แหล่งกําเนิดเสียงมีกี่ประเภท อะไรบ้าง

แหล่งเริ่มต้นของเสียงคืออะไร

จุดเริ่มต้นของเสียงทั้งหมดคือ การสั่นสะเทือน (Vibration) ของวัตถุใดๆ ก็ตาม เมื่อวัตถุสั่น มันจะไปผลักโมเลกุลของตัวกลางที่อยู่รอบๆ ทำให้เกิดเป็นคลื่นความดันที่แผ่ออกไป

คลื่นนี้ต้องอาศัยตัวกลางในการเดินทาง เสียงที่เราคุ้นเคยที่สุดคือ เสียงที่เดินทางผ่านอากาศ (Airborne Sound) ซึ่งก็คือการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านโมเลกุลอากาศมาถึงหูเรา เช่น เสียงพูดคุย เสียงดนตรี หรือเสียงฟ้าร้อง

แต่เสียงไม่ได้เดินทางผ่านอากาศได้อย่างเดียว มันเดินทางผ่านของแข็งได้ดีกว่าด้วยซ้ำ เราเรียกมันว่า เสียงที่เดินทางผ่านโครงสร้าง (Structure-borne Sound) ตัวอย่างคือเสียงคนเดินจากชั้นบน หรือเสียงเมื่อเราเอาหูแนบกับโต๊ะแล้วมีคนเคาะโต๊ะ

เอาเข้าจริง เสียงก็เหมือนการรบกวนความนิ่งของสสาร เป็นการถ่ายทอดพลังงานที่ทำให้เรารับรู้ถึงการมีอยู่ของสิ่งอื่น แม้จะมองไม่เห็น

ข้อเท็จจริงบางอย่างเกี่ยวกับกลไกของเสียง:

• ในอวกาศหรือสภาวะสุญญากาศจะไม่มีเสียง เพราะไม่มีโมเลกุลของตัวกลางให้คลื่นเสียงเดินทางผ่าน
• เสียงเดินทางในของแข็งได้เร็วกว่าในของเหลวและอากาศมาก ยกตัวอย่างเช่น ในอากาศเดินทางได้ประมาณ 343 เมตร/วินาที แต่ในเหล็กกล้าเดินทางได้เร็วถึง 5,960 เมตร/วินาที
• การสั่นที่เร็วหรือช้ากำหนดความถี่ของเสียง (หน่วยเป็นเฮิรตซ์) ซึ่งมนุษย์รับรู้เป็นเสียงสูงหรือเสียงต่ำ หูของเราได้ยินแค่ช่วงความถี่หนึ่งเท่านั้น
• มีการสั่นสะเทือนอีกมากมายที่อยู่ต่ำกว่า (Infrasound) หรือสูงกว่า (Ultrasound) ช่วงที่มนุษย์ได้ยิน เช่น เสียงที่ช้างหรือค้างคาวใช้สื่อสารกัน

แหล่งกําเนิดเสียงของมนุษย์ อยู่ที่ใด

เสียงมนุษย์นี่มันดังออกมาจาก กล่องเสียง จ้า ที่อยู่ตรงคอเนี่ยแหละ!

เหมือนนักร้องที่ต้องมีไมค์ใช่ไหมล่ะ? กล่องเสียงเราก็เหมือนไมค์ชั้นดีที่ สั่น พอกเราพูด พอหายใจเข้า พอกลั้นหายใจ มันก็สั่นไปเรื่อย

แล้วไอ้เสียงที่สั่นเนี่ย มันก็พุ่งปรี๊ดๆ ไปที่หูเรา ผ่านอะไร? ผ่าน อากาศ ไง! อากาศบ้านเราเนี่ยแหละตัวดี วิ่งไปทั่วทิศ

ข้อมูลแน่นๆ ให้รู้ไว้:

• กล่องเสียง (Larynx): ไม่ใช่แค่กล่องธรรมดานะ มันเหมือนวงออเคสตราเล็กๆ มีเส้นเสียง (Vocal cords) เป็นพระเอก คอยสั่นเป็นจังหวะ
• การสั่น: เส้นเสียงจะขยับเข้า-ออกเร็วมากเป็นร้อยๆ ครั้งต่อวินาที ทำให้เกิดคลื่นเสียง
• ตัวกลาง: อากาศนี่แหละตัวส่งสารวิ่งปรู๊ด! เหมือนเพลงที่เราเปิดจากลำโพงแล้วมันไปเข้าหูเรานั่นแหละ
• การได้ยิน: พอคลื่นเสียงไปถึงหู มันก็ไปกระตุ้นเยื่อแก้วหู สั่นๆ ต่อไปเรื่อยๆ แล้วสมองก็แปลผลออกมาเป็นเสียงที่เราได้ยินไงจ๊ะ!

องค์ประกอบที่ทำให้เกิดเสียงมีอะไรบ้าง?

เสียงมันจะเกิดได้ไงถ้าไม่มีอะไรสั่น นั่นแหละประเด็นแรกเลย แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน คือหัวใจหลัก เส้นเสียงคนเรานี่แหละตัวดีเลย หรือสายกีตาร์ตอนดีดอะ กลองที่โดนตีก็ใช่

แล้วการสั่นมันจะมาถึงหูเราได้ไง มันต้องมีตัวกลางพามาดิ สื่อกลาง คือสิ่งที่สอง อากาศไงหลักๆ เลยที่คลื่นเสียงมันวิ่งผ่าน ถ้าในอวกาศที่ไม่มีอากาศก็จะเงียบกริบเลย ในน้ำก็ได้นะ ของแข็งก็ยังได้

สุดท้ายก็ต้องมีคนรับ... หรืออะไรซักอย่างที่รับคลื่นพวกนั้น ตัวรับเสียง ที่ชัดสุดก็หูเรานี่แหละ พอคลื่นเสียงมากระทบแก้วหู มันก็แปลงเป็นสัญญาณให้สมองเข้าใจว่าเป็นเสียง

เออ แล้วเสียงสูงเสียงต่ำล่ะ? มันอยู่ที่ความเร็วในการสั่น ถ้าสั่นเร็วๆ ถี่ๆ เสียงก็จะแหลมสูง อันนี้เรียกว่า ความถี่ (Frequency) ส่วนดัง-เบา มันคือความแรงของการสั่น สั่นแรงก็ดัง สั่นเบาก็ค่อย อันนี้คือ แอมพลิจูด (Amplitude)

สรุปเป็นข้อๆ แบบกันลืมดีกว่า

• แหล่งกำเนิดเสียง (Source): ต้องมีการสั่นสะเทือน เช่น การดีด ตี เป่า หรือการสั่นของเส้นเสียงในลำคอ
• ตัวกลาง (Medium): คลื่นเสียงต้องอาศัยตัวกลางในการเดินทาง ที่ใช้บ่อยสุดคืออากาศ แต่ของเหลวกับของแข็งก็เป็นตัวกลางได้เหมือนกัน ในสุญญากาศเลยไม่มีเสียง
• ตัวรับเสียง (Receiver): อวัยวะรับเสียงอย่างหูของคนหรือสัตว์ หรือจะเป็นอุปกรณ์อย่างไมโครโฟนก็ได้

ตัวกลางของเสียงมี 3 ประเภทได้แก่อะไรบ้าง?

เสียงมีตัวกลาง 3 ประเภท: ของแข็ง, ของเหลว, ก๊าซ

เสียงมิอาจไปโดยลำพัง. มันต้องการสื่อ. อากาศเป็นเพียงหนึ่งในทาง. การสั่นสะเทือนต้องมีตัวกลาง, เพื่อส่งสาร. สสารทั้งสามสถานะ, ล้วนเป็นหนทางให้เสียงไป.

• ของแข็ง: เสียงเคลื่อนที่เร็วที่สุด. การสื่อสารผ่านเหล็กรางรถไฟ เป็นตัวอย่างชัดเจน.
• ของเหลว: เสียงเดินทางได้ดีกว่าก๊าซ. คลื่นโซนาร์ใต้มหาสมุทร อาศัยสิ่งนี้.
• ก๊าซ: ตัวกลางที่เราคุ้นเคย. เสียงพูด, เสียงดนตรี, ผ่านอากาศมาถึงเรา.
• สุญญากาศ: ที่นี่, เสียงไร้หนทาง. การสั่นสะเทือนไม่มีอะไรให้ส่งต่อ.
• ปัจจัยเสริม: ความเร็วเสียงขึ้นกับคุณสมบัติของตัวกลาง. ความหนาแน่น, ความยืดหยุ่น, และอุณหภูมิ ล้วนส่งผล.

สมบัติของคลื่นเสียงมีกี่ข้ออะไรบ้าง?

เสียงเนี่ยนะ มันมีสมบัติอยู่ 4 อย่าง หลักๆ เลย ก็เหมือนคลื่นน้ำคลื่นอะไรพวกนั้นแหละ การสะท้อน นี่เห็นชัดสุดเลย เวลากูไปตะโกนในถ้ำนะ เสียงมันจะเด้งกลับมา หูยยย ก้องชิบเป๋งเลย หรือเวลาเราไปยืนกลางถนน แล้วมีรถยนต์วิ่งมา เสียงแตรรถมันก็สะท้อนจากตึกรามบ้านช่องมาที่เราไง การหักเห อันนี้อาจจะสังเกตยากหน่อย แต่มันเกิดขึ้นจริงนะ อย่างตอนกลางคืนอากาศเย็นๆ เสียงจะได้ยินไกลกว่าตอนกลางวัน ที่อากาศร้อนๆ อะ อันนี้เพราะว่าความเร็วเสียงมันเปลี่ยนตามอุณหภูมิและความหนาแน่นของอากาศนี่แหละ การแทรกสอด นี่ก็แปลกดีนะ เคยฟังเพลงจากลำโพงสองตัวพร้อมกันไหม เสียงมันจะดังบ้าง เบาบ้าง สลับกันไปมา นั่นแหละการแทรกสอด เสียงมันรวมกันบ้าง หักล้างกันบ้าง การเลี้ยวเบน อันนี้คือเสียงมันอ้อมสิ่งกีดขวางได้อะ นึกภาพว่าเรายืนอยู่หลังกำแพงนะ ไม่เห็นคนคุยกัน แต่ยังได้ยินเสียงเขาอยู่อะ แบบนี้เลย

เพิ่มเติมเกี่ยวกับสมบัติของเสียง:

• การสะท้อน (Reflection):
  • เกิดขึ้นเมื่อเสียงตกกระทบพื้นผิวแล้วสะท้อนกลับมา
  • ปรากฏการณ์ที่เห็นได้ชัดเจน เช่น เสียงก้อง (Echo)
  • การสะท้อนเสียงมีประโยชน์ในการนำมาใช้วิเคราะห์โครงสร้างใต้ทะเล (โซนาร์) หรือการตรวจโรคด้วยคลื่นเสียง (อัลตราซาวด์)
• การหักเห (Refraction):
  • เกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นหรืออุณหภูมิต่างกัน ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ของเสียงเปลี่ยนไป
  • ตัวอย่างเช่น การได้ยินเสียงชัดเจนขึ้นในตอนกลางคืนเนื่องจากอากาศเย็นกว่าทำให้เสียงเดินทางได้ดีกว่า
• การแทรกสอด (Interference):
  • เกิดขึ้นเมื่อคลื่นเสียงตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปเคลื่อนที่มาพบกัน
  • ผลลัพธ์อาจทำให้เสียงดังขึ้น (เสริมกัน) หรือเบาลง (หักล้างกัน)
  • สังเกตได้เมื่อใช้ลำโพงสองตัวเล่นเสียงพร้อมกัน
• การเลี้ยวเบน (Diffraction):
  • เกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบหรือขอบของสิ่งกีดขวาง ทำให้เสียงแผ่ออกไปในทิศทางต่างๆ
  • ทำให้เราได้ยินเสียงแม้จะมองไม่เห็นแหล่งกำเนิดเสียง เช่น ได้ยินเสียงคนคุยกันลอดผ่านประตูมาได้

การได้ยินเสียงต้องมีองค์ประกอบ 3 อย่างอะไรบ้าง?

