การคำนวณหา ความเร็วของเสียง

บทความ การคำนวณหา ความเร็วของเสียง

ความเร็วของเสียง
(Speed of Sound)

เสียง (Sound)

เมื่อคลื่นเสียงเดินทางผ่านอากาศโดยใช้ความเร็วในการเดินทาง เราสามารถหาความเร็วเสียงในอากาศได้จากสูตร

         เมื่อ V คือ ความเร็วเสียงในอากาศมีหน่วยเป็น เมตร/วินาที

                 t คือ อุณหภูมิในอากาศใช้หน่วย องศาเซลเซียส

                ยกตัวอย่างการหาความเร็วเสียงในอากาศ ในห้องที่มีอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส สามารถหาได้ดังนี้

ความเร็วเสียงในอากาศที่อุณหภูมิ 25°C มีค่าเท่ากับ 346 เมตร/วินาที

                ความเร็วเสียงในอากาศมีหน่วยเป็น เมตร ต่อ วินาที โดยสูตรคำนวณนี้สามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิไม่เกิน 45°C อัตราเร็วของเสียงนั้นขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิและความหนาแน่นในอากาศ ยิ่งอุณหภูมิสูงเสียงก็จะวิ่งได้เร็ว ความหนาแน่นมากเสียงก็จะวิ่งได้เร็วเช่นเดียวกัน

ความเร็วของเสียง
(Speed of Sound)

เสียง (Sound)

               อุณหภูมิ มีผลต่อความเร็วในการเดินทางของเสียง อุณหภูมิสูงเสียงจะเดินทางได้เร็วขึ้น อุณหภูมิต่ำเสียงจะเดินทางได้ช้าลง

ด้วยอุณหภูมิที่มีผลต่อความเร็วเสียง ทำให้เป็นส่วนสำคัญที่ต้องนำมาคำนึงถึงการออกแบบระบบเสียงในขั้นต่อไป เพราะในระบบเสียงกลางแจ้งขนาดใหญ่ มักจะใช้ลำโพงเป็นแหล่งกำเนิดเสียงหลายจุด การเดินทางของเสียงจากลำโพงตำแหน่งหนึ่งไปหาผู้ฟัง และลำโพงอีกตำแหน่งหนึ่งไปหาผู้ฟังเช่นเดียวกัน เมื่อตำแหน่งของลำโพงมีระยะทางที่ห่างจากผู้ฟังไม่เท่ากัน เสียงที่ออกจากลำโพงที่ใกล้ผู้ฟังที่สุด จะเดินทางมาถึงหูผู้ฟังก่อน จะทำให้ผู้ฟังได้ยินเสียงไม่พร้อมกัน จึงต้องมีการหน่วงสัญญาณเสียงของลำโพงที่ใกล้ผู้ฟังมากที่สุด เพื่อให้เสียงของลำโพงที่ใกล้ที่สุด รอเสียงของลำโพงที่ไกลกว่าเดินทางมาถึงแล้วปล่อยเสียงออกมาพร้อมกัน เมื่อเราทำเช่นนี้ในอุณหภูมิที่สูงในตอนกลางวัน อาจจะทำให้เสียงเดินทางมาพร้อมกันได้ แต่เมื่อตกกลางคืนอุณหภูมิลดต่ำลง ทำให้มีผลต่อความเร็วในการเดินทางของเสียง เสียงจะเดินทางช้าลง เราจึงต้องทำการคำนวณค่าเวลาในการเดินทางของเสียงใหม่ตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป จะสังเกตได้จากอุปกรณ์ระบบเสียง อย่างเช่น Speaker Processor เกือบทุกยี่ห้อ จะให้ใส่ค่าอุณหภูมิลงไป เพื่อความแม่นยำในการประมวณผล

                ความชื้น คือละอองน้ำเล็ก ๆ ที่รวมตัวในอากาศ มีผลโดยตรงต่อคุณภาพของเสียงที่ได้ยิน โดยปกติทั่วไปแล้วมนุษย์จะรู้สึกสบายตัวเมื่อมีค่าความชื่นอยู่ระหว่าง 40%RH – 60%RH ที่อุณหภูมิ 18 – 25 องศาเซลเซียส โดยปกติแล้วเมื่ออากาศเย็นลง ความชื้นในอากาศก็จะน้อยลง อุณหภูมิสูงความชื้นก็จะสูง ซึ่งความชื้นในอากาศจะมีผลต่อคุณภาพเสียงที่ได้ยิน โดยเฉพาะการได้ยินความถี่สูงจะเปลี่ยนไป

