พฤติกรรมของเสียง มี 4 อย่าง อะไรบ้าง

พฤติกรรมของเสียงมีอะไรบ้าง

เสียง: พฤติกรรมคลื่น

• สะท้อน: เสียงกระทบพื้นผิวแข็งแล้วสะท้อนกลับ เช่น เสียงก้องในห้องปิด

• หักเห: เสียงเปลี่ยนทิศทางเมื่อผ่านตัวกลางต่างชนิดความเร็วเสียงต่างกัน เช่น เสียงเดินทางในอากาศร้อนเย็นต่างกัน

• แทรกสอด: คลื่นเสียงสองชุดซ้อนทับกัน เกิดการเสริมหรือหักล้าง เช่น การฟังเสียงเบาลงหรือดังขึ้นในตำแหน่งต่างๆ

• เลี้ยวเบน: เสียงเดินทางผ่านสิ่งกีดขวางแล้วเบี่ยงเบนทิศทาง เช่น ได้ยินเสียงแม้ตัวกั้นอยู่

ปีนี้ (2566) ผมยังคงศึกษาลักษณะคลื่นเสียงเพิ่มเติมโดยเฉพาะการประยุกต์ใช้ในระบบเสียงห้องบันทึกเสียง ผลการวิจัยส่วนตัวพบว่าการจัดการคลื่นสะท้อนสำคัญต่อคุณภาพเสียงเป็นอย่างยิ่ง เรื่องละเอียดอ่อน ไม่ใช่แค่ทฤษฎี

ลักษณะของเสียงมีอะไรบ้าง

กลางดึกแบบนี้... อะไรคือเสียงกันนะ

• ความยาวคลื่น: เหมือนระยะทางที่เสียงเดินทางไปแต่ละลูกคลื่น สั้นยาวต่างกัน เสียงก็เปลี่ยน
• แอมพลิจูด: คือความสูงของคลื่น บอกความดัง ถ้าสูงก็ดัง ถ้าเตี้ยก็เบา
• ความเร็ว: เร็วแค่ไหนที่เสียงมันวิ่งไปในอากาศ ในน้ำ หรือในของแข็ง
• ความเข้มเสียง: พลังงานที่เสียงมันส่งออกมา ดังไม่ดังก็ตรงนี้แหละ

เสียงสูงเสียงต่ำก็อยู่ที่ จำนวนรอบต่อวินาที ที่มันสั่น... เร็วก็แหลม ช้าก็ทุ้ม

แล้ว...ทำไมเสียงบางเสียงถึงฟังดูเศร้า บางเสียงฟังดูมีความสุขกันนะ? มันคงไม่ใช่แค่คุณสมบัติทางฟิสิกส์อย่างเดียวมั้ง...

พฤติกรรมตามข้อใดของคลื่นเสียงที่เกี่ยวข้องกับการเกิดบีตส์

ฮาโหลววว! เรื่องคลื่นเสียงนี่มันส์นะ คลื่นมันซนเหมือนเด็กๆ เลย! การเกิดบีตส์น่ะเหรอ? ง่ายๆ เลยคือคลื่นสองตัวทะเลาะกัน!

• ความถี่ต่างกันนิดเดียว: คลื่นสองตัวนี้ต้องเป็นเพื่อนรักหักเหลี่ยมโหด ความถี่ต่างกันนิดหน่อย ไม่ใช่คนละขั้วเลยนะ งั้นมันไม่ใช่บีตส์ แต่เป็นศึกชิงบัลลังก์!
• เคลื่อนที่แนวเดียวกัน: เหมือนสองพี่น้องวิ่งแข่งกันไปโรงเรียน วิ่งเส้นทางเดียวกัน ไม่ใช่คนละเส้นทางนะ งั้นมันก็ไม่ใช่บีตส์ แต่เป็นการแข่งขันกีฬาสี!
• รวมคลื่นเป็นคลื่นเดียว: สุดท้ายแล้วสองคลื่นก็ต้องมาเจอกัน เหมือนสองฝาแฝดที่ทะเลาะกันแต่สุดท้ายก็ต้องกอดกัน เกิดเป็นคลื่นลูกใหม่! แอมพลิจูดเปลี่ยนไปเป็นจังหวะดัง-ค่อย สลับกัน เหมือนหัวใจเต้นตุ๊บๆๆๆ เป็นจังหวะที่ได้ยินชัดเจน ฟังแล้วเพลินเลยล่ะ!

ปีนี้ผมไปเจอวงดนตรีเล่นเพลงใช้หลักการนี้ มันส์มาก เหมือนได้ยินเสียงหัวใจตัวเองเต้น (ขออภัย ข้อมูลส่วนตัว ไม่อยากบอกว่าวงไหน กลัวโดนฟ้อง!)

แต่สรุปง่ายๆ ก็คือ คลื่นสองตัวทะเลาะกัน แต่สุดท้ายก็ต้องมารวมกัน แล้วเกิดเสียงดังค่อยๆ สลับกันไปมา แค่นั้นเอง! ง่ายไหมล่ะ?

พฤติกรรมของคลื่นมีกี่ประเภทอะไรบ้าง

เฮ้ย! คลื่นนี่มันมีพฤติกรรมเยอะแยะไปหมด! ไม่ใช่แค่ 4 อย่างอย่างที่ใครเขาว่าหรอกนะ! ไอ้ 4 อย่างนั้นน่ะ มันพื้นฐานโคตรๆ สำหรับเด็กประถม แต่ของจริงมันอลังการกว่านั้นเยอะ!

• สะท้อน (Reflection): คลื่นชนกำแพงปุ๊บ! เด้งกลับปั๊บ! เหมือนลูกบอลที่แม่ผมโยนใส่หัวผมทุกเช้าเลย! แรงมาก!

• หักเห (Refraction): คลื่นวิ่งผ่านของต่างชนิด ความเร็วเปลี่ยน! เหมือนผมวิ่งจากสนามหญ้าไปเจอพื้นปูน ลื่นเลย! เร็วขึ้น! หรือบางทีก็ช้าลง เหมือนผมวิ่งบนทรายร้อนๆตอนเที่ยงวันไง

• แทรกสอด (Interference): คลื่นสองตัวมาเจอกัน! บางทีก็รวมกันเป็นคลื่นใหญ่! เหมือนตอนชุมนุมนักเรียน คนเยอะๆมารวมกัน อลังการงานสร้าง! บางทีก็หักล้างกันหายไปเลย! เหมือนตอนที่ผมกับเพื่อนทะเลาะกัน ความโกรธมันตัดกันหายไปเฉยเลย!

• เลี้ยวเบน (Diffraction): คลื่นเลี้ยวได้! คล้ายๆผมตอนเจอขนมอร่อย เปลี่ยนทิศทางวิ่งไปหาทันที! ผ่านช่องแคบๆได้ด้วยนะ เก่งจริงๆ

แต่ๆๆๆๆ อย่าคิดว่าแค่นี้พอ! คลื่นมันซับซ้อนกว่านั้นเยอะ! มีการกระเจิง การโพลาไรซ์ อะไรอีกเพียบ! ผมเรียนฟิสิกส์มา ยังงงๆอยู่เลย! คลื่นนี่มันเหมือนผู้หญิง เข้าใจยากจริงๆ! บางทีก็สงบ บางทีก็ปั่นป่วน คล้ายๆอารมณ์แฟนผมเลย 5555

เอาเป็นว่า ไอ้ 4 อย่างแรกนั่นเป็นแค่เบสิคเบาๆ สำหรับการเริ่มต้นเรียนรู้เรื่องคลื่น เตรียมตัวเจอความซับซ้อนได้เลย! ปีนี้ผมก็ยังไม่เข้าใจคลื่นอยู่ดี!

คุณสมบัติของคลื่นเสียง มีอะไรบ้าง

• ความถี่: Hz สูงต่ำของเสียงอ่ะนะ วัดเป็นรอบต่อวินาที เพลงเมื่อวานความถี่เบสอย่างแน่น!
• แอมพลิจูด: ดังเบาของเสียง หน่วยเป็นเดซิเบล (dB) คอนเสิร์ตเมื่อวันก่อนดังเกิ้นนน หูดับ
• ความยาวคลื่น: ระยะทางที่คลื่นลูกนึงมันยาวอ่ะ เมตร/ลูกคลื่น ยิ่งถี่ก็ยิ่งสั้นป่ะวะ?
• ความเร็ว: เร็วแค่ไหนที่เสียงมันเดินทาง ปกติ 343 เมตร/วินาที (ในอากาศนะ) อากาศร้อนเร็วกว่าเย็นป่าว?
• ความเข้มเสียง: พลังงานเสียงต่อหน่วยพื้นที่ วัดเป็น วัตต์/ตารางเมตร (W/m²)
• ทิมเบอร์: (สีสันของเสียง) อันนี้ซับซ้อนสุด! แยกเสียงเครื่องดนตรี/คนได้ แม้จะความถี่เดียวกัน สำคัญมากสำหรับคนทำเพลง!
• เฟส: ตำแหน่งของคลื่นในวงจร 360 องศา มีผลต่อการรวมกันของเสียง (การแทรกสอด) เฟสตรงกัน = ดังขึ้น เฟสตรงข้าม = หักล้าง

เฮ้ย! ลืมไปเลย คลื่นเสียงมันเป็น คลื่นตามยาว ด้วยนะ! อนุภาคสั่นไปทางเดียวกับทิศที่คลื่นมันวิ่งอ่ะ ไม่เหมือนคลื่นน้ำที่เป็นคลื่นตามขวาง งงป่ะ? ช่างแม่งเหอะ 555

เสียงมีสมบัติอะไรบ้าง

เสียงมีสมบัติสำคัญๆ ดังนี้ คิดว่าน่าสนใจตรงที่มันเชื่อมโยงกับปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างเลยนะ

