ลักษณะและส่วนประกอบของคลื่น

1. การกระจัด หมายถึง ระยะห่างจากแนวสมดุลไปยังจุดใด ๆ บนคลื่นและมีทิศจากแนวสมดุลไปยังจุดใด ๆ

           1.1 ถ้าจุดใด ๆ อยู่เหนือแนวสมดุล การกระจัดมีค่าเป็นบวก

           1.2 ถ้าจุดใด ๆ อยู่ต่ำกว่าแนวสมดุล การกระจัดมีค่าเป็นลบ

           1.3 จากรูป  O  มีการกระจัดเป็นบวก

                            P  มีการกระจัดเป็นลบ

ภาพที่ 2 ส่วนประกอบของคลื่น
ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก https://th.wikipedia.org

2. สันคลื่น หมายถึง ตำแหน่งสูงสุดของคลื่น (การกระจัดมีค่ามากสุดและเป็นบวก)

3. ท้องคลื่น หมายถึง ตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น (การกระจัดมีค่ามากสุดและเป็นลบ)

4. แอมพลิจูด หมายถึง ความสูงของสันคลื่นหรือท้องคลื่น เมื่อวัดจากแนวสมดุล

           4.1 แอมพลิจูด คิดค่าเป็นบวกตลอด

           4.2 แอมพลิจูด มีค่าเท่ากับขนาดของการกระจัดมากสุด

           4.3 ขณะที่คลื่นกำลังเคลื่อนที่ไป ถ้าคิดว่าพลังงานคลื่นไม่มีการสูญเสีย แอมพลิจูดของคลื่นจะมีค่าคงที่

           4.4 ถ้าแอมพลิจูดสูงแสดงว่าพลังงานของคลื่นมีค่ามาก

           4.5 ถ้าแอมพลิจูดต่ำ แสดงว่า พลังงานของคลื่นมีค่าน้อย ค่าของแอมพลิจูดขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดคลื่น (พลังงานคลื่น α A² )

           คลื่นน้ำ แอมพลิจูด แสดง ความสูงต่ำของการกระเพื่อมของน้ำ

           คลื่นเสียง แอมพลิจูด แสดง ความดังค่อยของเสียง

           คลื่นแสง แอมพลิจูด แสดงความเข้มของแสง (มืด-สว่าง)

5. ความยาวคลื่น หมายถึง ระยะห่างระหว่างสันคลื่นกับสันคลื่นที่อยู่ถัดไป หรือระยะห่างระหว่างท้องคลื่นกับท้องคลื่นที่อยู่ถัดไป วิธีการวัดความยาวคลื่นอาจวัดได้หลายแบบ เช่น

           5.1 วัดจากสันคลื่นถึงสันคลื่นถัดไป

           5.2 วัดจากท้องคลื่นถึงท้องคลื่นถัดไป

           5.3 วัดจากตำแหน่งใด ๆ บนคลื่นที่มีเฟสต่างกัน 360 องศา

6. ความถี่ หมายถึง จำนวนลูกคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ในหนึ่งหน่วยเวลา ความถี่ของคลื่นจะมีค่าเท่ากับความถี่การสั่นของตัวกลาง (หรือเท่ากับความถี่ของแหล่งกำเนิดคลื่น)

7. คาบเวลา หมายถึง ช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ครบ 1 ลูกเคลื่อน

คาบเวลา = 1 / ความถี่

T= 1 / f

         ช่วงเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่านจุดใด ๆ ครบ 1 รอบ จะเท่ากับช่วงเวลาที่ตัวกลางสั่นได้ครบ 1 รอบ เช่นกัน

8. อัตราเร็ว หมายถึง ระยะทางที่จุดใด ๆ บนคลื่นเคลื่อนที่ไปได้ในเวลา 1 วินาที

v = s / t

       ใน 1 วินาที มีคลื่นออกมา 1 ลูก เคลื่อนที่ได้ λ เมตร

        ดังนั้น ใน 1 วินาที เคลื่อนที่ได้ f λ

v = λ / T = f λ

           v      คือ อัตราเร็วคลื่น (วัดหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที)

           s       คือ ระยะทาง (วัดหน่วยเป็น เมตร)

           t       คือ เวลา (วัดหน่วยเป็น วินาที)

           f       คือ ความถี่ (วัดหน่วยเป็น รอบต่อวินาที หรือ เฮิรตซ์)

            λ      คือ ความยาวคลื่น (วัดหน่วยเป็น เมตร)

           T      คือ คาบเวลา (วัดหน่วยเป็น วินาที)

เฟส เป็นคำที่ใช้เรียกตำแหน่งใด ๆ บนคลื่น โดยมีลักษณะเป็นรอบและมีความสัมพันธ์กับการกระจัดของการเคลื่อนที่นั้น θ   = มุมหรือเฟส

ภาพที่ 3 ตำแหน่งใด ๆ บนคลื่น
ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก หนังสือแม็ค

ภาพที่ 4 ตำแหน่งใด ๆ บนคลื่น
ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก หนังสือแม็ค

      1. ความถี่การสั่นของตัวกลาง เท่ากับ ความถี่ของคลื่น

      2. ขณะตัวกลางสั่นกลับไปกลับมาความเร่งเนื่องจากการสั่นจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา กล่าวคือ

               1) เมื่อสั่นได้ไกลสุด (มีขนาดการกระจัดมากสุดหรืออยู่ที่ตำแหน่งสูงสุดหรืออยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุด) จะมีความเร่งมากสุด

               2) เมื่อแนวสมดุล (ขนาดการกระจัดมีค่าเป็นศูนย์) ความเร่งจะมีค่าเป็นศูนย์

      3. ขณะตัวกลางสั่นกลับไปกลับมา ความเร็วเนื่องจากการสั่นจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา กล่าวคือ

               1) เมื่อสั่นได้ไกลสุด (มีขนาดการกระจัดมากสุดหรืออยู่ที่ตำแหน่งสูงสุดหรืออยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุด) จะมีความเร็วเป็นศูนย์

               2) เมื่ออยู่แนวสมดุล (ขนาดการกระจัดมีค่าเป็นศูนย์) ความเร็วจะมีค่ามากสุด

เฟสตรงกัน หมายถึง ตำแหน่งใด ๆ ที่มีทิศการสั่นไปทางเดียวกันและมีการกระจัดเท่ากัน (ขนาดการกระจัดเท่ากันและทิศการกระจัดไปทางเดียวกัน)

ภาพที่ 5  การเคลื่อนที่ของคลื่นที่มีเฟสตรงกัน
ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก หนังสือแม็ค

       1. เฟสตรงกัน อาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเฟสเดียวกัน หรือความต่างเฟสคงที่

       2. จากรูป O, A, B มีเฟสตรงกัน

              C, D, E มีเฟสตรงกัน

              F, G    มีเฟสตรงกัน

จุดใด ๆ ที่มีเฟสตรงกัน จะมี

       1. ทิศการสั่นไปทางเดียวกันและมีการกระจัดเท่ากัน

       2. ระยะทางต่างกันเท่ากับ λ, 2λ, 3 λ…n λ

            n   คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

            λ   คือ ความยาวคลื่น

      3. เวลาต่างกันเท่ากับ T,2T,3T,…nT

            n   คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

            T   คือ คาบเวลา

4. มุมต่างกันเท่ากับ 2π, 4 π, 6 π…n(2 π)

              n  คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

              π = 180⁰

           2 π  = 360⁰

เฟสตรงข้ามกัน หมายถึง ตำแหน่งใด ๆ ที่มีทิศการสั่นตรงข้ามกัน และมีการกระจัดเท่ากัน (ขนาดการกระจัดเท่ากัน และทิศการกระจัดไปทางเดียวกัน)

ภาพที่ 6 การเคลื่อนที่ของคลื่นที่มีเฟสตรงข้ามกัน
ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก หนังสือแม็ค

จากรูป A, B  มีเฟสตรงข้ามกัน

         C, D  มีเฟสตรงข้ามกัน

         E, F   มีเฟสตรงข้ามกัน

จุดใด ๆ ที่มีเฟสตรงข้ามกัน จะมี

     1. ทิศการสั่นตรงข้ามกันและมีการกระจัดเท่ากัน

     2. ระยะทางต่างกันเท่ากับ

           n คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

          λ  คือ ความยาวคลื่น

     3. เวลาต่างกันเท่ากับ

           n   คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

           T   คือ คาบเวลา

     4. มุมต่างกันเท่ากับ π,3 π,5 π…   (n-1/2)2π

         n   คือ เลขจำนวนเต็ม 1,2,3,…

          π   =180⁰

          2π =360⁰

 เฟสต่างกัน หมายถึง จุดใด ๆ ที่มีเฟสไม่ตรงกัน และไม่ตรงข้ามกัน

ภาพที่ 7  การเคลื่อนที่ของคลื่นที่มีเฟสต่างกัน

ที่มา กัญญา เกื้อกูล ดัดแปลงจาก หนังสือแม็ค

     X,Y,Z  มีเฟสต่างกัน

      เราสามารถคำนวณหาความต่างเฟสระหว่างจุดสองจุดได้จาก

           เมื่อทราบระยะห่าง

               เมื่อทราบเวลา

          θ₁  = เฟสเริ่มต้น

          θ₂  = เฟสสุดท้าย

            λ = ความยาวคลื่น

           T  = คาบเวลา

          ΔX = ระยะห่าง

           Δt =  ช่วงเวลา

 คลื่นทุกชนิดจะแสดงสมบัติทั่วไปที่เหมือนกัน 4 ข้อ คือ

1. การสะท้อน
2. การหักเห
3. การแทรกสอด
4. การเลี้ยวเบน

            1)  เมื่อมีการหักเห ย่อมมีการสะท้อนเกิดขึ้นด้วยเสมอ

            2)  เมื่อมีการเลี้ยวเบน ย่อมมีการแทรกสอดเกิดขึ้นด้วยเสมอ

สมบัติของคลื่น

ภาพที่ 8 คลื่น
ที่มา  https://pixabay.com , qimono

การสะท้อนของคลื่น  หมายถึง ปรากฏการณ์ที่คลื่นเคลื่อนที่กระทบสิ่งกีดขวางแล้วจะมีการสะท้อนกลับมาในตัวกลางเดิม

ภาพที่ 9 แสดงแนวทางเดินคลื่น
ที่มา กัญญา เกื้อกูล

กฎการสะท้อนของคลื่น

1. มุมตกกระทบ เท่ากับ มุมสะท้อน
2. รังสีตกกระทบ เส้นปกติ และรังสีสะท้อนต้องอยู่ในระนาบเดียวกัน

คุณสมบัติการสะท้อนของคลื่น

             เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปชนสิ่งกีดขวาง หรือเคลื่อนที่ไปถึงปลายสุดของตัวกลางจะทำให้เกิดคลื่นสะท้อนขึ้นมา คลื่นสะท้อนที่เกิดขึ้นมานั้น จะต้องมีคุณสมบัติดังนี้

       1)  ความถี่ของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นตกกระทบ

       2) ความเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความเร็วและความยาวคลื่นตกกระทบเสมอ

       3) ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสียพลังงาน จะได้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ

การหักเห

        หมายถึง การที่คลื่นเปลี่ยนอัตราเร็วเมื่อคลื่นเปลี่ยนแนวทางเดินขณะเปลี่ยนตัวกลาง  เมื่อคลื่นผิวน้ำเดินทางจากตัวกลางที่ 1 ไปยังตัวกลางที่  2  อัตราเร็วของคลื่นจะเปลี่ยนไปจากเดิม ทำให้ความยาวคลื่นเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย แต่ความถี่ของคลื่นไม่มีการเปลี่ยนแปลง

กฎการหักเหของสเนลล์

ภาพที่ 10 แนวทางเดินคลื่นจากตัวกลาง 1 ไปยังตัวกลาง 2
ที่มา กัญญา เกื้อกูล

            เมื่อคลื่นเดินทางจากตัวกลางที่ 1 ไปยังตัวกลางที่ 2 (น้ำตื้นไปน้ำลึกหรือน้ำลึกไปน้ำตื้น) โดยแนวทางเดินของคลื่นไม่ตั้งฉากกับผิวรอยต่อระหว่างตัวกลาง จากกฎการหักเหของสเนลล์จะได้ว่า “อัตราส่วนของค่าไซน์ของมุมตกกระทบกับค่าไซน์ของมุมหักเหจะมีค่าเท่ากับอัตราส่วนระหว่างอัตราเร็วคลื่นในตัวกลางที่คลื่นตกกระทบกับอัตราเร็วคลื่นในตัวกลางที่คลื่นหักเห”

