เสียงและการได้ยิน เครื่องวัดเสียง
เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดผ่านตัวกลางมากระทบเยื่อหูผู้ฟัง มีผลทางการได้ยินเสียงแตกต่างกัน เสียงแต่ละเสียงมีความแตกต่างกันอยู่ 3 ประการ คือ ความดัง (
loudness)ระดับเสียง(pitch) และคุณภาพเสียง(quality)
เสียง (Sound) เป็นคลื่นเชิงกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศ ไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะก๊าซ ของเหลว และของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้
เมื่อการสั่นสะเทือนนั้นมาถึงหู มันจะถูกแปลงเป็นพัลส์ประสาท ซึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง ทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่างๆ ได้
เสียง
เริ่มเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหรือแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือน
ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบ กล่าวคือ
โมเลกกุลของอากาศเหล่านี้จะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเดิมไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ก่อให้เกิดการถ่ายโอนโมเมนตัมจากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ให้กับโมเลกุลที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันนี้จะแยกออกจากกันโดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่มาจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฏิกิริยาและโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงานจะเคลื่อนที่ไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป
ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นสลับกันไปมาได้เมื่อสื่อกลาง (ในที่นี้คืออากาศ) มีคุณสมบัติของความยืดหยุ่น การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศนี้จึงเกิดเป็นคลื่นเสียง
ความดังของเสียง การได้ยินเสียงดังและเสียงค่อย ขึ้นอยู่กับความเข้มเสียง
แบ่งตามลักษณะการเกิดเสียงได้ 3 ลักษณะ
1. เสียงดังแบบต่อเนื่อง (continuous Noise) เป็นเสียงดังที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง จำแนกออกเป็น 2 ลักษณะ คือ เสียงดังต่อเนื่องแบบคงที่ (steady-state Noise) และเสียงดีงต่อเนื่องที่ไม่คงที่ (Non steady state Noise)
1.1 เสียงดังต่อเนื่องแบบคงที่ (Steady-state Noise) เป็นลักษณะเสียงดังต่อเนื่องที่มีระดับเสียง เปลี่ยนแปลง ไม่เกิน 3 เดซิเบล เช่น เสียงจากเครื่องทอผ้า เครื่องปั่นด้าย เสียงพัดลม เป็นต้u
1.2 เสียงดังต่อเนื่องที่ไม่คงที่ (Non-steady state Noise) เป็นลักษณะเสียงดังต่อเนื่องที่มี ระดับเลียงเปลี่ยนแปลงเกินก่า 10 เดชิเบล เช่น เสียงจากเลื่อยวงเดือน เครื่องเจียร เป็นต้น
2. เสียงดังเป็นช่วงๆ (lntermittent Noise) เป็นเสียงที่ดังไม่ต่อเนีอง มีความเงียบหรีอเบากว่าเป็นระยะๆลลับไปมา เช่น เสียงเครื่องปั๊ม/อัดลม เสียงจราจร เสียงเครื่องบินที่บินผ่านไปมา เป็นต้น
3. เสียงดังกระทบ หรือ กระแทก (lmpact or lmpulse Noise) เป็นเสียงที่เกิดขึ้นและสิ้นสุดอย่างรวดเร็ว ในเวลาน้อยกว่า 1 วินาที มีการเปลี่ยนแปลงของเสียงมากกว่า 40 เดชิเบล เช่น เสียงการตอกเสาเข็ ม การปั๊มชิ้นงาน การทุบเคาะอย่างแรง เป็นต้น
การวัดความดังของเสียง เราวัดเป็น ระดับความเข้มของเสียง โดยเอาความเข้มของเสียงเบาที่สุดที่หูมนุษย์ได้ยินเป็นมาตรฐาน แล้วหาความเข้มของเสียงที่ได้ยินนั้นว่าอยู่ระดับใด แต่ปัจจุบันมีเครื่องมือที่มีชื่อว่า sound level meter สามาถวัดระดับความเข้มเสียงเป็นเดซิเบลได้โดยตรง
ระดับเสียง หมายถึง ระดับของเสียงที่ได้ยิน ขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียงนั้น ความถี่ของเสียงยิ่งสูงเสียงที่ได้ยินยิ่งมีระดับเสียงสูง
1. ความถี่ของเสียงที่หูคนปกติได้ยิน มีค่าอยู่ระหว่าง 20-20,000 เฮิรตซ์
2. ความถี่ของเสียงที่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ เรียกว่า
คลื่นใต้เสียง
หรือ Infrasound
3. ความถี่ของเสียงที่สูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ เรียกว่า คลื่นเหนือเสียง
หรือ Ultrasound
4. เสียงแหลม คือ เสียงที่มีความถี่สูง หรือมีระดับเสียงสูง
5. เสียงทุ้ม คือ เสียงที่มีความถี่ต่ำ หรือมีระดับเสียงต่ำ
คุณภาพเสียง เป็นสมบัติเฉพาะของเสียงจากวัตถุแต่ละประเภทที่ใช้ทำให้เกิดเสียงนั้น ดังนั้น คุณภาพเสียงจะช่วยให้เราแยกประเภทของแหล่งกำเนิดเสียงได้ว่าเป็นเสียงอะไร
มลภาวะของเสียง เสียงที่มีระดับความเข้มเสียงสูงถือได้ว่า
เป็นมลภาวะของเสียง
ข้อควรรู้
1. ระดับความเข้มเสียงที่หูคนเริ่มได้ยินมีค่า 0 เดซิเบล และระดับความเข้มเสียงที่หูคนทนฟังได้มีค่า 120 เดซิเบล
2. องค์การอนามัยโลกกำหนดให้ระดับความเข้มเสียงที่ปลอดภัยต้องไม่เกิน 85 เดซิเบล และได้ยินติดต่อกัน
ไม่เกินวันละ 8 ชั่วโมง
การนำความรู้เรื่องเสียงไปใช้ประโยชน์
-การหาตำแหน่งฝูงปลาของเรือประมง
-การสำรวจแหล่งแร่ด้วยการวิเคราะห์ชั้นหิน
-การตรวจสอบรอยร้าวในเนื้อโลหะ แก้ว หรือเซรามิก
-การออกแบบห้องประชุม โรงภาพยนตร์เพื่อลดเสียงสะท้อนกลับ
-การหาทิศทางการบินหรืออาหารของค้างคาว
-การตรวจอวัยวะภายในของคนเพื่อหาสาเหตุความผิดปกติ
Link สินค้า เครื่องวัดเสียง Sound meter
อ้างอิง :
- McKeever,Susan;Foote,Martyn (1993).The Random House science encyclopedia.Toronto:Random House. ISBN 0-394-22341-1
- ศิวเวทกุล,ประชา.คู่มือวิทยาศาสตร์คำนวณ ม.ต้น (ม.1-ม.2-ม.3).กรุงเทพฯ:สำนักพิมพ์เดอะบุคส์.ISBN 974-394-126-6
- หนังสือเรียนวิชาฟิสิกส์ของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย