วธการเปลยน จะใชสมการ

0I

Ilog10B

เมอ B คอ ระดบความเขมเสยง (เดซเบล , dB) I คอ ความเขมเสยง (วตต/ตารางเมตร) Io คอ ความเขมเสยงนอยสดทยงไดยน = 10–12 วตต/ตารางเมตร 44. จงหาระดบความเขมเสยง ณ.จดซงมคาความเขมเสยง 1x 10–7 W/m2 ( 50 dB )

วธตรง 5010log5010log1010

10log10

I

Ilog10B 5

12

7

0

วธลด 5012710B 45. ณ ต าแหนงซงอยหางจากแหลงก าเนดเสยงอนหนงวดคาความเขมเสยงได 10–10 วตต ตอตารางเมตร ณ ต าแหนงนจะมคาระดบความเขมเสยงเทาใด (20 dB) วธลด dB20121010B 46. หากความเขมเสยงสงสดทหคนเราจะทนฟงได มคา 1 W/m2 จงหาระดบความเขมเสยง สงสดทหคนเราจะทนฟงได ( 120 dB )

วธท า 01 10 วธลด B 10 0 12 20dB 47. จงหาระดบความเขมเสยง เสยงเมอผ ฟงอยหางจากวทย 1 เมตร เมอก าลงเสยงของวทย เทากบ 4 x 10–3 วตต ( 90 dB )

วธท า 2R4

PI

33

2

4 10I 1 10

4 1

วธลด B 10 3 12 90dB

48(มช 43) เสยงทมระดบความเขมเสยง 80 เดซเบล จะมความเขมเสยงในหนวย W/m2 เทาใด 1. 10–2 2. 10–4 3. 10–6 4. 10–8 (ขอ 2)

วธลด 10

B12

10I

2481210

8012

m/W101010I


49. ณ จดหนง เสยงจากเครองจกรมระดบความเขมเสยงวดได 50 เดซเบล จงหาความเขมเสยง จากเครองจกร ณ จดนน ก าหนดใหความเขมเสยงทเรมไดยนเปน 10–12 W/m2 (ขอ 2)

1. 10–5 W/m2 2. 10–7 W/m2 3. 10–9 W/m2 4. 10–17 W/m2

วธลด 10

B12

10I

2751210

5012

m/W101010I

50(มช 31) วางเครองวดระดบเขมเสยงหางจากล าโพง 10 เมตร พบวาระดบความเขมเสยง เทากบ 100 เดซเบล ก าลงเสยงจะเทากบกวตต (ขอ 2)

1. 12.5x104 วตต 2. 12.6 วตต 3. 3.14 วตต 4. 10–2 วตต

วธลด 10

B12

10I

22101210

10012

m/W101010I

2R4

P

A

PI

W6.12101014.34IR4P 222 สตรเพมเตมเกยวกบระดบความเขมเสยง

1R

2R

1

212

I

Ilog10BB

2

112

R

Rlog20BB

1

212

P

Plog10BB

221

212

12RP

RPlog10BB

เมอ B1 , B2 คอ ระดบความเขมเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (เดซเบล) I1 , I2 คอ ความเขมเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (วตต/ตารางเมตร) P1, P2 คอ ก าลงเสยงตอนแรก และ ตอนหลง (วตต) R1, R2 คอ ระยะหางตอนแรก และ ตอนหลง (เมตร


51. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2552 ] ถาระดบความเขมเสยงจากแหลงก าเนดเสยงหนงเปลยนจาก 20 เดซเบลเปน 40 เดซเบล ความเขม เสยงเพมขนกเทา 1. 2 2. 10 3. 20 4. 100 เฉลย 4

22 1

1

IB B 10 log

I

2

1

I40 20 10 log

I

210

1

I20 10 log

I

210

1

I20log

10 I

210

1

I2 log

I

22

1

I10 100

I

52มช 31) ล าโพง 1 ตว ใหเสยงทระดบความเขมของเสยง 60 dB ถาใชล าโพงชนดเดยวกน10 ตว จะใหความเขมของเสยงก dB (ขอ ค)

ก. 600 dB ข. 100 dB ค. 70 dB ง. 60 dB วธลด nlog10BB 12

10log1060B2 dB706010B2 53. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2554 ] การจดประทดเพยงนดเดยวใหระดบความเขมเสยงประมาณ 100 เดซเบล ถาจดประทดพรอมกน 20 นด จะท าใหไดยนเสยงดงไดมากทสดประมาณกเดซเบล 1. 103.3 2. 111.3 3. 113.0 4. 131.0 วธลด nlog10BB 12 2B 100 10log 20 2B 100 10log 2 10 2B 100 10 log2 log10 2B 100 10 0.3 1 2B 100 13 113