            1) ถ้ามุมตกกระทบ θ₁  มีค่าเปลี่ยนไป มุมหักเห  θ₂ จะเปลี่ยนไปด้วย แต่อัตราส่วน   sinθ₁ /  sinθ₂      จะมีค่าคงที่เสมอ

            2) เมื่อคลื่นเปลี่ยนตัวกลาง v, λ จะเปลี่ยนแปลง แต่ f มีค่าคงที่ (เพราะเกิดจากแหล่งกำเนิดคลื่นเดียวกัน)

            3) มุมตกกระทบ เท่ากับ มุมที่แนวทางเดินคลื่นทำกับเส้นแนวฉาก

                   θ₁  เท่ากับ มุมที่หน้าคลื่นตกกระทบทำกับผิวรอยต่อ

                         มุมหักเห เท่ากับ มุมที่แนวทางเดินคลื่นหักเหทำกับเส้นแนวฉาก

                   θ₂   เท่ากับ มุมที่หน้าคลื่นหักเหทำกับผิวรอยต่อ

            4) เมื่อคลื่นเดินทางจากน้ำลึกไปสู่น้ำตื้น แนวทางเดินของคลื่นจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก

            5) เมื่อคลื่นเดินทางจากน้ำตื้นไปสู่น้ำลึก แนวทางเดินของคลื่นจะเบนออกจากเส้นแนวฉาก

            6) จะเกิดมุมวิกฤตหรือสะท้อนกลับหมดได้ คลื่นต้องเดินทางจากน้ำตื้นไปสู่น้ำลึก

            7) เมื่อคลื่นเกิดการหักเห มักจะมีคลื่นสะท้อนเกิดขึ้นตามมาด้วย (การหักเหและการสะท้อน มักเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นคู่กัน)

                  7.1 เมื่อคลื่นเกิดการสะท้อน คลื่นไม่จำเป็นต้องเกิดการหักเห

                  7.2 เมื่อคลื่นเกิดการหักเห มักจะเกิดคลื่นสะท้อนตามมาด้วย (คลื่นสะท้อนและคลื่นหักเหจะมีแอมพลิจูดลดลงจากเดิม เพราะพลังงานคลื่นลดลงจากเดิม)

สูตรที่ใช้ในการคำนวณการหักเห

กำหนดให้

         θ₁ , θ₂  คือ มุมตกกระทบและมุมหักเห ตามลำดับ

        v_1, v₂   คือ อัตราเร็วคลื่นในตัวกลาง 1 และ 2 ตามลำดับ

         λ₁ ,  λ₂   คือ ความยาวคลื่นในตัวกลาง 1  และ 2  ตามลำดับ

          ₂n₁      คือ ดรรชนีหักเหของคลื่นในตัวกลาง 2 เทียบกับ  1

การแทรกสอด หมายถึง ปรากฏการณ์ที่คลื่นจากแหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่งที่มีความถี่เท่ากันและมีเฟสตรงกัน เคลื่อนที่มาพบกันและเกิดการซ้อนทับกันระหว่างคลื่นต่อเนื่องทั้งสอง

           1) การแทรกสอด แหล่งกำเนิดคลื่นไม่จำเป็นต้องมีเฟสตรงกัน

           2) การแทรกสอด ไม่จำเป็นต้องเกิดกับคลื่นผิวน้ำเท่านั้น

ภาพที่ 11 การแทรกสอดของคลื่นผิวน้ำ
ที่มา https://wanwadee25.wordpress.com/เกร็ดความรู้/ฟิสิกส์/สมบัติของคลื่น/สมบัติการแทรกสอด/

แหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์ หมายถึง แหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่งที่มีความถี่เท่ากันและมีเฟสตรงกัน

การแทรกสอดแบบเสริมกัน หมายถึง การแทรกสอดที่มีสันคลื่นตรงกันและท้องคลื่นตรงกัน คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมีสันคลื่นสูงกว่าเดิม และมีท้องคลื่นลึกกว่าเดิม

การแทรกสอดแบบหักล้าง หมายถึง การแทรกสอดที่มีสันคลื่นตรงกับท้องคลื่น คลื่นลัพธ์ที่เกิดขึ้นจะมีสันคลื่นต่ำกว่าเดิม และมีท้องคลื่นตื้นกว่าเดิม

บัพ หมายถึง ตำแหน่งที่คลื่นหักล้างกัน โดยมีการกระจัดเป็นศูนย์ (ตำแหน่งที่ผิวน้ำไม่กระเพื่อมหรือการกระจัดของผิวน้ำเป็นศูนย์)

     1) บัพเป็นตำแหน่งที่สันคลื่นและท้องคลื่นของแหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์พบกันพอดี

     2) แนวเส้นที่ลากเชื่อมบัพที่อยู่ถัดกันไป เรียกว่า เส้นบัพ

ปฏิบัพ หมายถึง ตำแหน่งที่คลื่นเสริมกัน โดยมีการกระจัดมากที่สุด (ตำแหน่งที่ผิวน้ำกระเพื่อมมากที่สุด หรือการกระจัดของผิวน้ำมีค่ามากที่สุด)

     1) ปฏิบัพ เป็นตำแหน่งที่สันคลื่นและสันคลื่น หรือท้องคลื่นและท้องคลื่นของแหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์พบกัน (ตำแหน่งนี้จะมีพลังงานมากที่สุด)

     2) แนวเส้นที่ลากเชื่อมปฏิบัพที่อยู่ถัดกันไป  เรียกว่า เส้นปฏิบัพ

     เราสามารถคำนวณผลต่างระยะทาง ได้โดย

     ถ้าจุด P อยู่บนแนวปฏิบัพ  n จะได้ว่า

| S₁P - S₂P | = nλ

     เมื่อ n เป็นเลขจำนวนเต็ม 0,1,2,3…

     ถ้าจุด P อยู่บนแนวบัพ N จะได้ว่า

     เมื่อ n เป็นเลขจำนวนเต็ม 0,1,2,3…

     และสามารถคำนวณหาจำนวนแนวเส้นปฏิบัพและจำนวนแนวเส้นบัพที่เกิดขึ้นได้ทั้งหมด ได้ดังนี้

