ธรรมชาติของเสียง

รูปภาพของ krooaew

ห้ามลบ ขอให้เจ้าของผลงานประกวด แก้ไขข้อมูลได้จนถึงวันที่ 31 ธันวาคม 2551 เวลา 23.30 น.
หากเลยกำหนดเวลาดังกล่าวแล้ว ท่านเข้ามาแก้ไขข้อมูล ถือว่าโมฆะในการพิจารณาได้รับรางวัล
ซึ่งระบบของ Thaigoodview สามารถตรวจสอบได้ว่า ผลงานแต่ละชิ้น มีการแก้ไขเวลาใดบ้าง

ครูพูนศักดิ์ สักกทัตติยกุล


.....ธรรมชาติของเสียง.....

 

          ปริศนาที่เก่าแก่อันหนึ่งได้กล่าวไว้ว่า ถ้าต้นไม้ล้มกลางป่าลึก และไม่มีมนุษย์อยู่ในบริเวณนั้น คำถามก็คือว่า ต้นไม้ที่ล้มนี้ ทำให้เกิดเสียงหรือไม่ เพื่อที่จะตอบปริศนานี้ นักเรียนจำเป็นต้องนิยามคำว่า "เสียง" เสียก่อนว่า เสียงคืออะไร ถ้าเสียงหมายถึงสิ่งที่มนุษย์ต้องได้ยินด้วยหูของมนุษย์ เสียงในความหมายนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อต้นไม้ล้ม เพราะไม่มีใครอยู่ในบริเวณนั้นที่จะได้ยินเสียง

          เมื่อต้นไม้ล้มลง พลังงานในขณะที่ต้นไม้ล้มกระแทกพื้นถูกถ่ายเทให้กับพื้นดินและอากาศรอบๆ พลังงานนี้ทำให้พื้นดินและอากาศเกิดการสั่น ถ้าเสียงคือการรบกวนที่เดินทางผ่านพื้นดินหรืออากาศ เสียงจะเกิดขึ้นถึงแม้ว่าจะไม่มีใครอยู่ในบริเวณนั้นก็ตาม ดังนั้นในกรณีนี้ต้นไม้ล้มจึงก่อให้เกิดเสียง


เสียงและคลื่นตามยาว

          เสียงก็เหมือนกับคลื่นที่นักเรียนได้ศึกษามาแล้ว เสียงกำเนิดขึ้นมาจากการสั่น เมื่อต้นไม้ล้มลงสู่พื้น อนุภาคของอากาศรอบข้างถูกรบกวน ทำให้เกิดการสั่นขึ้น และทำให้อนุภาครอบข้างเกิดการสั่นด้วย

เสียงเดินทางอย่างไร

          คลื่นเสียงก็เหมือนกับคลื่นอื่นๆ คลื่นเสียงถ่ายทอดพลังงานผ่านตัวกลางโดยที่อนุภาคของตัวกลางไม่ได้เดินทางไปกับเสียงด้วย ตัวกลางที่สำคัญของเสียงก็คืออากาศ ในขณะที่เสียงเดินทางผ่านอากาศ โมเลกุลของอากาศแต่ละตัวจะเคลื่อนที่ไปและกลับ

รูปที่ 1 ในขณะที่หน้ากลองสั่นไปและกลับจะทำให้เกิดส่วนอัดและส่วนขยายในอากาศ
จำแนกหมวดหมู่ คลื่นที่เกิดจากการสั่นของหน้ากลองนี้เป็นคลื่นชนิดใด

เสียง คือ การรบกวนที่เดินทางผ่านตัวกลางในลักษณะของคลื่นตามยาว เมื่อคลื่นเสียงนี้เดินทางมาถึงอากาศที่อยู่ในบริเวณใกล้กับหูของนักเรียน นักเรียนจะได้ยินเสียง

เสียงเกิดได้อย่างไร

         
กลองกำเนิดเสียงได้ด้วยการสั่น ในขณะที่นักเรียนตีกลองพื้นผิวหน้ากลองจะสั่นอย่างรวดเร็วมากจนกระทั่งตาของนักเรียนไม่สามารถมองเห็นการสั่นได้ อากาศประกอบไปด้วยอนุภาคเล็กๆ หรือโมเลกุลของก๊าซมากมาย รูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่าเมื่อหน้ากลองมีการสั่นเกิดขึ้น จะทำให้โมเลกุลของอากาศรอบๆ กลองเกิดการสั่นตามไปด้วย เมื่อหน้ากลองเคลื่อนที่ไปทางขวา โมเลกุลของอากาศก็จะถูกผลักมาอยู่รวมกันทำให้เกิดส่วนอัด เมื่อหน้ากลองเคลื่อนที่ไปทางซ้าย โมเลกุลของอากาศจะอยู่ห่างกัน ทำให้เกิดสั่นขยาย

          เมื่อนักเรียนดีดสายกีตาร์ สายกีตาร์จะสั่นไปและกลับ ทำให้เกิดส่วนอัดและส่วนขยาย ส่วนอัดและส่วนขยายที่เกิดขึ้นนี้จะเดินทางผ่านอากาศเป็นคลื่นตามยาว เช่นเดียวกับคลื่นตามยาวที่เกิดในขดลวดสปริง

เชื่อมโยงกับวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
         
          เส้นเสียงของมนุษย์ก็ประพฤติตัวคล้ายกับการสั่นของสายกีตาร์ เมื่อไรก็ตามที่นักเรียนพูดหรือร้อง