สรุป ฟิสิกส์กลางภาค ม.5

ถ้าใครกำลังทบทวน “เรื่องเสียง” ก่อนสอบกลางภาค ม.5 เราว่าเก็บ 3 หัวข้อนี้ให้แน่นจะทำโจทย์ได้ค่อนข้างครอบคลุมเลย คือ (1) สูตรเสียงพื้นฐาน (2) ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วเสียง (3) การสะท้อนของเสียง + เสียงก้อง 1) สูตรเสียงที่เจอบ่อย (และชอบออกสอบ) - ความเร็ว (อัตราเร็วเสียง) แบบการเคลื่อนที่ทั่วไป: v = s/t ใช้เวลามีระยะทางชัดๆ เช่น เสียงเดินทางไป-กลับ - ความเร็วเสียงสัมพันธ์กับความถี่และความยาวคลื่น: v = fλ อันนี้ใช้กับคลื่นเสียงโดยตรง ทริคที่เราใช้จำ: “v คือความเร็วของคลื่นในตัวกลาง” ดังนั้นถ้าตัวกลางเดิม (เช่น อากาศเหมือนเดิม) v มักคงที่ แต่ f กับ λ จะเปลี่ยนสวนกันได้ 2) ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วเสียง ออกสอบบ่อยมากว่า “เสียงเดินทางเร็วขึ้น/ช้าลงเพราะอะไร” สรุปสั้นๆ คือ - ตัวกลาง: โดยทั่วไปของแข็ง > ของเหลว > แก๊ส (เสียงเดินทางเร็วกว่าในตัวกลางที่อนุภาคอยู่ใกล้กันและถ่ายทอดการสั่นได้ดี) - อุณหภูมิ (ในอากาศ): อุณหภูมิสูงขึ้น ความเร็วเสียงเพิ่มขึ้น สูตรที่เราใช้บ่อยในห้องสอบคือ V = 331 + 0.6t (หน่วย m/s) โดย t เป็นองศาเซลเซียส ตัวอย่างจำง่าย: ถ้า t = 20°C ⇒ V ≈ 331 + 12 = 343 m/s (เลขนี้เจอบ่อยมาก) ข้อควรระวัง: อย่าเผลอเอา t เป็นเคลวินมาแทน เพราะสูตรนี้ออกแบบให้ใส่ “องศาเซลเซียส” 3) การสะท้อนของเสียง & เสียงก้อง (Echo) การสะท้อนเกิดเมื่อเสียงไปกระทบผิวกั้นแล้วสะท้อนกลับ หลักคิดเหมือนแสงคือ “มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน” (ในเชิงแนวคิด) - เสียงก้อง (Echo) จะได้ยินแยกเป็น 2 เสียงชัดๆ เมื่อเสียงสะท้อนกลับมาช้ากว่าเสียงเดิมเกิน 0.1 วินาที วิธีทำโจทย์ที่เราชอบ: ถ้าเป็นเสียงก้อง มักให้ระยะถึงกำแพง d แล้วเสียงไป-กลับระยะทางรวมเป็น 2d ดังนั้นเวลา t = 2d / v เงื่อนไขเสียงก้องคือ t > 0.1 ⇒ 2d / v > 0.1 ย้ายข้างจะได้ d > 0.05v ถ้าใช้อากาศประมาณ v ≈ 340 m/s ⇒ d > 17 m ถึงจะเริ่มได้ยินก้องชัดๆ สรุปก่อนเข้าห้องสอบ: จำ v=s/t กับ v=fλ ให้คล่อง, จำว่า “ตัวกลาง+อุณหภูมิ” เป็นตัวคุมอัตราเร็วเสียง และทำโจทย์ Echo ให้ชินกับระยะไป-กลับ 2d แค่นี้คะแนนพาร์ตเสียงมักเก็บได้เยอะขึ้นเลย