     หาจำนวนแนวเส้นปฏิบัพ

dsinθ = nλ

     หาจำนวนแนวเส้นบัพ

      การเลี้ยวเบน หมายถึง ปรากฏการณ์ที่คลื่นเดินทางไปกระทบสิ่งกีดขวางและคลื่นสามารถเบนอ้อมไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางได้

ภาพที่ 12  การเลี้ยวเบนของคลื่นผิวน้ำ
ที่มา https://sites.google.com/site/physicchat

1. คลื่นที่มีความยาวคลื่นมาก (ความถี่น้อย) จะเลี้ยวเบนได้ดีกว่าคลื่นที่มีความยาวคลื่นน้อย (ความถี่มาก)
2. การเลี้ยวเบนของคลื่นเป็นไปตามหลักของฮอยเกนส์ซึ่งกล่าวสรุปว่า ทุก ๆ จุดบนหน้าคลื่นสามารถเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นใหม่ได้ และแต่ละจุดบนหน้าคลื่นจะให้คลื่นแผ่กระจายออกไปทุกทิศทางด้วยอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของคลื่นเดิมนั้น

แหล่งที่มา

คณาจารย์แม็ค.  (2551).  Compact ฟิสิกส์ ม. 5.  กรุงเทพฯ:แม็ค.

ช่วง  ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537).  ฟิสิกส์ 3 ม.5.  กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง.

“อุซึชิโอะ ประเทศญี่ปุ่น ปรากฎการณ์ทางทะเลที่ยิ่งใหญ่เป็นอันดับ 3 ของโลก. สืบค้นเมื่อวันที่ 18 สิงหาคม 2561. จาก https://www.wegointer.com/2015/03/uzushio/

คุณสมบัติของเสียงตามแบบคลื่น

          เสียงเป็นคลื่นกลและเป็นคลื่นตามยาวตามที่กล่าวมาแล้ว  ดังนั้นเสียงจึงมีความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็ว ความถี่ และความยาวคลื่น ได้ว่า

อัตราเร็วคลื่น =  ความถี่ x  ความยาวคลื่น

          ในตัวกลางเดียวกัน ความถี่และความยาวคลื่นของเสียงจะมีค่าคงที่ ทำให้อัตราเร็วคงที่ ในตัวกลางต่างกันความถี่ของคลื่นเสียงยังคงเท่าเดิม แต่ควาวมยาวคลื่นจะเปลี่ยนไป ทำให้ค่าอัตราเร็วของเสียงในตัวกลางต่างกันมีค่าแตกต่างกันไปด้วย

ภาพที่ 1 ปรากฏการณ์ธรรมชาติเกี่ยวกับฟ้าแลบ
ที่มา : https://pixabay.com/ , neja5

การสะท้อนของเสียง

          ถ้าเราเข้าไปในถ้ำหรือห้องโต ๆ และตะโกน เราจะได้ยินเสียงดังซ้อน ๆ กันออกมาในห้องประชุมบางแห่งอาจเกิดเสียงดังข้างต้นจนผู้ฟังฟังไม่รู้เรื่องได้ ปรากฏการณ์ข้างต้นนี้เป็นผลจากการสะท้อนของเสียง เสียงเป็นคลื่นย่อมมีการสะท้อนตามกฎการสะท้อนของคลื่นที่ว่า มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน เมื่อเคลื่อนที่ไปกระทบตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า โดยขนาดของวัตถุหรือตัวกลางนั้น ๆ ต้องมีขนาดเท่าหรือโตกว่าความยาวคลื่น เสียงส่วนใหญ่จะเกิดการสะท้อนและการสะท้อนจะเกิดบนผิวเรียบได้ดีกว่าบนผิวขรุขระ การทดลองง่าย ๆ ว่าการสะท้อนของเสียงเป็นไปตามกฎการสะท้อนของคลื่นอาจทำได้ง่าย ๆ โดยให้เสียงผ่านท่อกระดาษหรือพลาสติกแล้วไปกระทบแผ่นโลหะ จากการฟังเสียงสะท้อนผ่านท่อกระดาษหรือพลาสติกอีกท่อหนึ่ง จะพบว่าเสียงที่ได้ยินจะดังที่สุดเมื่อ มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน

          ตามปกติเมื่อมีคลื่นเสียงมากระทบแก้วหู แก้วหูจะสั่น และประสาทหูจะมีความจำเสียงนั้นอยู่ได้นาน 0.1 วินาที ดังนั้น ในระหว่างนี้ถ้ามีเสียงสะท้อนของเสียงนั้นมาเข้าหู ประสาทหูก็จะแยกไม่ออก ดังนั้นถ้าเสียงไปกระทบวัตถุแล้วสะท้อนกลับมา โดยใช้เวลามากกว่าหรือเท่ากับ 0.1 วินาที แล้วประสาทหูก็จะแยกเสียงนั้นได้ เช่น ถ้าเราตะโกนเข้าหาผนังห้องขนาดใหญ่ ๆ เสียงจะไปสะท้อนแล้วมีเสียงกลับมาเข้าหูได้ เราเรียกเสียงที่สะท้อนกลับมานี้ว่า เสียงก้อง (Echo) ดังนั้นที่อุณหภูมิ 15  องศาเซลเซียส ระยะห่างที่จะทำให้เกิดเสียงก้องจึงเป็น

          s  = 0.1v/2

              = 0.1(331 + 0.6 x 15) / 2

              = 17 เมตร

         ถ้าอุณหภูมิเป็น 0 องศาเซลเซียส ระยะห่างจะเป็น

         s   = 0.1v/2

              = 0.1(331 + 0.6 x 0) / 2

              = 16.55 เมตร

          จากการศึกษาการเกิดเสียงสะท้อนที่เรียกว่าเสียงก้องนี้เอง ทำให้สามารถนำผลการสะท้อนของเสียงไปใช้ประโยชน์ได้มากมาย เช่น ใช้หาระยะห่างของหน้าผา การออกแบบห้องประชุมไม่ให้เกิดเสียงก้อง  การสร้างเครื่องมือที่เรียกว่า โซนา ใช้ตรวจสอบระยะในน้ำ หาฝูงปลาหรือสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เป็นต้น นอกจากจะใช้เสียงในย่านที่หูคนปกติรับฟังได้แล้ว ยังใช้คลื่นตามยาวที่มีความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ ซึ่งเรียกว่า    คลื่นเหนือเสียงทำให้เกิดการสะท้อนสามารถตรวจสอบความไม่ปกติของเนื้อเยื้อต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น การตรวจมะเร็ง การตรวจสอบทารกในครรภ์ การฆ่าเชื้อโรค การทำความสะอาดภาชนะ เป็นต้น

