1. สมบัติการสะท้อนของเสียง
การสะท้อนของเสียงจะเป็ นไปตามกฏการสะท้อน ดังนี้ 1) มุมตกกระทบ 𝜃 มุมสะท้อน 𝜃 2) รังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นแนวฉากจะต้อง อยู่ในระนาบเดียวกัน
เสียงก้อง
ในการเดินเรือมีการใช้เสียงก้องหาความลึกของทะเล
ตัวอย่าง เรือส่งคลื่นเสียงออกไปข้างล่างและรับคลื่นสะท้อนหลังจากนั้น
1 วินาที
ถ้าอัตราเร็วของเสียงในน้ำเป็น
1,500 m/s น้ำลึกเท่าไร
เวลาที่เสียงเคลื่อนที่ไปยังก้นทะเล
= วินาที (และ วินาที กลับมา)
ความลึกของน้ำ 1/2 * 1500
=
750 m
1.1 สมบัติการหักเหของเสียง
จะเป็นไปตามกฏของของสเนลล์
1.1.1 ปรากฏการณ์หักเหของเสียงในธรรมชาติ
1. การเกิดฟ้าแลบแล้วไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง
เพราะว่าในขณะเกิดฟ้าแลบ ถ้าอากาศเบื้องบนมีอุณหภูมต่ำมากว่า อากาศ
เบื้องล่างทำให้เสียงจากฟ้าแลบเคลื่อนที่จากอากาศที่มีอณหภมู
ต่ำไปอุณหภูมิสูงกว่าทิศของคลื่นเสียงจะเบนออก
จากเส้นแนวฉากและเมื่อมุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤต จะทำให้คลื่นเสียงเกิดการสะท้อนกลับหมดไปยังอากาศเบื้องบน
จึงทำให้ไม่ไดยินเสียงฟ้าร้อง
มุมวิกฤต
คือ มุมตกกระทบที่ทำให้มุมหักเหโต 90 องศา
จะเกิดขึ้นได้เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีอัตราเร็วน้อยไปยังบริเวณที่มีอัตราเร็วมาก
1.1.2 การได้ยินเสียงในเวลากลางคืนดังชัดเจนกว่าในเวลากลางวนั
เวลากลางคืน อุณหภูมิของอากาศตอนล่างใกล้พื้นดินต่ำกว่าตอนบน
เสียงที่เคลื่อนที่ขึ้นไปตอนบนจะหักเหลงสู่อากาศตอนล่างใกล้พื้นดินทำให้ผู้สังเกตที่พื้นดินไกลออกไปจากแหล่งกำเนิดได้ยินเสียงชัดเจน
เวลากลางวัน อุณหภูมิของอากาศตอนล่างใกล้พื้นดินสูงกว่าตอนบน
เสียงที่เคลื่อนที่ขึ้นไปตอนบนจะหักเหขึ้นสู่บนอากาศตอนบนเร็วขึ้นทำให้ผู้สังเกตที่พื้นดินไกลออกไปจากแหล่งกำนิดได้ยินเสียงไม่ชัด
หรือไม่ได้ยินเสียง
1.1.3 การหักเหของเสียงเนื่องจากลม
เมื่อมีลมพัดจะทำให้ทิศทางของคลื่นเสียงเปลี่ยนแปลงไปโดยเมื่อมีลมพัดจากซ้ายไปขวา
ซึ่งอัตราเร็วของลมตอนบนจะมากกว่าตอนล่าง
เนื่องจากตอนล่างมีสิ่งกีดขวางทำให้อัตราเร็วลม ลดลงจึงทำให้อัตราเร็ว
และความยาวคลื่นเสียงในทิศทางต่างๆ เปลี่ยนไป
1.2 สมบัติการเลี้ยวเบนของเสียง การเลี้ยวเบนของคลื่นเสียงเกิดเมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง
ถ้าสิ่งกีดขวางกั้นการเคลื่อนที่ของคลื่นไว้ เพียงบางส่วน
จะพบว่าคลื่นส่วนหนึ่งสามารถแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้นได้
1.3 สมบัติการแทรกสอดของคลื่นเสียง การแทรกสอดของคลื่นเสียง
เกิดจากคลื่นจากแหล่ง กำเนิดอาพันธ์ 2 แหล่ง เคลื่อนที่มาซ้อนทับกันแล้วทำให้เกิดจุดปฏิบัพ (เสียงดัง)
