คลื่นเสียง (Sound wave)

ธรรมชาติของเสียง                                                  

การเกิดเสียง                                                       

คลื่นเสียงเกิดจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง โดยพลังงานจากการสั่นจะถ่ายโอนให้กับโมเลกุลของอากาศโดยรอบ แล้วถ่ายโอนพลังงานให้กับโมเลกุลใกล้เคียง โมเลกุลต่อโมเลกุล โมเลกุลของอากาศจะเคลื่อนที่กลับไปกลับมา แบบ SHM แนวเดียวกับการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงดังนั้น เสียงจึงเป็นคลื่นตามยาว

อากาศช่วงอัดของอากาศจะมีความดันสูงกว่าความดันปกติและในช่วงขยายจะมีความดันต่ำกว่าความดันปกติ และจากกราฟจะสังเกตได้ว่ากราฟการกระจัดจะนำกราฟความดันอยู่ 90 องศา

ข้อควรรู้เกี่ยวกับเสียง

         1.เสียงเป็นคลื่นกลตามยาวและเกิดจากการสั่นของอนุภาคตัวกลาง                          

2.เสียงดัง แสดงว่า อนุภาคสั่นแรง มีพลังงานสูง มีการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศมาก

3.เสียงค่อย แสดงว่า อนุภาคสั่นเบา มีพลังงานต่ำ มีการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศน้อย

4.เมื่อโมเลกุลของอากาศหนาแน่นมาก ใจกลางนั้น โมเลกุลอากาศจะหยุดนิ่ง การกระจัดเป็นศูนย์ ความดันจะสูงที่สุด

5.เมื่อโมเลกุลของอากาศเบาบางมาก ใจกลางนั้น โมเลกุลอากาศจะหยุดนิ่ง การกระจัดเป็นศูนย์ ความดันจะต่ำที่สุด

6.ส่วนอัดถึงส่วนขยายจะห่างกันครึ่งนึงของความยาวคลื่น

อัตราเร็วของเสียง

        จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวกลาง เช่น ความหนาแน่น ความยืดหยุ่น เป็นต้น                   

        ถ้าพิจารณาเฉพาะแก๊สจะพบว่า ถ้าแก๊สมีอุณหภูมิสูงจะทำให้มีพลังงานจลน์มาก การถ่ายโอนพลังงานก็จะเร็วขึ้นจึงทำให้มีอัตราเร็วสูงขึ้น จะได้ว่า

“อัตราเร็วของเสียงแปรผันตรงกับรากที่สองของอุณหภูมิสัมบูรณ์ (K)”

ดังนั้นหรือ 

และสูตรหาอัตราเร็วเสียงที่

การคำนวณการเคลื่อนที่ของเสียง

        เสียงจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วคงที่เสมอในตัวกลางหนึ่งๆ ฉะนั้นสมการการเคลื่อนที่ของเสียงจะใช้ตามสมการของคลื่นคือ