การหักเหของเสียง

          การหักเหของเสียงจะเกิดขึ้นได้เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นและความยืดหยุ่นต่างกันไม่มากนัก เมื่ออัตราเร็วของเสียงต่างกันก็จะทำให้เกิดการหักเหของเสียงได้ตามลักษณะเดียวกันกับการหักเหของคลื่น

          ปรากฏการณ์เกี่ยวกับการหักเหของเสียงนี้ เราอาจพบในปรากฏการณ์ตามธรรมชาติได้ เช่น การเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องในขณะที่ฝนตก เนื่องจากอากาศข้างบนเย็นกว่า เมื่อเสียงผ่านลงมายังชั้นของอากาศที่มีอุณหภูมิสูงกว่า ทำให้เสียงเบนออกจากเส้นปกติ ทำให้เสียงไม่ลงสู่พื้นราบ ในทำนองเดียวกันในวันที่อากาศข้างบนเย็นกว่าที่พื้นดิน เราอาจไม่ได้ยินเสียงจากแหล่งกำเนิดที่อยู่ในแนวราบเดียวกันได้

การแทรกสอดของเสียง

          ถ้าเราตั้งลำโพงลักษณะเหมือน ๆ กัน 2 ตัว ให้ห่างกันระยะหนึ่ง แล้วเดินในแนวขนานกับลำโพงเราจะรู้สึกได้ว่าเสียงที่เราได้รับจะมีลักษณะดังค่อยสลับกันไปปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้เกิดจากการแทรกสอดของเสียงซึ่งเราจะสามารถหาตำแหน่งที่เกิดเสียงดังและเสียงค่อยตามแบบเดียวกับการแทรกสอดของคลื่น

การเลี้ยวเบนของเสียง

          ในชีวิตประจำวันที่เราพบได้เสมออย่างหนึ่งคือการได้ยินเสียงของผู้อื่นได้โดยไม่เห็นตัวผู้พูด เช่น ผู้พูดอยู่คนละด้านของมุมตึก  ถ้า ก. เป็นแหล่งกำเนิดเสียง และ ข. เป็นผู้ฟังทั้ง ๆ ที่ผู้ฟังถูกบังด้วยวัตถุที่เสียงไม่สามารถผ่านไปได้ก็ยังสามารถได้ยินเสียงได้ ปรากฏการณ์ดังนี้ แสดงว่าเสียงสามารถเลี้ยวเบนได้ การอธิบายปรากฏการณ์นี้สามารถจะกระทำได้โดยใช้หลักของฮอยเกนท์อธิบายว่าทุก ๆ จุดบนหน้าคลื่นสามารถทำหน้าที่เป็นต้นกำเนิดคลื่นอันใหม่ได้ ดังนั้นอนุภาคของอากาศที่ทำหน้าที่ส่งผ่านคลื่นเสียงมุมตึกย่อมเกิดการสั่น                ทำหน้าที่เหมือนต้นกำเนิดเสียงใหม่ส่งคลื่นเสียงไปยังนาย ข. ซึ่งเป็นผู้ฟังได้

          ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ เราก็สามารถทดลองการเลี้ยวเบนของเสียงได้ โดยให้นักเรียนฟังเสียงลำโพงจากนอกห้อง นักเรียนที่ตำแหน่งต่าง ๆ ย่อมจะได้ยินเสียงลำโพงที่อยู่ในห้องได้ทุกคน แสดงว่าเสียงสามารถเลี้ยวเบนได้ตามแบบของคลื่น

          การเลี้ยวเบนของเสียงจะเกิดได้ดีเมื่อช่องกว้างที่ให้เสียงผ่านมีขนาดเท่ากับความยาวคลื่นของเสียงนั้น เนื่องจากช่องกว้างนั้นจะทำหน้าที่เหมือนเป็นแหล่งกำเนิดขนาดนั้นได้พอดีนั่นเอง

แหล่งที่มา

อดิชาต บ้วนกียาพันธ์. (2556). ฟิสิกส์ ม. 5 เล่ม 3. กรุงเทพฯ:ภูมิบัณฑิต

อรพรรณ ไวแพน. (2562).  ปรากฏการณ์ธรรมชาติเกี่ยวกับฟ้าแลบ. สืบค้นเมื่อ 1 มิถุนายน 2562,  จาก https://orapanwaipan.wordpress.com/เกี่ยวกับ/เสียง/คลื่นเสียง/

คลื่นนิ่ง

          ในเรื่องคลื่นเราทราบว่าถ้ามีคลื่น 2 ชุด ความถี่เท่ากัน แอมพลิจูดเท่ากันวิ่งสวนทางกันก็จะมีการรวมกันแบบเสริมสร้าง และแบบหักล้างตามหลักการซ้อนทับของคลื่น ทำให้เกิดจุดบัพและจุดปฏิบัพของคลื่น ลักษณะของคลื่นคล้ายกับมีการสั่นเป็นวงอยู่กับที่ทำให้เรียกว่าคลื่นนิ่ง เราสามารถทดลองให้เห็นคลื่นนิ่งได้ชัดจากการสั่นของเชือกด้วยเครื่องเคาะสัญญาณ

          ในกรณีที่เป็นคลื่นเสียง ถ้าเราใช้ลำโพงทำให้เกิดเสียงแล้วไปสะท้อนกับแผ่นสะท้อน เช่นแผ่นอะลูมิเนียม เมื่อใช้เครื่องฟังเสียงตรวจตามแนวจากลำโพงไปยังแผ่นสะท้อน ก็จะพบว่ามีบริเวณที่เสียงดังกว่าปกติซึ่งเป็นจุดปฏิบัพ และบริเวณที่เสียงเงียบเป็นจุดบัพได้คล้าย ๆ กับจุดบัพ - ปฏิบัพของคลื่นเชือกนั่นเอง

การสั่นพ้อง (resonance)