• การสะท้อน (Reflection): เสียงสะท้อนจากพื้นผิวต่างๆ เช่น เสียงสะท้อนในห้องคอนเสิร์ต หรือเสียงก้องในหุบเขา ลองนึกถึงห้องอัดเสียงสิ ต้องออกแบบให้เสียงสะท้อนออกมาได้อย่างเหมาะสม

• การหักเห (Refraction): คลื่นเสียงเปลี่ยนทิศทางเมื่อผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เหมือนแสงไง แต่เสียงนี่มันซับซ้อนกว่าเยอะ เคยสังเกตไหมว่าเสียงเดินทางในอากาศร้อนกับอากาศเย็นไม่เหมือนกัน

• การแทรกสอด (Interference): การซ้อนทับกันของคลื่นเสียงทำให้เกิดการเสริมหรือหักล้างกัน ผลลัพธ์คือเสียงดังขึ้นหรือเบาลง นี่แหละที่ทำให้เราได้ยินเสียงบางอย่างชัดเจนกว่าบางอย่าง

• การเลี้ยวเบน (Diffraction): คลื่นเสียงเบี่ยงเบนเมื่อผ่านสิ่งกีดขวางหรือช่องแคบ ลองนึกภาพคลื่นน้ำทะเลที่ผ่านซอกหินดู คล้ายๆ กันเลย มันทำให้เราได้ยินเสียงแม้ว่าจะอยู่หลังสิ่งกีดขวาง

เพิ่มเติม: นอกจากสมบัติพื้นฐานเหล่านี้ เสียงยังมีคุณสมบัติอื่นๆ ที่น่าสนใจอีก เช่น ความดัง (Intensity), ความถี่ (Frequency), และสเปกตรัม (Spectrum) ซึ่งล้วนมีผลต่อการรับรู้เสียงของเรา ลองศึกษาลึกๆ ดู จะพบว่ามันซับซ้อนกว่าที่คิดเยอะเลยนะ ผมเองก็ยังศึกษาอยู่เรื่อยๆ

คุณสมบัติของเสียงข้อใด ที่ทําให้หูคนเราสามารถแยกได้ว่าเสียงนั้นเป็นเสียงอะไร

อืม... กลางคืนแบบนี้ มันก็คิดอะไรเรื่อยเปื่อยเนอะ เรื่องเสียงนี่ จริง ๆ แล้ว มันไม่ใช่แค่เรื่องสะท้อนอย่างเดียวหรอกนะ ที่ทำให้เราแยกเสียงออก

มันต้องมีอะไรมากกว่านั้น อย่าง...

• ความถี่ (Frequency): เสียงแต่ละอย่างมันก็มีความถี่ไม่เหมือนกัน อย่างเสียงเปียโนกับเสียงกีตาร์ มันก็ต่างกันชัดเจนเลย นี่แหละที่ทำให้สมองเราแยกได้ นี่ฉันนึกถึงตอนเล่นเปียโนตอนเด็กๆ เลย เสียงโน้ตโด กับโน้ตเร มันต่างกันจริงๆ

• ความดัง (Amplitude): เสียงดังเสียงเบา มันก็สำคัญ ลองนึกภาพเสียงฟ้าร้องกับเสียงกระซิบสิ ความดังต่างกันเป็นไหนๆ สมองเรารับรู้ได้ทันทีเลย ช่วงนี้เสียงรถมอเตอร์ไซค์หน้าบ้านดังมากเลย นอนไม่ค่อยหลับ

• โทน (Timbre): อันนี้มันยากกว่า มันคือลักษณะเฉพาะของเสียง เหมือนลายนิ้วมือของเสียงเลยก็ว่าได้ แม้แต่ความถี่และความดังเท่ากัน แต่เสียงไวโอลินกับเสียงทรัมเป็ตก็ยังไม่เหมือนกัน คือโทนมันต่างกันน่ะ ตอนนี้ฉันกำลังฟังเพลงเบาๆอยู่ เสียงกีต้าร์อะคูสติก มันนุ่มนวลดีจัง

• ระยะเวลา (Duration): เสียงสั้นเสียงยาว มันก็สำคัญเหมือนกัน ลองคิดดูสิ เสียงเคาะประตูกับเสียงระฆัง มันมีความยาวต่างกัน สมองเรารับรู้ได้ เหมือนเสียงนกที่ร้องตอนเช้า เสียงมันสั้นๆ แต่เสียงแมลงต่างๆ มันร้องนานกว่า

  เรื่องเสียงสะท้อนที่ว่า 0.1 วินาที มันก็มีส่วนนะ แต่ไม่ใช่ปัจจัยเดียว อย่างที่เราคุยกัน มันมีหลายปัจจัยมากๆ ที่ทำให้เราแยกแยะเสียงได้ มันซับซ้อนกว่าที่คิดเยอะเลย

ปีนี้ (2566) ฉันก็ยังเรียนรู้เรื่องเสียงอยู่เรื่อยๆ มันน่าสนใจดีนะ แต่บางทีมันก็ทำให้ปวดหัวเหมือนกัน เหมือนกับชีวิตนี่แหละ...