เสียงเดินทางได้เร็วในสภาวะใด

เสียงเดินทางได้อย่างไร เราทุกคนอาจเคยเรียนรู้กันมาแล้ว แต่ทว่าก็อาจลืมไปแล้วเช่นกัน ซึ่งความเข้าใจเรื่องการเดินทางของเสียงนั้น รู้หรือไม่ว่ามีส่วนสำคัญต่อการดำเนินธุรกิจของผู้ประกอบการอย่างมาก เพื่อให้สามารถควบคุมดูแลเสียงให้เป็นไปได้ตามมาตรฐาน ดังนั้น ถ้าวันนี้เรายังไม่เข้าใจเรื่องราวการเดินทางของเสียงล่ะก็ นั่นหมายความว่า โรงงานอุตสาหกรรมของเราอาจจะกำลังละเลยการควบคุมเสียงให้ได้มาตรฐานอยู่ก็เป็นได้

ยิ่งเข้าใจการเดินทางของเสียงแค่ไหน โรงงานอุตสาหกรรมก็ยิ่งควบคุมเสียงได้ดีเยี่ยม!!

ไม่ใช่แค่คนเราหรอกนะครับที่เดินทางได้ เสียงเองก็สามารถเดินทางได้เหมือนกัน และเรื่องราวการเดินทางของเสียงนั้น ก็มีส่วนสำคัญของการดำเนินชีวิตคนเราในหลายๆ มิติ โดยมิติหนึ่งที่เกี่ยวพันกับผู้ประกอบการโรงงานอุตสาหกรรมก็คือ เรื่องของการควบคุมเสียงให้อยู่ในระดับที่ได้มาตรฐานและไม่เป็นอันตราย ซึ่งส่วนนี้ต้องอาศัยพื้นฐานของความเข้าใจเรื่องการเดินทางเสียงด้วย เพื่อให้เราสามารถควบคุมจัดการเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทำความรู้จักเสียงกันหน่อย!!

ก่อนที่เราจะไปถึงเรื่องการเดินทางของเสียง เราก็ต้องเข้าใจเสียก่อนว่าเสียงคืออะไร เพราะแม้จะเป็นเรื่องที่คุ้นเคยและเคยเรียนมาแล้ว แต่เราก็อาจลืมไปเหมือนกันว่า “เสียง” นั้น คือ “คลื่นชนิดหนึ่ง” ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ซึ่งเมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียงขึ้น ผ่าน “ตัวกลาง” หรือที่เรียกว่า “การเดินทาง” ของเสียงมาถึงหูเราได้ในที่สุด

ตัวกลางของเสียงมีอะไรบ้าง?

อย่างที่บอกว่าเมื่อวัตถุสั่นสะเทือนและเกิดเป็นคลื่นเสียง เสียงจำเป็นจะต้องอาศัยตัวกลางในกลางเดินทางเพื่อมาถึงหูของเรา โดยตัวกลางของเสียงแบบพื้นฐานเลยก็คือ “อากาศ” ซึ่งเป็นสิ่งที่อยู่ในสถานะก๊าซ ทั้งนี้ เสียงสามารถเดินทางผ่านตัวกลางได้หลากหลาย แต่สรุปได้เป็น 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ นั่นหมายความว่า เสียงเดินทางผ่านเหล็ก ไม้ หิน ก็ได้ เดินทางผ่านน้ำก็ได้ อากาศก็ได้ แต่จะไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้ ดังนั้น ในจักรวาลอันไกลโพ้นที่ไม่มีอากาศ การพูดคุยกันบนนั้น จะไม่สามารถทำให้เราได้ยินเสียงกันได้