          การสั่นพ้อง หมายถึง ปรากฏการณ์ที่เกิดมีพลังงานมากระทำต่อวัตถุในจังหวะที่พอดีกับความถี่ตามธรรมชาติของวัตถุนั้นทำให้เกิดการสั่นอย่างรุนแรง วัตถุต่าง ๆ ย่อมมีความถี่ตามธรรมชาติขนาดหนึ่ง เช่น สะพานก็ย่อมจะมีการสั่นอยู่ตลอดเวลา ถ้ามีแรงมากระทำต่อสะพานในจังหวะที่สะพานกำลังสั่นถึงจุดปลายพอดี สะพานก็อาจจะพังได้ ดังเช่น สะพานทาโคมา แนโรว์ ในประเทศสหรัฐอเมริกาจะพังทลายลงมาเนื่องจากมีลมพัดอย่างแรงพอดีกับจังหวะการสั่นของสะพานพอดี

          การแกว่งชิงช้า เราจะแกว่งให้สูงมาก ๆ ได้ก็ต่อเมื่อเราให้แรงกระทำต่อชิงช้าในจังหวะที่ชิงช้าอยู่ที่จุดสูงสุดทุกครั้ง ลักษณะเช่นนี้เท่ากับมีพลังงานมากระทำด้วยความถี่ตามธรรมชาติของชิงช้านั่นเอง จึงถือว่าเป็นผลของการสั่นพ้องนั่นเอง ถ้าเรามีส้อมเสียงขนาดความถี่เท่ากัน 2 อัน วางบนฐานตั้งให้อยู่ในแนวดิ่งห่างกันระยะหนึ่ง

            ถ้าเราเคาะส้อมเสียงอันหนึ่งจะมีการส่งคลื่นไปรบเร้าให้ส้อมเสียงอีกอันหนึ่งสั่นตามไปด้วย เพราะมีความสามารถในการสั่นด้วยความถี่เท่ากัน แต่ถ้าเราใช้ดินน้ำมันติดที่ปลายส้อมเสียงอันที่ 2 เมื่อเคาะส้อมเสียงอันแรกจะไม่เกิดการสั่นที่อันที่ 2 เนื่องจากความถี่ไม่เท่ากันทำให้ไม่เกิดการสั่นพ้อง

           ในเรื่องเสียงเราสามารถทำให้เกิดเสียงดังกว่าปกติ เนื่องจากการสั่นพ้องของคลื่นนิ่งได้จากหลอดสั่นพ้อง  ถ้าเราใช้แหล่งกำเนิดเสียง เช่น ส้อมเสียงหรือลำโพงเสียงทำให้เกิดคลื่นเสียงเข้าไปกระทบผิวสะท้อน  ถ้าระยะจากปากท่อเป็น λ /4 , 3 λ/4, 5 λ /4 , λ/4+n(λ /2) จะทำให้เกิดเสียงดังกว่าปกติ เนื่องจากลำอากาศในท่อสั่นด้วยความถี่เท่ากันกับความถี่ของแหล่งกำเนิดเสียงหรือเกิดการสั่นพ้องขึ้นนั่นเอง การเกิดการสั่นพ้องในท่อหรือในแท่งวัตถุจะเกิดได้เมื่อมีระยะที่พอดีค่าหนึ่งคือ เมื่อเกิดสั่นพ้องบริเวณที่เป็นปลายเปิดหรือปลายปล่อยจะต้องเป็นจุดปฏิบัพและบริเวณที่เป็นปลายปิดหรือปลายตรึงจะต้องเป็นจุดบัพ

           หลักการเกี่ยวกับการสั่นพ้องของเสียงนี้เป็นหลักการที่นำไปใช้ประดิษฐ์เครื่องดนตรีชนิดต่าง ๆ เช่น ขลุ่ย, แตร, ปี่, กลอง, กีต้า ฯลฯ

คำถามที่ 1 คลื่นนิ่งของเสียงเกิดขึ้นได้อย่างไร

           ตอบ คลื่นนิ่งของเสียงเกิดจากมีเสียงที่มีแอมพลิจูดและความถี่เท่ากัน 2 ชุด วิ่งสวนทางกัน ทำให้เกิดการรวมกันแบบเสริมสร้างและแบบหักล้าง เกิดจุดบัพ, ปฎิบัพขึ้น ทำให้มีเสียงดังค่อยสลับกันเกิดขึ้นโดยทั่วไปการเกิดคลื่นนิ่ง มักจะเกิดจากการสะท้อนของคลื่นเสียงมารวมกัน

คำถามที่ 2 การสั่นพ้องคืออะไร

            ตอบ การสั่นพ้องคือ ปรากฎการณ์ที่มีความถี่เท่ากับความถี่ตามธรรมชาติของวัตถุมากระทำต่อวัตถุพอดี ทำให้เกิดการสั่นรุนแรง

คำถามที่ 3 การสั่นพ้องทำให้เกิดอันตรายได้หรือไม่

           ตอบ ได้ เช่น สะพานทาโคมา แนโรว์ ในรัฐวอชิงตัน ประเทศสหรัฐอเมริกาเกิดพังทลายลงเนื่องจากมีลมพายุพัดกรรโชกแรง ขณะที่สะพานดังกล่าวกำลังสั่นถึงปลายสุดของแอมพลิจูดตามปกติพอดี ทำให้เกิดการเสริมการสั่นที่มีอยู่เดิมอย่างรุนแรงทำให้สะพานพังได้ นอกจากนี้การสั่นพ้องของเสียงยังทำให้กระจกตู้เกิดการสั่นและอาจรุนแรงจนกระจกแตกได้

คำถามที่ 4 เราจะพบปรากฎการณ์เรื่องการสั่นพ้องในชีวิตประจำวันได้หรือไม่

           ตอบ ได้ เช่น ในบ้านของเราเมื่อนำเครื่องรับโทรทัศน์ไปตั้งบนตู้ที่มีฝาเป็นกระจกบานเลื่อนขณะที่กำลังดูรายการโทรทัศน์อยู่บางครั้งกระจกบานเลื่อนเกิดเสียงดังขึ้นเนื่องจากความถี่ของเสียงขนาดเท่าความถี่ของการสั่นของบานกระจกมากระทำต่อบานกระจกทำให้เกิดการสั่นอย่างรุนแรง ปรากฎการณ์นี้ไม่ถึงกับเป็นอันตราย แต่ในบางครั้งทำให้เกิดการตกใจ หรือกลัวขึ้นได้