และจุดบัพ (เสียงค่อย หรือไม่มีเสียง) สลับกัน (ข้อสังเกต : แหล่งกำเนิดอาพันธ์
คือ แหล่งกำเนิดที่มีแอมพลิจูดและ ความถี่เท่ากันซึ่งมีเฟสตรงกันหรือต่างกันคงตัว)
2. ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วเสียงกับอณุหภมูิของอากาศ
2.1 การหาอัตราเร็วเสียงในตัวกลางเสียงจะเคลื่อนที่ได้ดีในตัวกลางที่เป็นของแข็งรองลงมาคือของเหลว
และเคลื่อนที่ได้ช้าในอากาศ
3. กำลังเสียง
กำลังเสียง คือ
อัตราการถ่ายโอนพลังงานเสียงของแหล่งกำเนิด
หรือปริมาณพลังงานเสียงที่ส่งออกจากแหล่งกำเนิดในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น จลู
ต่อวินาทีหรือ วัตต์
3.1 ความเข้มเสียง คือ กำลังเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงส่งออกไปต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ของหน้าคลื่นทรงกลม
3.2 ระดับความเข้มเสียง 𝛽 คือ ปริมาณที่ใช้บอกความดังของเสียงโดยเปรียบเทียบความเข้มเสียงที่ต้องการวัดกับ ความ เข้มเสียงที่ค่อยที่สุดที่มนุษย์ได้ยิน = ความเข้มเสียงต่ำสุดที่มนุษย์ได้ยิน
นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดปริมาณที่จะบอกความดังของเสียงที่ได้ยิน คือ
ระดับความเข้มเสียง 𝜷 มีหน่วยเป็นเดซิเบล (decibel, dB) ระดบัความเข้ม เสียงต่ำ ที่สุดและสูงที่สุดที่หมู
นุษยไ์ด้ยินอยู่ในช่วง 0 ถึง 120 เดซิเบล
โดยถ้าระดบัเสียง ต่ำกว่า 0 เดซิเบลหูมนุษยจ์ะไม่ได้ยินเสียงนั้น
แต่ถ้าระดับความเข้มเสียงสูงกว่า120 เดซิเบล จะเป็นอันตราย
ต่อหูผู้ฟู้ง
4.ระดับเสียง
ระดับเสียงแบ่งออกเป็น 3 ระดับ
ดังนี้
1) คลื่นใต้เสียง
หมายถึง เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 Hz
2) คลื่นเสียง
หมายถึง เสียงที่มีความถี่ระหว่าง 20 ถึง 20,000 Hz
3) คลื่นเหนือเสียง
หมายถึง เสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 Hz
5. เสียงก้อง
เสียงก้อง คือ
เสียงที่ออกจากแหล่งกำเนิดแล้วสะท้อนกลับมาโดยใช้เวลาในการเดินทางมาถึงหูฟังมากกว่าเวลาที่เสียง
เดินทางมาถึงหูผู้ฟังโดยตรง
เวลาเสียงก้อง คือ
เวลาที่นับจากขณะเสียงมีพลังงงานมากที่สุดจนกระทั่งเสียงมีพลังงานลดลงถึงค่าหนึ่ง(ลดลง
60 dB )
เสียงกังวาน
เสียงก้องก่อให้เกิดความรำคาญได้ในห้องว่างหรือห้องโถง
เสียงสะท้อนอาจใช้เวลานานจนกว่าจะหายไป เรียกว่า เสียงกังวาน
เสียงกังวานที่ยาวนานทำให้ เราไม่ได้ยินเสียงของคนบางคนที่กำลังพูดอยู่
เราสามารถปรับปรุงเสียงในห้องโถงหรือโรงงานให้ดีขึ้นโดยใช้ม่าน พรม และ
วัสดุอ่อนนุ่มสำหรับดูดกลืนเสียง หอแสดงดนตรีจะถูกออกแบบอย่างดีด้วย
ตัวดูดกลืนเสียงเพื่อให้แน่ใจว่ามีเสียงกังวานที่เหมาะสม
