การสั่นและคลื่นเสียง
SHOCK WAVES หรือ ชอร์กเวฟชอร์กเวฟเกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่นหรือเร็วกว่า จะเกิดปรากฎการณ์ที่ว่าสันคลื่นไม่สามารถที่จะเคลื่อนที่ออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง โดยถ้าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ได้เท่ากับความเร็วของคลื่น สันคลื่นจะเกิดการซ้อนกัน เสริมกันกลายเป็นแอมพลิจูดขนาดใหญ่เรียกว่า ชอร์กเวฟ และเมื่อแหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่น สันคลื่นจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย โดยมีมุม = sin-1(v/u) อัตราส่วน u/v เรียกว่า เลขมัค (Mach number) ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้บ่อยมากในสถานการณ์ต่างๆกัน ดังเช่น โซนิกบูม คือ ชอร์กเวฟประเภทหนึ่งของเครื่องบินที่วิ่งเร็วเหนือเสียง คลื่นที่เกิดหลังเรือเร็วก็เป็นชอร์กเวฟอีกประเภทหนึ่ง นอกอวกาศก็สามารถจะเกิดชอร์กเวฟได้ อย่างเช่น ลมสุริยะที่วิ่งด้วยความเร็วสูงเข้าชนสนามแม่เหล็กโลก เป็นต้น
a) เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของคลื่น สันคลื่นจะรวมกันอยู่ที่ยอดก่อให้เกิดชอร์กเวฟขึ้น b) ชอร์กเวฟเกิดขึ้นได้อีกกรณีหนึ่งเมื่อความเร็วของแหล่งกำเนิดเสียง u มากกว่าความเร็วของคลื่น v ในช่วงระยะเวลา หน้าคลื่นจะเคลื่อนที่ได้เป็นระยะ แต่แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ได้ระยะทางมากกว่า คือ ชอร์กเวฟจะฟอร์มตัวเป็นรูปกรวย โดยมีมุม = sin-1(v/u)
ค ลื่ นเ สี ย ง
เสียงเกิดจาก การสั่นของวัตถุ เราสามารถทำให้วัตถุสั่นด้วยวิธีการ ดีด สี ตีและเป่า เมื่อแผล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้โมเลกุลอากาศสั่นตามไปด้วยความถี่เท่ากับการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียงเกิดเป็นช่วงอัดช่วงยายของโมเลกุลของอากาศ ซึ่งพลังงานของการสั่นจะแผ่ออกไปรอบๆแหล่งกำเนิดเสียงตรงกลางส่วนอัดและตรงกลางส่วนขยายโมเลกุลอากาศจะไม่มีการเคลื่อนที่(การกระจัดเป็นศูนย์)/ แต่ตรงกลางส่วนอัดความดันอากาศจะมากและตรงกลางส่วนขยายความดันอากาศจะน้อยมากดังนั้นคลื่นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาวเพราะโมเลกุลของอากาศจะสั่นในทิศเดียวกับทิศที่เสียงเคลื่อนที่ไปความดังของเสียงจะขึ้นอยู่กับช่วงกว้างของการสั่น(แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดมากเสียงจะดังมาก การเปลี่ยนความดันอากาศนี้สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า จนถึง หูของ ผู้ฟังทำให้ได้ยินเสียง
รูปแสดงการเกิดคลื่นเสียงจากการสั่นของสายกีต้า เพียง 1 ทิศทาง
แหล่งกำเนิดคลื่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วเสียง
v source = v sound (Mach 1 ) จ่อที่กำแพงเสียงเมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสียง (v s = v หรือ Mach 1 ) หน้าคลื่นทางขวาจะถูกอัดกันอยู่ทางด้านหน้า เป็นแนวเส้นโค้ง ทำให้หน้าคลื่นเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน ความดันของคลื่นเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย เรียกว่า คลื่นกระแทก ( shock wave)
ภาพบนคือลูกปืนที่วิ่งด้วยความเร็ว Mach 1.01 จะเห็นคลื่นกระแทกเป็นแนวโค้งหน้าลูกปืนอย่างชัดเจน
การทดลองเสมือนจริง
เสียง
ข้อสำคัญ การทดลองนี้ต้องใช้โปรแกรมShockwave ถ้าไม่สามารถเห็นภาพได้ต้องดาวโลด Shockwave จึงจะสามารถเล่นได้พร้อมทั้งมีเสียงประกอบด้วย
ทฤษฎีเรื่องบีตส์
การเกิดบีตส์ (Beat) เป็นปรากฎการณ์จากการแทรกสอดของคลื่นเสียง 2 ขบวน ที่มีความถี่แตกต่างกันเล็กน้อย และเคลื่อนที่อยู่ในแนวเดียวกันเกิดการรวมคลื่นเป็นคลื่นเดียวกัน ทำให้แอมพลิจูดเปลี่ยนไป เป็นผลทำให้เกิดเสียงดังเสียงค่อยสลับกันไปด้วยความถี่ค่าหนึ่ง กดที่ภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง ถ้าทดลองไม่ได้ให้ดาวโลด shockwave player