คำถามที่ 5 การสั่นพ้องของเสียงในเครื่องดนตรีจะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเสียงมีลักษณะอย่างไร

           ตอบ เมื่อเกิดการสั่นพ้องคลื่นการกระจัด บริเวณที่เป็นปลายปิดหรือปลายตรึงจะต้องเป็นจุดบัพ เนื่องจากโมเลกุลที่นั่นสั่นไม่ได้ ส่วนปลายเปิดหรือปลายปล่อยต้องเป็นปฏิบัพ

คำถามที่ 6 การเกิดการสั่นพ้องของเสียงในท่อเกิดได้อย่างไร

           ตอบ ขณะเกิดการสั่นพ้อง การสั่นของโมเลกุลของอากาศในท่อจะทำให้ผนังของท่อเกิดการสั่นไปด้วยการสั่นของผนังท่อนี้จะทำให้เกิดเสียงเข้าหูเราเพิ่มขึ้นอีก

คำถามที่ 7  ถ้าเราทราบว่าเสียงดังครั้งแรกเป็นเศษหนึ่งส่วนสี่ของความยาวคลื่น ทำไมในการทดลองจึงต้องหาจุดที่มีความดังมากอย่างน้อยสองครั้ง

           ตอบ ในการเกิดเสียงการสั่นพ้องจริง ๆ เสียงดังครั้งแรกจะอยู่เหนือปากหลอดเล็กน้อยประมาณ 0.6 เท่าของรัศมีของท่อ ทำให้ใช้เป็นค่าความยาวคลื่นส่วนสี่ไม่ได้ จึงหาระยะระหว่างตำแหน่งที่เกิดการสั่นพ้องสองครั้งเป็นค่าความยาวคลื่นส่วนสอง

แหล่งที่มา

อดิชาต บ้วนกียาพันธ์. (2556). ฟิสิกส์ ม. 5 เล่ม 3. กรุงเทพฯ:ภูมิบัณฑิต

ปิยะ พละคช. (2560).  คลื่นนิ่งและการสั่นพ้อง. สืบค้นเมื่อ 1 มิถุนายน 2562, จาก https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7213-2017-06-11-04-00-08

           ในปัจจุบันเรามีเทคโนโลยีต่าง ๆ มากมายที่ช่วยให้เกิดการได้ยินเสียงได้เป็นบริเวณกว้างหรือระยะไกล ๆ มีการบันทึกเสียงแบบต่าง ๆ เพื่อเก็บไว้หรือนำไปถ่ายทอดในที่ต่าง ๆ ได้ ทั้งเพื่อผลทางธุรกิจตลอดจนการบันเทิงในรูปแบบต่าง ๆ ในที่นี้จะกล่าวถึงเครื่องเสียงแบบต่าง ๆ ดังนี้

โทรโข่ง

          โทรโข่ง หมายถึง วัตถุรูปกรวยอาจทำด้วยกระดาษหรือโลหะก็ได้ โทรโข่งจัดว่าเป็นเครื่องมือที่ช่วยส่งเสียงอย่างง่ายที่สุด เช่น ใช้กระดาษมาม้วนเป็นรูปกรวยแล้วพูดทางก้นกรวยก็จะช่วยให้เสียงดังกว่าปกติ และไปได้ไกลกว่าปกติ เนื่องจากคลื่นเสียงจะเคลื่อนที่ไปทิศทางเดียว และยังมีส่วนที่สะท้อนไปทางเดียวกันอีกด้วย

ชุดขยายเสียง

           ชุดขยายเสียงโดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ส่วน คือ ไมโครโฟน เครื่องขยาย และลำโพง

ไมโครโฟน

          ไมโครโฟน เป็นเครื่องมือรับเสียง แล้วเปลี่ยนคลื่นเสียงเป็นคลื่นไฟฟ้าตามลักษณะสัญญาณเสียงไมโครโฟนอาจมีเครื่องขยายขนาดเล็กติดอยู่ด้วยก็ได้ เพื่อให้ได้สัญญาณแรงขึ้น การออกแบบไมโครโฟนที่ดี จะต้องสามารถเปลี่ยนพลังเสียงได้ดี ตลอดย่านความถี่เสียง ซึ่งมีความจำกัดมาก จึงมีเทคโนโลยีหลายอย่างเกิดขึ้นเพื่อให้ได้สัญญาณสียง ที่ดีเหมือนต้นกำเนิดเสียง ดังนั้น จึงมีไมโครโฟนหลายชนิดที่มีคุณลักษณะไม่เหมือนกัน

เครื่องขยาย

          เครื่องชยาย เป็นส่วนที่ขยายสัญญาณไฟฟ้าตามลักษณะของเสียงให้มีขนาดใหญ่ขึ้นแล้วส่งต่อไปยังลำโพงส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องขยายคือ หลอดไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้ขยายสัญญาณโดยตรง ส่วนประกอบอื่น ๆ ก็จะเป็นส่วนช่วย เช่น หม้อแปลงสัญญาณ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุไฟฟ้า เป็นต้น

ภาพห้องเครื่องเสียง
ที่มา https://pixabay.com/ , DayronV

ลำโพง

          ลำโพง เป็นส่วนที่มีลักษณะเป็นกรวยกระดาษหรือพลาสติกเป็นลักษณะต่าง ๆ กันมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าตามลักษณะของเสียงให้เป็นการสั่นของกรวยกระดาษ ทำให้เกิดเสียงตามลักษณะของเสียงเดิมขึ้นด้วย ขนาดสัญญาณดังกว่าเสียงที่เข้าไมโครโฟนตามลักษณะการขยายลำโพงมีหลายแบบ ลำโพงขนาดเล็กที่เรียกว่าทวีตเตอร์จะให้เสียงแหลมลำโพงขนาดใหญ่เรียกว่าวูฟเฟอร์ จะให้เสียงทุ้ม นอกจากนี้ยังมีลำโพงเชิงซ้อน ซึ่งมีทั้งลำโพงเล็กและลำโพงใหญ่อยู่ด้วยกันอีกด้วย ตู้ลำโพงจัดว่าเป็นส่วนสำคัญในการให้เสียงด้วย