54(มช 34) ยงตวหนงเมอบนมาทประตหองซงอยหางจาก นาย ก. 20 เมตร พบวาท าใหระดบ ความดงมาถงหนาย ก. มขนาด 20 เดซเบล ถายง 100000 ตว ระดบความดงทมาถงหนาย ก.จะมขนาดก dB วธลด nlog10BB 12

100000log1020B2 5

2 10log1020B 5020B2 dB70B2 55(มช 33) เมออยหางจากแหลงก าเนดเสยงเปนระยะ 5 เมตร วดระดบความเขมเสยงได 50 dB ถาทระยะหางจากแหลงก าเนดเสยง 50 เมตร ระดบความเขมเสยงจะมคากเดซเบล

วธลด 1

220

BB

R

R10

21

5

5010 20

B50 2

1010 20

B50 2

120

B50 2

dB30B2 56(En 44/1) ระดบความเขมเสยงในโรงงานแหงหนงมคา 80 เดซเบล คนงานผหนงใสเครองครอบหซงสามารถลดระดบความเขมลงเหลอ 60 เดซเบล เครองดงกลาวลดความเขมเสยงลงกเปอรเซนต (ขอ 4)

1. 80 % 2. 88 % 3. 98 % 4. 99 %

2481210

B12

1 m/W101010I1

2661210

B12

2 m/W101010I1

ความเขมเสยงลดลง 100I

II

1

12

9910010101010010

1010 464

4

46

57. ณ จดซงอยหางจากแหลงก าเนดเสยงแหลงหนงมระดบความเขมเสยง 60 เดซเบล ณ จดนนจะมคาความเขมเสยงเทาใด (10–6 w/m2)

10

B12

10I

2610

6012

m/W1010I

58. วางเครองวดระดบความเขมเสยงหางจากล าโพง 10 เมตร พบวาระดบความเขมเสยงเทากบ 80 เดซเบล ก าลงเสยงของแหลงก าเนดเปนเทาใด (12.56x10–2 W)

10

B12

10I

2410

8012

m/W1010I

W1056.121014.3410R4IP 2242


59. แหลงก าเนดเสยงหนงสงเสยงออกไปทกทศทางอยางสม าเสมอ ณ ต าแหนงซงหางจากแหลง ก าเนดเสยง 10 เมตร วดระดบความเขมเสยงได 60 เดซเบล จงหาระดบความเขมเสยง ณ ต าแหนงทอยหาง จากแหลงก าเนดเสยง 100 เมตร

20

BB

2

112

10R

R

20

BB 12

10100

10

20

BB

112

1010

20

60B1 2

dB40B2 60. ในการวดระดบความเขมเสยงทระยะ 10 เมตร จากแหลงก าเนดเสยงทเปนจดมคา 80 เดซเบล ทจดหางจากแหลงก าเนดอนเดมกเมตร ระดบความเขมเสยงจงเทากบ 40 เดซเบล

20

BB

2

112

10R

R

20

8040

2

10R

10

2

2

10R

10

m1000R 2 61. แหลงก าเนดใหเสยงมระดบความเขมเสยง 90 เดซเบล ผานหนาตางซงมพนท 1.5 ตาราง เมตร จงหาก าลงของแหลงก าเนดเสยง

10

B12

10I

310

9012

1010I

W105.15.110IAP 33 62. นกรองประสานเสยงกลมหนงม 40 คน จะสงเสยงมระดบความเขมเสยง 60 เดซเบล ท จดหางออกไป 40 เมตร อยากทราบวาถามนกรองประสานเสยงอกกลมหนงม 60 คน จะ ใหเสยงมระดบความเขมเสยงเทาใดทจดหางออกไป 60 เมตร (ถาถอวานกรองแตละคน ใหก าลงเสยงออกมาเทากน) ก าหนด log 2 = 0.3010 log 3 = 0.4771

2

112

R

Rlog20BB

60

40log2060B2

3

2log2060B2

3log2log2060B2 4771.03010.02060B2


52.360B2 dB47.56B2 63. ถาขณะทอยหางจากแหลงก าเนดเสยง 10 เมตร ไดยนเสยงทมระดบความเขม 60 เดซเบล จงหาระดบความเขมเสยง เมออยหางจากแหลงก าเนดเสยงนเปนระยะ 20 เมตร

2

112

R

Rlog20BB

20

10log2060B2

2

1log2060B2

2log1log2060B2 3010.002060B2 dB54B2 64. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 เม.ย. 2557 ] สมศกดยนอยหางจากแหลงก าเนดเสยงทแผในทกทศทางอยางสม าเสมอเปนระยะทาง 5 เมตร เขาวดระดบความเขมสยงได 70 เดซเบล ถาสมศรซงอยหางจากแหลงก าเนดเสยงเปนระยะ 20 เมตร จะวดระดบความเขมสยงไดกเดซเบล 1.17.5 2. 58 3. 64 4. 70 เฉลยขอ

2

112

R

Rlog20BB

2

5B 70 20log

20

2

1B 70 20log

4

2

2B 70 20log 2 2B 70 40log 2 2B 70 40 0.3

2B 70 12 2B 58 dB


ตอนท 4 เสยงดนตร 64. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ม.ค. 2555 ] คลนเสยงตวโนตใด ๆ จากขลยเพยงออประกอบไปดวยคลนความถมลฐานและอารมอนกท 2, 3, 4, ... ความสมพนธระหวางแอมพลจดของแตละฮารมอนกกบความถของแตละฮารมอนกเปนอยางไร 1. ทกฮารมอนก คลนจะมแอมพลจดใกลเคยงกน 2. ทฮารมอนกสงขนจะมแอมพลจดลดลง 3. ทฮารมอนกสงขน คลนจะมแอมพลจดเพมขนเชนกน 4. ไมสามารถระบความสมพนธทแนชดได เฉลย 4 เครองดนตรจะปลอยเสยงทมความถมลฐาน ผสมกบฮารมอนกตางๆ เสมอ โดยเราจะไดยนเสยง ทความถมลฐานดงทสด เพราะมแอมพลจดสงสด ซงฮารมอนกทผสมกนนสามารถมไดหลายจ านวน, ความถ

และแอมพลจด ขนกบชนดของเครองดนตร∴ ไมสามารถบงชความสมพนธทชดเจนได ความดงเบาของเสยง ความดงหรอเบาของเสยงขนอย อมปลจดของคลนเสยง ถาคลนเสยงมอมปลจดสง เสยงจะดง ถาคลนเสยงมอมปลจดต า เสยงจะเบา

A

ระดบเสยง ( ความทมแหลมของเสยง ) ความทม แหลม ของเสยงจะขนอย ความถของคลนเสยง ถาคลนเสยงมความถสง เสยงจะแหลม เรยกวา ระดบเสยงสง ถาคลนเสยงมความถต า เสยงจะทม เรยกวา ระดบเสยงต า ชวงความถของเสยงทหคนปกตจะไดยน คอ ชวง 20 – 20000 Hz เทานน เสยงทมความถต ากวา 20 Hz ลงไปเรยก Infra Sonic เสยงทมความถสงกวา 20000 Hz ขนไปเรยก Ultra Sonic หคนปกตจะไมไดยนเสยงพวกน


การไดยนเสยง ดง-คอย การไดยนเสยงของมนษยจะมอย 3 ลกษณะใหญ คอ 1. การไดยนเสยงดง-คอย 2. การไดยนเสยงทม-แหลม โดยมนษยจะไดยนเสยงทมความถในยาน 20-20000 Hz 3. ลกษณะของเสยง (คณภาพเสยง) นกวทยาศาสตรไดสรางปรมาณทใชประโยชนในการบอกความดง-คอย ดงตอไปน 65. สมบตของเสยงขอใดทมผลตอความดงของเสยงมากทสด ก. ความยาวคลน ข. ความถ ค. อมพลจด ง. ความเรวคลน (ขอ ค)

66(มช 37) ความถของคลนเสยงทระดบความเขมเสยง 70 เดซเบล ทหของคนปกตไม สามารถไดยน คอ 1. 30 2. 1000 3. 10000 4. 30000 (ขอ 4)

67. ถาระดบเสยงโนต C มความถ 256 Hz เสยงท 16 ของระดบเสยง C มคาเทาไร ก. 512 Hz ข. 1024 Hz ค. 2048 Hz ง. 4096 Hz (ขอ ข)