ความเร็วของเสียงจะลดลงไปตามชนิดตัวกลาง

ทราบกันไปแล้วว่าเสียงจะถึงหูเราได้ก็ด้วยการเดินทางผ่าน “ตัวกลาง” แต่ทั้งนี้สิ่งที่ควรทราบต่อไปอีกคือการเดินทางของเสียงผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน ต่างสถานะกันนั้น มีผลทำให้ “ความเร็ว” ของเสียงลดลง โดยเสียงสามารถเดินทางผ่าน ของแข็งได้ดีที่สุด คือเร็วที่สุด รองลงมาคือของเหลว และก๊าซตามลำดับ ทั้งนี้ การเดินทางได้ดีของเสียงผ่านตัวกลางนั้น ส่งผลต่อ “ความดัง” ของเสียง แต่ทั้งนี้ นอกจากตัวกลางแล้ว ก็ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกที่มีผลทำให้ความเร็วของเสียงลดลง และความดังของเสียงลดลง อาทิ อุณหภูมิ ระยะทาง และความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ

เสียงเดินทางได้เร็วในสภาวะใด

ประโยชน์ของความรู้เรื่องการเดินทางของเสียงกับการควบคุมเสียงในโรงงานอุตสาหกรรม

ความเข้าใจในเรื่องการเดินทางของเสียง ตัวกลาง และปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของเสียงตามที่กล่าวมานั้น มีส่วนสำคัญในการที่โรงงานอุตสาหกรรมจะนำความรู้นี้ไปปรับใช้กับการควบคุมเสียงให้อยู่ในระดับมาตรฐานและไม่เป็นอันตรายต่อพนักงานรวมถึงชุมชนใกล้เคียงด้วย

อธิบายได้ง่ายๆ เช่น หากเราทราบว่าโรงงานอุตสาหกรรมของเรานั้นมีเครื่องจักรที่ก่อให้เกิดเสียงดังจำนวนมาก สิ่งแรกที่ผู้ประกอบการทำได้เลยก็คือ การวางตำแหน่งที่ตั้งของห้องเครื่องจักร ให้อยู่ห่างจากชุมชมให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะไม่สร้างเสียงรบกวนที่เป็นอันตราย เพราะระยะทางมีผลต่อความเร็วในการเดินทางของเสียง ซึ่งเมื่อเสียงเดินทางไกลขึ้น ก็จะลดระดับความดังลงจนได้มาตรฐานนั่นเอง

ความรู้เรื่องของการกั้นห้องกักเสียง การดูดซับเสียงด้วยฉนวน ก็ล้วนเป็นผลลัพธ์จากความเข้าใจเรื่องการเดินทางของเสียงทั้งสิ้น ว่าเสียงเดินทางได้ดีในวัสดุแบบไหน จริงอยู่ที่เสียงเดินทางผ่านของแข็งได้ดี แต่ของแข็งแต่ละชนิดก็มีคุณสมบัติไม่เหมือนกัน และการสร้างโครงสร้างล้อม สร้างกำแพงกันแหล่งกำเนิดเสียง ก็เป็นสิ่งที่ช่วยทำให้เสียงถูกกักเก็บ เดินทางใช้เวลานานขึ้น เพราะมีความหนาแน่นมาก ทำให้สามารถลดระดับของเสียงลงได้นั่นเอง

ความรู้และความเข้าใจเรื่องเสียง เป็นสิ่งที่ละเอียดอ่อนและมีความสำคัญมากสำหรับการดำเนินชีวิต รวมถึงในการดำเนินธุรกิจด้วย พื้นฐานความเข้าใจในส่วนนี้จะสร้างความตระหนักรู้ให้ผู้ประกอบการดำเนินธุรกิจด้วยความคำนึงถึงความเป็นมิตรกับชุมชนและพนักงานมากขึ้น อันนำไปสู่การวางแผน การปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านเสียง เพื่อสร้างโรงงานอุตสาหกรรม หรือเพื่อบริหารจัดการ กำกับดูแล และควบคุมเสียงจากกิจกรรมภายในโรงงานอุตสาหกรรมของตัวเองให้เหมาะสม ได้มาตรฐาน และส่งผลกระทบต่อสังคมน้อยที่สุด