          เครื่องรับวิทยุ มีลักษณะเป็นเครื่องขยายเสียงแบบหนึ่ง โดยสายอากาศของเครื่องรับจะทำหน้าที่คล้ายไมโครโฟนรับสัญญาณเสียงในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่ภาคขยายและลำโพง ตามำดับ

          เทปบันทึกเสียง ในปัจจุบันนี้การบันทึกด้วยเทปแม่เหล็กได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในทุก ๆ ด้านทั้งทางธุรกิจ การศึกษา และการบันเทิง เป็นต้น

          ส่วนสำคัญที่ใช้สำหรับการบันทึกเทปและเล่นเทปก็คือหัวอัดและหัวเล่นเทป ซึ่งมีลักษณะเป็นแท่งแม่เหล็กไฟฟ้าและแผ่นเทป ที่หัวอัดสัญญาณไฟฟ้าในลักษณะของสัญญาณเสียงจากไมโครโฟนและเครื่องขยายจะทำให้แม่เหล็กไฟฟ้ามีความแรงต่าง ๆ กันตามสัญญาณเสียง เมื่อแผ่นเทปซึ่งมีโมเลกุลของสารแม่เหล็กเรียงอยู่อย่างสม่ำเสมอผ่านเข้ามา โมเลกุลสารแม่เหล็กก็จะถูกรบกวนให้เป็นแม่เหล็กในลักษณะตามสัญญาณเสียง เมื่อเทปที่อัดแล้วนี้ไปผ่านหัวเล่นเทปจะทำให้อำนาจแม่เหล็กของหัวเล่นเทปถูกรบกวนตามสัญญาณเสียงทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าส่งไปยังเครื่องขยายและเป็นเสียงเดิมที่ลำโพงตามลำดับ

แผ่นเสียง

          แผ่นเสียงใช้วิธีบันทึกโดยการให้สัญญาณไฟฟ้าตามลักษณะของเสียง ทำให้เกิดร่องลึกหรือตื้นบนแผ่นแม่แบบเป็นวง ๆ รอบแผ่น แล้วนำแม่แบบไปปั้มแผ่นเสียงอีกต่อหนึ่ง ในการเล่นแผ่นเสียงก็ใช้เข็มซึ่งต่ออยู่กับขดลวดในสนามแม่เหล็กเล็ก ๆ ที่หัวเล่นแผ่นเสียงหมุนไปตามร่องลึกตื้น ทำให้ขดลวดสั่นในสนามแม่เหล็กเกิดสัญญาณไฟฟ้าตามสัญญาณเสียงส่งไปยังเครื่องขยายและลำโพงตามลำดับ แผ่นเสียงในลักษณะที่กล่าวข้างต้นในปัจจุบันนี้มีการใช้กันน้อย แผ่นเสียงในปัจจุบันมีลักษณะเป็นแผ่นแม่เหล็กที่เรียกว่า คอมแพคดิสท์ เช่นเดียวกับแผ่นดิสท์ของคอมพิวเตอร์ ใช้วิธีบันทึกเป็นสัญญาณแม่เหล็กลักษณะคล้ายกับเทปบันทึกเสียงบนแผ่นแม่เหล็กซึ่งถูกแบ่งเป็นส่วน ๆ อย่างละเอียดไว้แล้ว

แถบเสียง

          แถบเสียง เป็นการบันทึกเสียงอีกรูปแบบหนึ่งโดยบันทึกเสียงไว้ในรูปของความเข้มในลักษณะดำมากดำน้อยบนแถบโปร่งใส เมื่อจะเปลี่ยนกลับเป็นสัญญาณเสียงก็ใช้แสงส่องแผ่นแถบโปร่งใสซึ่งมีลักษณะความเข้มตามสัญญาณเสียงไปยังโฟโตเซล ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณแสงตามลักษณะความเข้มเป็นสัญญาณไฟฟ้าตามเสียงส่งไปขยายแล้วส่งต่อไปยังลำโพงให้เสียงออกมาได้

โทรศัพท์

          โทรศัพท์ เป็นเครื่องมือส่งเสียงตามสายไฟฟ้า เป็นรูปของสัญญาณไฟฟ้า โทรศัพท์ ประกอบไปด้วยเครื่องพูดทำหน้าที่เป็นไมโครโฟน และหูฟังทำหน้าที่เป็นลำโพง หลักการของโทรศัพท์ใช้วิธีเปลี่ยนสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า แล้วทำการขยายส่งไปยังชุมสายซึ่งมีเครื่องเลือกสัญญาณส่งต่อไปยังผู้ฟังโดยส่งสัญญาณเข้าด้านหูฟังซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากลับเป็นสัญญาณเสียง

การส่งเสียงระยะไกลโดยไม่ใช้สาย

          การส่งเสียงระยะไกลโดยไม่ใช้สาย เป็นการส่งในลักษณะสัญญาณของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุหรือไมโครเวฟ โดยมีสถานีถ่ายทอดหรือใช้ถ่ายทอดผ่านดาวเทียมแล้วเปลี่ยนกลับมาเป็นรูปสัญญาณไฟฟ้าและสัญญาณเสียงที่เครื่องรับตามลำดับ

เครื่องรับวิทยุ

          เครื่องรับวิทยุ คือวงจรอีเล็กทรอนิกซึ่งรับสัญญาณเข้ามาทางสายอากาศ โดยใช้การกรองด้วยอีเล็กทรอนิก electronic filters เพื่อแยกสัญญาณวิทยุเฉพาะช่วงที่ต้องการออกจากสัญญาณอื่นที่รับเข้ามาทางสายอากาศ แล้วขยายมันให้ถึงระดับที่เหมาะสมในการใช้ในกระบวนการอื่นต่อไป  และในที่สุดจะแยกคลื่นที่เป็นข้อมูลกลับออกมา demodulation และถอดรหัส decoding สัญญาณให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถใช้งานได้สะดวก

แหล่งที่มา

อดิชาต บ้วนกียาพันธ์. (2556). ฟิสิกส์ ม. 5 เล่ม 3. กรุงเทพฯ:ภูมิบัณฑิต

ณัฐสุดา  ยางขันธ์  และคณะ. (2559).  เครื่องเสียงและเครื่องขยายเสียง. สืบค้นเมื่อ 1 มิถุนายน 2562, จาก https://pang00233gmailcom.wordpress.com/2016/02/21/อุปกรณ์ที่ใช้ในการนำเส/