68. คลนเสยงทความถ 1200 เฮรตซ เปนเสยงสามคแปดของเสยงทมความถเทาไร ก. 600 ข. 400 ค. 300 ง. 150 (ขอ ง)

คณภาพเสยง เวลาเราฟงเสยงเครองดนตรหลาย ๆ ชนด เชน ขลย และเปยโน ซงเลนโนตตวเดยวกน พรอม ๆ กน แตเรายงสามารถแยกออกไดวา เสยงใดเปนเสยงขลย เสยงใดเปนเสยงเปยโน ทงนเพราะเสยงทงสองจะมลกษณะทตางกน ทเปนเชนนเพราะเสยงแตละเสยงจะม Higher Hamonic และความเขมสมพทธ แตละ Hamonic ไมเทากน จงท าใหเสยงแตละเสยงมลกษณะทตางกน ลกษณะของเสยง เราเรยกวาคณภาพเสยง 69(En 41) วงดนตรทประกอบดวยเครองดนตรหลายชนด เมอเลนพรอมกน แตเราสามารถแยก ไดวาเสยงใดเปนเสยงไวโอลน เสยงใดเปนเสยงขลย และเสยงใดเปนเสยงเปยโน เนองจาก เสยงดนตรแตละชนดมลกษณะเฉพาะตามขอใดทตางกน (ขอ 4)

1. ระดบเสยง 2. ระดบความเขมเสยง 3. ความถเสยง 4. คณภาพเสยง 70(มช 34) คณภาพเสยงอธบายไดดวยคณสมบตของเสยงขอใด ก. ความดงของเสยง และระดบความดง ข. ความถของเสยง และความเรวของเสยง ค. ระดบเสยง และความถธรรมชาต ง. จ านวนฮารโมนก และ ความเขมของเสยงของฮารโมนก (ขอ ง)


ปรากฏการณทเกดขนเนองจากคณสมบตของคลนเสยง บตส (Beats) 71. ในการปรบเสยงของเปยโนระดงเสยง C โดยเทยบกบสอมเสยงความถ 256.0 Hz ถาได ยนเสยงบตสความถ 3.0 ครง/วนาท ความถทเปนไปไดของเปยโนมคาเทาใด (253 , 259 Hz) 2533256FB และ259 72. คลน 2 ขบวน A และ B มแอมปลจดเทากน คลนละ 2 เซนตเมตร มความถ 200 และ 204 เฮรตซ ตามล าดบ ถาคลนทงสองเขารวมกนเปนคลน C ความถของคลน C และ ความถบสตของคลน C มคาเทาใด ในหนวยของเฮรตซ ( 202 , 4 )

วธท า fรวม= Hz2022

204200

2

ff 21

Hz4200204ffF 21B 73. คลนเสยง 2 คลนมความถ 248 เฮรตซ และ 252 เฮรตซ เคลอนทมาพบกนท าใหเกดการ รวมกนของคลนทงสอง จงหา ก) ความถของเสยงทไดยน

วธท า fรวม= Hz2502

252248

2

ff 21

ข) จงหวะของการไดยนเสยง Hz4252248ffF 21B

74. ถาตองการใหเกดเสยงดงเปนจงหวะหางกนทก 0.25 วนาท จะตองเคาะสอมเสยงความถ 450 เฮรตซ พรอมกบสอมเสยงทมความถเทาไร (446 Hz , 454 Hz) 4464450FB และ456 75. คลนเสยงสองคลนเคลอนทมาพบกนวดความถของเสยงได 466 เฮรตซ และใหเสยงบตส 4 ครง/วนาท จงหาความถของคลนแตละคลน (468, 464 Hz)

4684466FB และ464 76. สอมเสยงสองอนใหคลนเสยงมความยาวคลน 2 เมตรและ 2.05 ตามล าดบ เมอเคาะสอมเสยง ทงสองพรอมกนท าใหเกดบตส 4 ครง/วนาท จงหาอตราเรวของคลนเสยง (328 m/s )

B21 fff

4vv

21

4v12

12

4205.2

205.2v

s/m32805.0

4205.2v


การสนพองของเสยง (Resonance) เมอเราสงคลนเสยงเขาไปในทอปลายตน เสยงทสงเขาไปนนจะไปกระทบผนงดานใน คลนเสยงนนจะเกดการสะทอนออกมา แลวมาแทรกสอดกบคลนทเขาไปเกดเปนคลนนงและ หากตรงต าแหนงปากทอเปนแนวปฏบพของคลนนงนน จะท าใหโมเลกลตวกลาง (อากาศ) สน สะเทอนอยางรนแรงกวาปกตท าใหเสยงทออกมาจากทอนน ดงกวาปกตเชนกนปรากฏการณทมเสยงดง อนเกดจากอนภาคตวกลางสนสะเทอนอยางรนแรงเชนน เรยกวาการสนพองของเสยง (ก าทอน)