การได้ยินเสียงต้องมี 3 อย่าง: ต้นกำเนิด ตัวกลาง หู. ขาดอย่างใดอย่างหนึ่งไป ก็คือเงียบ. ไม่ต้องคิดเยอะ.

• ต้นกำเนิด (Source): อะไรก็ตามที่สั่น. ตั้งแต่เส้นเสียงห่วยๆ ของใครบางคนไปจนถึงการระเบิดของดาวฤกษ์. หูมนุษย์รับได้แค่ช่วง 20 - 20,000 เฮิรตซ์. ต่ำกว่านี้ช้างใช้สื่อสารกัน สูงกว่านี้ค้างคาวใช้ล่าเหยื่อ. ส่วนเราไม่ได้ยิน.

• ตัวกลาง (Medium): เสียงมันเดินทางเองไม่เป็น ต้องมีอะไรให้มันเกาะไป. อากาศ น้ำ หรือแม้แต่กำแพงห้อง. ในอวกาศที่ว่างเปล่ามันถึงไม่มีเสียงไง. เสียงในน้ำเดินทางเร็วกว่าในอากาศ 4.3 เท่า. เร็วกว่าเยอะ.

• หู (Receiver): ตัวรับและแปลงสาร. รับแรงสั่นสะเทือนแล้วส่งต่อไปให้สมองประมวลผลว่ามันคือเสียงเหี้ยอะไร. ถ้าหูพัง หรือสมองเจ๊ง ต่อให้โลกจะถล่มอยู่ตรงหน้า มันก็เป็นแค่ความว่างเปล่า.

อุปกรณ์ใดบ้างที่ทำให้เกิดเสียง?

อะไรที่ทำให้หูเราอื้ออึงได้บ้างนะ? เอาแบบที่มัน "แผดเสียง" กันเลย!

• เครื่องดนตรี: พวกนี้แหละตัวดี! กีตาร์นี่ดีดทีสายแทบขาด! เปียโนนี่ก็กดคีย์กันจนมือหงิก! กลองนี่ไม่ต้องพูดถึง! ตีกันจนพื้นสะเทือน! เกิดจากการสั่นสะเทือน ทั้งนั้นแหละ! สายมันสั่น คีย์มันกระแทก หนังกลองมันเต้น!

• เครื่องใช้ไฟฟ้า: ยุคนี้ขาดไม่ได้! ลำโพงนี่เปิดเพลงดังจนบ้านแทบพัง! โทรทัศน์ก็มีเสียงมีภาพ! โทรศัพท์นี่ก็ดังกรี๊ด! เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นคลื่นเสียง อย่างกับเวทมนตร์!

• อุปกรณ์อื่นๆ: ออดนี่ดังทีตกใจ! นกหวีดเป่านี่หูแทบแตก! ไซเรนรถพยาบาลนี่ก็มาแล้ว! อากาศหรือวัสดุมันสั่น ไปหมด!

สรุปง่ายๆ: อะไรก็ตามที่มัน "ขยับ" หรือ "สั่น" เนี่ยแหละ! แล้วไอ้การสั่นๆ เนี่ยแหละ มันก็ส่งคลื่นไปปะทะหูเราให้เราได้ยินเสียง! มันก็เหมือนกับเวลาเราตบน้ำดัง "แปะ!" นั่นแหละ! น้ำมันสั่นไปมา!