Environmental Effects: Humidity and Temperature

จากรูปที่ความชื้นในระดับต่าง ๆ จะเห็นได้ว่าเมื่อมีความชื้นมาก การสูญเสียของย่านความถี่เสียงสูงนั้นจะน้อยกว่าความชื้นต่ำ กราฟที่เห็นนั้นย่านความถี่สูงจะมีรูปแบบคล้าย ๆ การใส่ Low Pass Filter (โลว์พาสฟิลเตอร์)

                เวลาเรานำระบบเสียงไปใช้งานในพื้นที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ เราจะได้ยินเสียงแหลมลดลง ยิ่งตอนกลางวันที่มีอากาศร้อนอุณหภูมิสูงกว่าตอนกลางคืน เสียงความถี่สูงที่ได้ยินก็จะแตกต่างกันระหว่างช่วงเวลา นั่นเป็นเพราะความชื้นในอากาศที่ต่างกันนั่นเอง

การสูญเสียพลังงานของเสียง
(Sound transmission loss, TL)

เสียง (Sound)

               เสียงเดินทางด้วยแรงขับเคลื่อนจากการสั่นสะเทือน ทำให้โมเลกุลขยับเคลื่อนไปมา ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน ปัจจัยที่มีผลต่อการสูญเสียพลังงานของเสียงมีดังนี้

            ความชื้น มีผลโดยตรงต่อคุณภาพของเสียงย่านความถี่สูงที่ได้ยิน ความชื้นยิ่งสูง เสียงย่านความถี่สูงยังคงได้ยินชัดเจนเหมือนต้นฉบับจากแหล่งกำเหนิดเสียง เมื่อความชื้นลดต่ำลง คุณภาพของย่านความถี่สูงที่ได้ยินก็จะขาดความชัดเจน

            ระยะทาง มีผลโดยตรงต่อความดังเสียงที่ได้ยินทุกความถี่ ระยะทางยิ่งเพิ่มมากขึ้นเท่าไหร่ เสียงก็จะยิ่งเบาลงมากขึ้นเท่านั้น

               การดูดซับ สภาพแวดล้อมและวัสดุต่าง ๆ มีผลต่อการลดลงบางย่านความถี่ของเสียง เพราะวัสดุที่อยู่ในสถานที่เดียวกับแหล่งกำเหนิดเสียง มีผลต่อการลดลงของเสียงเป็นอย่างมาก เพราะไม่สามารถสะท้อนพลังงานของเสียงออกมาได้เต็มที่หลังจากที่เสียงเดินทางไปถึง จึงทำให้มีการดูดซับพลังงานเสียง และขนาดของห้องก็มีผลต่อการทำให้เสียงเบาลงหรือไม่ได้ยิน อันเกิดจากคลื่นเสียงขยับไปกระทบผนังและมีคลื่นสะท้อนกลับมาในด้านตรงข้ามกัน ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า เฟส (Phase)

ใครที่สนใจอยากทำอาชีพด้าน SOUND ENGINEER สามารถเข้าไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมตามหลักสูตรเหล่านี้ได้เลย

หรืออ่านบทความอื่น ๆ เพิ่มเติมเช่น

หรือ สนใจสอบถาม คอร์สเรียนและหลักสูตรต่าง ๆ สามารถสอบถามได้ที่

     โทรศัพท์ 02-550-6340, 064-198-2499

      Line : @liveforsound

      Email : sale@liveforsound.com

บทความโดย: ทรงพล แจ่มแจ้ง (SOUND ENGINEER)

รับติดตั้งระบบเสียง ห้องประชุม ร้านอาหาร ผับบาร์ ห้องคาราโอเกะ ห้องจัดเลี้ยง ระบบเสียงสนามกีฬา ระบบเสียงร้านกาแฟ สามารถปรึกษาทางทีมงาน LIVE FOR SOUND ได้ พร้อมรับตรวจเช็ค แก้ไขปัญหาระบบเสียงทุกรูปแบบ โดยทีมงานมืออาชีพ ที่มีประสบการณ์มากกว่า 15 ปี

แหล่งอ้างอิง

สอบถามข้อมูลการเรียนได้ทาง

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

ตั้งค่าความเป็นส่วนตัว

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

ยอมรับทั้งหมด
จัดการความเป็นส่วนตัว
  • เปิดใช้งานตลอด

บันทึกการตั้งค่า