ดง

ควรทราบเพมเตมเกยวกบการสนพอง ประการท 1 ทอทท าใหเกดเสยงดง จะตองเปนทอทมความพอดทจะท าใหปากทออย ตรงกบแนวปฏบพของคลนนงพอด หากปากทอตรงกบแนวบพจะไมเกดเสยงดง ดงแสดงในรปภาพ

4

เสยงดงครงท 1

2

2

2




เสยงไมดง

และทส าคญ

ความยาวทท าใหเกดสนพองแตละครงทอยถดกน จะอยหางกน L= 2

ความยาวจากปากทอถงจดทเกดสนพองครงแรก จะมความยาว L= 4


77(มช 41) วางล าโพงชดกบปลายขางหนงของหลอดเรโซแนนซ เลอนลกสบออกชา ๆ จนกระทงไดยนเสยงดงเพมขนมากทสดครงแรกทระยะหางจากปลายหลอด 3.3 เมตร ความเรวเสยงในอากาศมคา 330 เมตร/วนาท จงหาความถของเสยงจากล าโพง (25 Hz)

4

L

m2.133.34L4 fv

Hz252.13

330vf

78. การทดลองหาอตราเรวเสยงในอากาศโดยใชหลอดก าทอน พบวาหลงจากเกดสนพองแลวก เลอนลกสบถอยหลงไปอก 25 cm จงเกดสนพองอกครง ถาความถ 680 Hz จงหาอตรา เรวเสยงในอากาศ (340 m/s) ใชรปท 2 `ระยะ L 25 วดจากจดบพถงบพ

2

L

m5.0cm50252L2 s/m3405.0680fv

L1

fคงท

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3


79(En 26) การทดลองเรองการก าทอนของเสยงโดยใชหลอดก าทอน พบวาเกดก าทอนครงแรก และครงทสอง ทระยะ 0.15 เมตร และ 0.50 เมตร จากปากทอตามล าดบ ถาความเรวของ เสยงใน ขณะนนเทากบ 350 เมตร/วนาท จงหาความถของคลนสยงทใช (ขอ ข) ก. 400 Hz ข. 500 Hz ค. 600 Hz ง. 1000 Hz ใชรปท 2 `ระยะ L 0.5 0.15 0.35 วดจากจดบพถงบพ

2

L

m7.015.05.02L2 Hz5007.0

350vf

80. ถาความเรวของเสยงในอากาศเทากบ 340 เมตร/วนาท สอมเสยงจะตองสนดวยความถต า สดเทาใดจงจะท าใหเกดก าทอนไดเมอจอใกลปากกระบอกตวงซงยาว 20 เซนตเมตร (425 Hz) ใชรปท 1 `ระยะ L 20cm

4

L

m8.0cm80204L4

Hz4258.0

340vf

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3


81(มช 40) โดยปกตคลนเสยงจะเขาสระบบการรบฟงเสยงของหคนเราโดยผานชองรห (ear canal) ไปตกกระทบเยอแกวหทปลายชองรหซงจะสนตามจงหวะของคลนเสยงนน ชองรหจงเปน ดานแรกทชวยขยายสญญาณเสยงทผานเขาไป ถาความยาวของชองรหของคนทวไปมคา ประมาณ 2.5 เซนตเมตร แสดงวาคนเราควรจะรบฟงเสยง ความถ ประมาณกเฮรตซได ไวเปนพเศษ (ให Vเสยง = 350 m/s)

1. 3000 2. 3500 3. 4600 4. 700 (ขอ 2) ใชรปท 1 `ระยะ L 2.5cm

4

L

m1.0cm105.24L4

Hz35001.0

350vf

82. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 เม.ย. 2557 ] นกเรยนคนหนงท าการทดลองเคาะสอมเสยงทไมทราบความถอนหนงเหนอปากหลอดเรโซแนนซ อนหนงซงยาว 1 เมตร พบวาไดยนเสยงดงขนครงแรกเมอมระดบน าในหลอดสง 12.5 เซนตเมตร และครงทสองเตมน าลงไปอก 25 เซนตเมตร ถาเขายงคงเตมน าเรอย ๆ เขาจะไดยนเสยงดงขนอก กครง 1. 2 2. 3 3. 4 4. 5 หลอดเรโซแนนซ ซงยาว 1 เมตร


หนงลพเทากบ 25 เซนตเมตร หลอดเรโซแนนซ ซงยาว 1 เมตร ไดทงหมด 3 ลพ เราจะไดยนเสยงดงอก 2 รอบ ถาไมนบรวมสองครงแรก ค าตอบคอ ขอ 1.

