องค์ประกอบของคลื่นเสียงมีอะไรบ้าง?

องค์ประกอบของคลื่นเสียงมีอะไรบ้าง?

องค์ประกอบของคลื่นเสียง
ประกอบไปด้วยอะไรบ้าง

องค์ประกอบของคลื่นเสียง ที่เราได้ยินอยู่นั้นมีองค์ประกอบที่รวมกันอยู่ 3 ส่วนดังต่อไปนี้

Frequency (ความถี่เสียง)

Frequency (ความถี่เสียง)

              เสียงที่เราได้ยินและบ่งบอกถึงเสียงสูง กลาง ต่ำ นั้นก็คือความถี่เสียง มันจะบอกถึงระดับเสียง (Pitch) ว่าเสียงที่เราได้ยินนั้นสูง (หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเสียงแหลม) ขนาดไหน ความถี่ที่เราวัดได้นั้นเราจะดูในช่วงเวลา 1 วินาทีว่าคลื่นเสียงมีการสั่นขึ้นลงกี่รอบ ถ้าคลื่นเสียงสั่นขึ้นลง 1000 รอบใน 1 วินาที นั่นเท่ากับว่า คลื่นความถี่นั้นมีความถี่ 1000Hz (1kHz) หน่วยวัดความถี่ทางเสียงเราใช้ค่า Hz เป็นหลัก ซึ่งหน่วยนี้เป็นชื่อของ Heinrich Rudolf Hertz นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้พิสูจน์ถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์เลยให้เกียรตินำชื่อมาตั้งเป็นหน่วยวัดความถี่ ถ้าคลื่นเสียงสั่นขึ้นลงใน 1 วินาที เราวัดค่าแล้วมีค่าน้อยนั่นแสดงว่าคือความถี่ต่ำ เราจะได้ยินเสียงทุ้ม เช่น ความถี่ 50Hz แล้วถ้าเราวัดคลื่นเสียงสั่นขึ้นลงใน 1 วินาที เราวัดค่าแล้วมีค่ามากนั่นแสดงว่าคือความถี่สูง เราจะได้ยินเสียงที่แหลมขึ้น เช่น ความถี่ 10000Hz หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า 10kHz ซึ่งหูของคนเราจะรับรู้ความถี่ได้ตั้งแต่ 20Hz – 20kHz แต่ระดับความดังที่รับได้แต่ละความถี่นั้นไม่เท่ากัน แต่เมื่ออายุมากขึ้นเราก็จะได้ยินความถี่เสียงสูงลดลงไปเรื่อย ๆ

ย่านความถี่แต่ละย่านความถี่นั้นสามารถทำให้เราแยกแยะได้ว่าเสียงนั้นคือเสียงอะไร โดยคุณลักษณะของความถี่แต่ละย่านความถี่นั้นให้อารมณ์ความรู้สึกที่แตกต่างกัน เพราะว่าแต่ละความถี่ที่เปล่งออกมานั้นมันจะมีความถี่ที่เรียกว่า ฮาร์มอนิค (Harmonic) เกิดขึ้นตามมาด้วย

Wavelength (ความยาวคลื่น)

Wavelength (ความยาวคลื่น)

คือระยะห่างระหว่างยอดคลื่นจากยอดคลื่นหนึ่งไปยังอีกยอดคลื่นหนึ่งโดยค่าที่ได้จะมีหน่วยเป็น เมตร หลาย ๆ ท่านคงจะคุ้นเคยและได้ยินคำ ๆ นี้บ่อย ๆ และอาจจะสงสัยว่าจะรู้ไปทำไมในเมื่อหูคนเราได้ยินแค่เสียงความถี่ที่เปล่งออกมาก็เพียงพอแล้วทำไมต้องมารู้ความยาวคลื่นให้เสียเวลาอีก เรามารู้จักความยาวคลื่นให้มากยิ่งขึ้นไปอีก

          λ Lambda (แลมด้า) เป็นอักษรกรีกโบราณที่นักฟิกสิกส์นำมาใช้เป็นสัญลักษณ์ความยาวคลื่น เราจะทราบได้อย่างไรว่าความยาวคลื่นเสียงเป็นเท่าไหร่แล้วทุกความถี่มีความยาวคลื่นเท่ากันหรือเปล่า ซึ่งการหาความยาวของคลื่นเสียงนั้นเราหาได้จากสูตร

λ = v/f

เมื่อ v เท่ากับความเร็วที่เสียงเดินทางในอากาศ นำมาหารด้วย f คือความถี่ที่เราจะหาความยาวคลื่น แน่นอนว่าความเร็วเสียงในอากาศนั้นจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ เมื่อในอุณหภูมิที่ต่างกัน ความเร็วเสียงก็ย่อมต่างกันทำให้ความยาวคลื่นนั้นเปลี่ยนตามไปด้วย เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน ความเร็วเสียงเปลี่ยน ความยาวคลื่นก็เปลี่ยนตามในทุก ๆ ความถี่เช่นกัน 