คลื่นเสียง (Sound wave) คือ คลื่นกล (Mechanical wave) ตามยาวที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ หรือ “แหล่งกำเนิดเสียง” ซึ่งต้องอาศัยตัวกลาง (Medium) ในการเคลื่อนที่

คลื่นเสียง สามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ ไม่ว่าจะเป็นวัตถุของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ คลื่นเสียงนั้น มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับคลื่นอื่นๆ เช่น แอมพลิจูด (Amplitude) ความเร็ว (Velocity) หรือ ความถี่ (Frequency)

เสียง (Sound) คือ การถ่ายทอดพลังงานจากการสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียงผ่านโมเลกุลของตัวกลางไปยังผู้รับ โดยที่หูของเรานั้น สามารถรับรู้ถึงการสั่นสะเทือนของโมเลกุลเหล่านี้ได้ และได้ทำการแปลผลลัพธ์ออกมาในรูปของเสียงต่างๆ

การเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง

เมื่อวัตถุเกิดการเคลื่อนที่หรือถูกกระทำด้วยแรงจากภายนอก ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนของโมเลกุลภายในวัตถุนั้น ซึ่งส่งผลไปยังอนุภาคของอากาศหรือตัวกลางที่อยู่บริเวณโดยรอบ  ก่อให้เกิดการรบกวนหรือการถ่ายโอนพลังงาน ผ่านการสั่นและการกระทบกันเป็นวงกว้างทำให้อนุภาคของอากาศเกิด “การบีบอัด” (Compression) เมื่อเคลื่อนที่กระทบกัน และ “การยืดขยาย” (Rarefaction) เมื่อเคลื่อนที่กลับตำแหน่งเดิม ดังนั้น คลื่นเสียง จึงเรียกว่า “คลื่นความดัน” (Pressure wave) เพราะอาศัยการผลักดันกันของโมเลกุลในตัวกลางในการเคลื่อนที่

ตัวกลาง (Medium) จึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญต่อการได้ยินเสียง เพราะคลื่นเสียงเคลื่อนที่โดยอาศัยตัวกลางในการถ่ายทอดพลังงานเท่านั้น ส่งผลให้ในภาวะสุญญากาศ ซึ่งเป็นพื้นที่ว่างที่ไม่มีอนุภาคตัวกลางใดๆ คลื่นเสียงจึงไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านไปได้

เสียงเดินทางได้เร็วในสภาวะใด
เสียงเดินทางได้เร็วในสภาวะใด
ภาพเปรียบเทียบของคลื่นเสียงระดับต่าง

นอกจากนี้ สถานะและอุณหภูมิของตัวกลางยังเป็นตัวแปรสำคัญในการกำหนดความเร็วในการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงอีกด้วย ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว เสียงเคลื่อนที่ผ่านวัตถุของแข็งได้ดีกว่าของเหลวและก๊าซ

ตารางการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงผ่านตัวกลางทั้ง 3 สถานะ

ตัวกลาง

อุณหภูมิ (องศาเซลเซียส)

ความเร็ว (เมตรต่อวินาที)

ก๊าซ (Gases)

อากาศ

0

331

อากาศ

20

343

ฮีเลียม

0

965

ไฮโดรเจน

20

1,286

ของเหลว (Liquids)

ปรอท

25

1,450

น้ำ

25

1,493

น้ำทะเล

25

1,533

ของแข็ง (Solids)