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3


83(En 38) หลอดเรโซแนนซทใชในการทดลองชดหนง จะใหความดงสงสดสามครง เมอเลอน ต าแหนงลกสบไปตามความยาวของหลอดเรโซแนนซ ถาต าแหนงสดทายดง เมอลกสบหาง จากล าโพงมากทสดและหางจากปลายกระบอกสบ 100 เซนตเมตร อยากทราบวาล าโพงสน ดวยความถกเฮรตซ (ก าหนดความเรวเสยงในอากาศเปน 348 m/s) (435 Hz) ใชรปท 3 จะใหความดงสงสดสามครง

Hz43514

348132

L4

v1n2f

84. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ม.ค. 2553 ] วางแหลงก าเนดเสยงไวใกลกบทอปลายปด 1 ดาน ยาว 1 เมตร ดงรป เมอปรบความถของ แหลงก าเนดเสยงเพอใหไดยนเสยงดงทสด ถาอตราเรวเสยงในอากาศเทากบ 340 เมตร/วนาท เสยงจะดงทสดทความถกเฮรตซ 1. 80 2. 255 3. 420 4. 695 เฉลย 2 เสยงดงทสดเกดเมอเกดการสนพองในทอ ซงมความถธรรมชาตตามสมการ

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3

L1

L3

L2

fคงท

fคงท

fคงท

รบท 1

รบท 2

รบท 3


ใชรปท 1 ถง 3

2n 1 vf

4L

2n 1 40

4 1

2n 1 85 เมอแทน n 1, 2, 3,... จะได

85 Hz, 255 Hz, 425 Hz, ... ความถทตรงกบตวเลอกคอขอ 2 85. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2553 ] ในการทดลองการสนพองในทอปลายเปด 1 ขาง ปลายปด 1 ขาง โดยสามารถปรบระดบความยาวของล าอากาศภายในทอได ระยะจากต าแหนงทไดยนเสยงดงครงท 1 และต าแหนงทไดยนเสยงดงครงท 4 เทากบกเซนตเมตร ถาคลนเสยงทสงเขาไปในทอมความถ 400 เฮรตซ และอตราเรวเสยงในอากาศเทากบ 340/เมตร/วนาท 1. 85.0 2. 127.5 3. 148.8 4. 170.0


v f 340 400

3400.85

400

ไดยนเสยงดงครงท 1 และต าแหนงทไดยนเสยงดงครงท 4 เทาหางกนกบ

0.853 3 1.275

2 2

เมตร (`อยาลมวา 1 ลพ เทากบ

2

)

ระยะจากต าแหนงทไดยนเสยงดงครงท 1 และต าแหนงทไดยนเสยงดงครงท 4 เทากบกเซนตเมตร 127.5 cm


86. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2552 ] หลอดเรโซแนนซปลายปดดานหนง มความยาว 2 เมตร ความยาวคลนของฮารมอนกทสามเทากบ กเมตร 1. 1.33 2. 1.6 3. 2.67 4. 4 เฉลย 3 ในหลอดเรโซแนนซปลายเปด ปลายดานหนงเปนเปด อกดานหนงเปนปฏบพความถต าสด

L4

ฮารมอนกท 1

ความถถดไป

3L

4

ฮารมอนกท 3 3 1f 3f

2n 1

L4

เมอแทนจ านวนครงทไดยนเสยงดง n 1, 2, 3,...

ดงนนกรณฮารมอนกของทอปลายปด จะมแตเลขค 1, 3, 5, ...

2n 1

L4

เมอแทนจ านวนครงทไดยนเสยงดง n 2

ฮารมอนกท 3 ; 2 2 1

L4

3L

4

4L 4 2 8

3 3 3

2.67 เมตร 87. คลนเสยงขบวนหนงท าใหเกดก าทอนล าดบ 1 ในกลองไมกลวงทเปดทกดานมความยาว 0.5 เมตร ความถธรรมชาตของกลองไมนเทากบกเฮรตซ (ใหอตราเรวเสยง = 330 m/s) ก. 330 ข. 495 ค. 660 ง. 3x10–3 (ขอ ก)

Hz3305.02

3001

L2

nvf

88. จากการทดลองการสนพองของเสยง ถาแหลงก าเนดเสยงมความถ 1000 เฮรตซและท า การทดลองในขณะมอณหภม 15o C อยากทราบวาต าแหนงของลกสบทท าใหเกดการสน พองของเสยง 2 ครงตอเนองกน จะหางกนอยางไร (0.17 เมตร)

s/m340156.0331t6.0331v

fv

m34.01000

340

f

v m17.0

2

34.0

2L


89. ทอปลายเปด 2 ปลายอนหนง ตงตรงในแนวดง ปลายลางจมลงในน าลก 10 เซนตเมตร สามารถเกดการสนพองของเสยงกบสอมเสยงอนหนงได ถาเลอนใหทอจมลงในน าอก 17 เซนตเมตร ปรากฏวาสามารถเกดการสนพองของเสยงกบสอมเสยงเดมไดอกครงหนง ถา อตราเรวเสยงขณะนนเทากบ 340 เมตร/วนาท จงหาความถของสอมเสยง (1000 Hz)

2

L

cm1410172L2

v 340f 1000Hz

0.14

90. จากการทดลองปรากฏวา ถาเคาะสอมเสยงซงมความถ 346 เฮรตซ หนาหลอดเรโซแนนซ จะเกดการสนพองของเสยงครงแรกทระยะ 25 เซนตเมตร อณหภมของอากาศขณะนนกองศาเซลเซยส (25o)

4

L

m1cm100254L4 s/m3461346fv t6.0331v t6.0331346 t = 250 91. ในการทดลองเรองการสนพองของเสยง ถาใชสอมเสยงความถ 686 เฮรตซ ในการทดลองและอณหภมขณะทดลองเทากบ 20 องศาเซลเซยส ต าแหนงของลกสบจากปากหลอดเรโซแนนซ ขณะเกดการสนพองครงแรกจะหางจากต าแหนงของลกสบขณะเกดการสนพองครงถดไปเปนระยะเทาใด (0.25 เมตร)

s/m343206.0331t6.0331v

fv

m5.0686

343

f

v

m25.02

5.0

2L


ตอนท 5 ปรากฏการณดอปเปลอร เราสามารถหาความถทเปลยนไปนโดยหาจากสมการดงน

s0

L0sL

vv

vvff

เมอ fL = ความถทผสงเกตไดยน Vo= อตราเรวเสยงในอากาศ fs= ความถปกตของตนก าเนดเสยง Vs = อตราเรวของตนก าเนดเสยง VL = อตราเรวของผสงเกต และหาความยาวคลนโดยใชสมการ

f

vv s0 = ความยาวคลนเสยงทผสงเกตไดยน

เงอนไขการใชสมการทงสองน คอ ในการแทนคา VL กบ Vs ตองค านงคา +, – ดวย โดยอาศยหลกดงน ถา VL เคลอนทเขาหา Vs จะมคาเปน + ถา VL เคลอนทออกจาก Vs จะมคาเปน - ถา Vs เคลอนทเขาหา VL จะมคาเปน - ถา Vs เคลอนทออกจาก VL จะมคาเปน + 92. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาท ในอากาศนงความถหวดรถไฟมคา 500 Hz ถาเสยงม อตราเรว 330 เมตร/วนาท จงหาความถเสยงทไดยนจากคนบนรถไฟขบวนท 2 ทวงดวย ความเรว 15 m/s เมอ ก. รถไฟวงเขาหากน (575 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

330 15f 500 575Hz

330 30

ข. รถไฟวงออกจากกน (437.5 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

330 15f 500 437.5Hz

330 30

93. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาท ในอากาศนงความถหวดรถไฟมคา 500 Hz ถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาท จงหาความถทผสงเกตไดยนขณะอยนงเมอ ก. อยหนารถไฟ (550 Hz )

0 LL s

0 s

v vf f

v v

Hz55030330

0330500f


ข. อยหลงรถไฟ (458.3 Hz )