ยกตัวอย่างเช่นหูคนเรานั้นรับรู้ความถี่ได้ตั้งแต่ 20Hz – 20kHz หากเราจะหาความยาวคลื่นแต่ละความถี่ที่เราได้ยินเราก็ควรจะยึดความเร็วเสียงที่อุณหภูมิเดียวกัน เช่น ความยาวคลื่นของความถี่ 100Hz ที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส มีค่าเท่ากับ 3.4 เมตร ทำไมถึงได้ 3.4 เมตร? เพราะจากสูตรการหาความเร็วเสียงนั้นเราหาได้จาก v = 331 + 0.6t เราเอาค่า 331 มาบวกกับค่า 0.6 คูณด้วย t ซึ่ง t คืออุณหภูมิในที่นี้แทนค่าด้วย 15 องศาเซลเซียส เราจะได้ความเร็วเสียงมีค่าเท่ากับ 340 เมตรต่อวินาที

เราก็เอาความเร็วเสียงมาแทนค่าสูตรการหาความยาวคลื่นเสียง นั้นก็คือ λ = 340/100 ก็จะได้เท่ากับ 3.4 เมตร หากเราจะหาความยาวคลื่นเสียงความถี่อื่น ๆ เราก็เอามาแทนค่าตามสูตรได้เลยเพราะเรามีความเร็วเสียงอยู่แล้วฉะนั้นจะหาได้ไม่ยาก เช่นเราต้องการหาความยาวคลื่นเสียงของความถี่ 500Hz เราก็เอา 340 หารด้วย 500 ก็จะได้เท่ากับ 0.68 เมตร หากอุณหภูมิเปลี่ยนเราก็ต้องหาความความเร็วเสียงใหม่ เช่นอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ความเร็วเสียงก็จะมีค่าเท่ากับ 346 เมตรต่อวินาที เราหาความยาวคลื่นเสียงของความถี่ 100Hz ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียล ก็จะได้เท่ากับ 3.46 เมตร จะเห็นว่าความยาวคลื่นเสียงจะเพิ่มขึ้นไป 6 เซนติเมตร หรือความยาวคลื่นเสียงของความถี่ 500Hz ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะมีค่าเท่ากับ 0.692 เมตร พูดง่าย ๆ คือยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นความยาวคลื่นเสียงแต่ละความถี่จะยิ่งยาวขึ้นนั่นเอง

เสียงทุกความถี่ใช้เวลาเดินทางพร้อมกันหรือเปล่า?

หากเราดูจากสูตรการหาความยาวคลื่นนั้นจะรู้ได้เลยว่า การที่เราจะหาความยาวคลื่นได้นั้นเราต้องรู้ความเร็วเสียงก่อน ซึ่งแน่นอนว่าเราได้ยินเสียงจากตัวกลางที่เป็นอากาศและในสภาพอากาศของสถานที่ที่เรายืนฟังเสียงอยู่นั้นไม่มีทางที่อุณหภูมิจะไม่เท่ากัน ความเร็วเสียงทุกความถี่จึงมีค่าเท่ากัน เท่ากับว่าทุกความถี่เดินทางพร้อมกัน  ยกตัวอย่างเช่น หากเรากลับข้างสมการของการหาความยาวคลื่นเสียงจากตัวอย่างด้านบนเป็นการหาความเร็วเสียง เช่นความถี่ 100Hz มีความยาวคลื่นเสียง 3.4 เมตร นำมาคูณกันก็จะได้ 340 เมตร และความถี่ 500Hz มีความยาวคลื่นเสียง 0.68 เมตร นำมาคูณกันจะได้ 340 เมตร เห็นหรือเปล่าครับว่าความเร็วมันเท่ากัน แต่ที่ไม่เท่ากันก็คือความยาวคลื่นในการหมุนให้ครบ 1 รอบนั้นคือ 360 องศานั่นเอง 

Amplitude (แอมปลิจูด)

Amplitude (แอมปลิจูด)

ความดังเราจะไม่มีทางได้ยินความถี่ถ้าไม่มีความดังเข้ามาเกี่ยวข้อง Amplitude (แอมปลิจูด) นั้นบ่งบอกถึงความสูงของคลื่น ถ้าความสูงของคลื่นมากนั่นหมายความว่าความดังก็มากตามไปด้วย โดยปกติแล้วหูคนเราเริ่มรับรู้ความดังได้ตั้งแต่ 0dB และทนความดังได้สูงสุด 120dB หน่วยในการวัดความดังของเสียงนั้นมีค่าเป็นหน่วย Decibel (เดซิเบล) โดยหน่วยนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่   

Alexander Graham Bell

ขอบคุณภาพจาก biography.com

อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ (Alexander Graham Bell) นักวิทยาศาสตร์ผู้คิดค้นโทรศัพท์ที่เราใช้อยู่ทุกวันนี้ ซึ่งค่า Amplitude (แอมปลิจูด) นั้นเราวัดจากระยะจากท้องคลื่นถึงยอดคลื่น ถ้าหากเราวัดความดังที่ออกมาจากลำโพงนั้นเราต้องใช้เครื่องมือวัดที่เรียกว่า SPL Meter หรือถ้าเราจะวัดระดับสัญญาณเสียงในอุปกรณ์ว่ามีระดับความแรงเท่าไหร่เราต้องใช้ Scoop เป็นตัววัดความแรงของระดับสัญญาณ

ยังมีบทความดี ๆ เกี่ยวกับเสียงอีกหนึ่งบทความที่ควรอ่านคือ รู้จักกับคลื่นเสียง เพราะความรู้เรื่องเสียง มีผลอย่างมากกับ SOUND ENGINEER เพราะเป็นพื้นฐานในการทำงานและแก้ปัญหาต่าง ๆ เกี่ยวกับเสียง เช่น เสียงไมค์หวีดหอน สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเสียงหวีดหอนได้ที่นี่

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