ยาง

60

ทองคำ

3,240

แก้ว

5,640

เหล็ก

5,960

เพชร

12,000

อ้างอิง schoolnet.org.za, Soundproofpanda.com

สมบัติของเสียง

การสะท้อน (Reflection) คือ การเคลื่อนที่ของเสียงไปกระทบสิ่งกีดขวาง ส่งผลให้เกิดการสะท้อนกลับของเสียงที่เรียกว่า “เสียงสะท้อน” (Echo) ซึ่งโดยปกติแล้ว เสียงที่ผ่านไปยังสมองจะติดประสาทหูราว 0.1 วินาที ดังนั้นเสียงที่สะท้อนกลับมาช้ากว่า 0.1 วินาที ทำให้หูของเราสามารถแยกเสียงจริงและเสียงสะท้อนออกจากกันได้ นอกจากนี้ หากมุมที่รับเสียงสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบของเสียงจะส่งผลให้เสียงสะท้อนมีระดับความดังสูงที่สุดอีกด้วย

การหักเห (Refraction) คือ การเคลื่อนที่ของเสียงผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน หรือการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่างกัน ส่งผลให้อัตราเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของเสียงเปลี่ยนไป

การเลี้ยวเบน (Diffraction) คือ การเดินทางอ้อมสิ่งกีดขวางหรือเลี้ยวเบนผ่านช่องว่างต่างๆของเสียง โดยคลื่นเสียงที่มีความถี่และความยาวคลื่นมาก สามารถเดินทางอ้อมสิ่งกีดขวางได้ดีกว่าคลื่นสั้นที่มีความถี่ต่ำ

การแทรกสอด (Interference) เกิดจากการปะทะกันของคลื่นเสียงจากหลายแหล่งกำเนิด ซึ่งอาจทำให้เกิดเสียงที่ดังขึ้นหรือเบาลงกว่าเดิม หากคลื่นเสียงที่มีความถี่ต่างกันเล็กน้อย (ไม่เกิน 7 เฮิรตซ์) เมื่อเกิดการแทรกสอดกันจะทำให้เกิดเสียงบีตส์ (Beats)

เสียง"เดินทางได้เร็วที่สุดในสถานะใด

ทราบกันไปแล้วว่าเสียงจะถึงหูเราได้ก็ด้วยการเดินทางผ่าน “ตัวกลาง” แต่ทั้งนี้สิ่งที่ควรทราบต่อไปอีกคือการเดินทางของเสียงผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน ต่างสถานะกันนั้น มีผลทำให้ “ความเร็ว” ของเสียงลดลง โดยเสียงสามารถเดินทางผ่าน ของแข็งได้ดีที่สุด คือเร็วที่สุด รองลงมาคือของเหลว และก๊าซตามลำดับ ทั้งนี้ การเดินทางได้ดีของเสียงผ่าน ...

เสียงเดินทางผ่านตัวกลางในข้อใดเร็วที่สุด

เสียงสามารถเดินทางผ่านตัวกลางทั้งสามสถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยเสียงจะสามารถเดินทางผ่านของแข็งได้ไวที่สุด ตามมาด้วย ของเหลว และเดินทางได้ช้าที่สุดผ่านตัวกลางที่เป็นแก๊ส ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่า อนุภาคของของแข็งอยู่เรียงชิดติดกันที่สุดในสามสถานะ เมื่ออนุภาคหนึ่งสั่นไหว อนุภาคข้างเคียงก็จะสั่นไหวตามไปได้แทบจะ ...

เสียงเดินทางผ่านอะไรได้บ้าง

เสียง เป็นคลื่นเชิงกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศ ไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะก๊าซ ของเหลว และของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้

เสียงเดินทางในอากาศความเร็วเท่าใด

อัตราเร็วของเสียง คือ ระยะทางที่เสียงเดินทางไปในตัวกลางใด ๆ ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา โดยทั่วไปเสียงเดินทางในอากาศที่มีอุณหภูมิ 25°C (= 298,15 K) ได้ประมาณ 346 เมตร/วินาที และในอากาศที่อุณหภูมิ 20°C ได้ประมาณ 343 เมตร/วินาที อัตราเร็วที่เสียงเดินทางได้นั้นอาจมีค่ามากขึ้นหรือน้อยลงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางเป็นหลัก และอาจ ...