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

330 0f 500 458.3Hz

330 30

94. รถไฟวงดวยความเรว 30 เมตร/วนาท ในอากาศนงความถหวดรถไฟมคา 500 Hz ถาเสยงมอตราเรว 330 เมตร/วนาท จงหาความยาวคลนเสยง ก. เมออยหนารถไฟ (0.6 m)

m6.0500

30330

f

vv s0

ข. เมออยหลงรถไฟ (0.72 m)

m72.0500

30330

f

vv s0

95. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ม.ค. 2555 ] รถพยาบาลก าลงแลนดวยอตราเรว 1/100 ของอตราเรวเสยง อตราสวนของความยาวคลนเสยงไซเรนดานหลงรถตอดานหนารถทปรากฏตอผสงเกตทยนนงบนถนนเปนเทาใด 1. 0.99/1.01 2. 1.01/0.99 3. 1.01/1.02 4. 1.02/1.01

s1

s s

1u u

u v 100

f f

s

2

s s

1u u

u v 100

f f

1

2

1u u

f 101 100 1.011001f 99 100 0.99

u u100

96. รถยนตคนหนงก าลงแลนไปดวยอตราเรว 25 เมตร/วนาท บบแตรสงเสยงความถ 400 เฮรตซออกมา ผสงเกตอยในรถอกคนหนงซงก าลงแลนดวยอตราเรว 20 เมตร/วนาท จะได ยนเสยงแตรมความถเทาใด ถาอตราเรวเสยงในอากาศ = 340 เมตร/วนาท) ก) แลนอยดานหนาสวนทางกบรถคนแรก (457.14 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 400 457.14Hz

340 25

ข) แลนอยดานหนาไปทางเดยวกนกบรถคนแรก (406.35 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 400 406.35Hz

340 25


ค) แลนอยดานหลงไปทางเดยวกบรถคนแรก (394.52 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 400 394.52Hz

340 25

ง) แลนอยดานหลงสวนทางกบรถคนแรก (350. 68 Hz)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 400 350.68Hz

340 25

97. รถไฟสองขบวน แลนสวนทางกนบนรางขนานดวยอตราเรวขบวนละ 20 เมตร/วนาท ในขณะทเสยงมอตราเรว 340 เมตร/วนาท ถาขบวนใดขบวนหนงเปดหวดมความถเสยง2000 เฮรตซ ก. ผ ฟงอยในรถไฟอกขบวนหนงจะไดยนเสยงมความถและความยาวคลนเทาใด(0.16 เมตร)

0 LL s

0 s

v vf f

v v

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 2000

340 20

Lf 2250Hz

m16.02000

20340

ข. ถารถไฟทงสองขบวนสวนทางกนไปแลวผ ฟงคนเดมจะไดยนเสยงมความถและความยาวคลนเทาใด

0 LL s

0 s

v vf f

v v

L

340 20f 2000 1777.7Hz

340 20

m18.02000

20340


98. [ขอสอบเขามหาวทยาลย / PAT 2 ต.ค. 2555 ] รถไฟขบวนหนงเปดหวดขณะก าลงจะแลนผานสแยกหนง นกเรยนทยนตรงสแยกนน วดความ ถเสยงหวดได 590 Hz และวดอกครงหนงเมอรถไฟเคลอนทผานไปแลวได 540 Hz รถไฟ แลนดวยอตราเรวในชวงกเมตร / วนาท สมมตใหรถไฟแลนดวยอตราเรวคงตว แ ละอตราเรวเสยง ในอากาศขณะนนเปน 340 m / s 1. 0,30 2. 30,85 3. 85,130 4. 130,190

0 LL s

0 s

v vf f

v v

ตอนเขาหาผ ฟง

0 LL s

0 s

v vf f

v v

s

s

340 0590 f ....... 1

340 V

ตอนวงออกจากผ ฟง

s

s

340 0540 f ...... 2

340 V

แกระบบสมการ จะไดค าตอบเปน

ได v =15.04

รถไฟขบวนแลนดวยอตราเรว

sV 15.04

เมตร / วนาท

ตอบตวเลอกขอ 1. 0,30 99. ชายคนหนงถอสอมเสยงทก าลงสนดวยความถ 440 Hz เดนเขาก าแพงดวยความเรว 2m / s จงหาวาเขาไดยนเสยงความถบตสกเฮรตซ ถาอตราเรซของเสยงเทากบ 340m / s 1. 5.2 2. 6.2 3. 7.2 4. 8.2

ความถปรากฏ, 0 Ls

0 s

v v 340 2f f 440 445.2Hz

v v 340 2

บตส/วนาท L sf f 445.2 440 5.2Hz

pat2 2558 เสียง.pdf

Documents