เสียงและอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียง

เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุทำให้เกิดพลังงานที่วัตถุถ่ายเทไปยังตัวกลาง แล้วเดินทางไปจนถึงผู้รับเสียง ดังนั้นการที่เราสามารถคุยกันได้ก็เพราะมีอากาศเป็นตัวกลางนั้นเอง เสียงสามารถเดินทางผ่านตัวกลางได้ทั้งของแข็ง ของเหลว แก๊ส และจะไม่ได้ยินเสียงหากไม่มีตัวกลาง เช่น ถ้าเราอยู่ในอวกาศที่เป็นสูญญากาศเราจะไม่สามารถสื่อสารกันได้ หากขาดอุปกรณ์ที่ช่วยในการสื่อสาร

การสื่อสารในชีวิตประจำวันจะเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นเสียงจึงเป็นการสื่อสารที่รวดเร็ว และเกิดความชัดเจนมากกว่าการสื่อสารในรูปแบบอื่น ทำให้มีการคิดค้นเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ทำให้การติดต่อสื่อสารนั้นมีทั้งภาพและเสียง เพื่อการพูดคุยได้ชัดเจน และเป็นการลดปัญหาเกี่ยวกับการพูดคุยกันที่อยู่ต่างประเทศก็ตาม ทำให้เราควรจะมีความรู้และทักษะที่เกี่ยวข้องกับเสียง เพื่อใช้งานเทคโนโลยีได้อย่างเหมาะสม

การเคลื่อนที่และอัตราเร็วของเสียง

เสียง เป็นคลื่นกลตามยาวที่เกิดจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง พลังงานของการสั่นจะถูกถ่ายโอนให้แก่โมเลกุลของตัวกลางที่อยู่รอบ ๆ ส่งผลให้โมเลกุลของตัวกลางเกิดการอัดและขยายตัวแล้วเกิดการถ่ายทอดพลังงานไปโดยที่อนุภาคตัวกลางสั่นไปมาอยู่ที่เดิม

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของเสียง

1. ชนิดของตัวกลาง เสียงอาศัยตัวกลางดังนั้นเมื่อเปลี่ยนตัวกลางจากอากาศเป็นของแข็งหรือของเหลวจะทำให้มีอัตราเร็วของเสียงที่เดินทางไปตามตัวกลางที่อุณหภูมิเดียวกันจะแตกต่างกันดังนี้

จากตารางข้างต้นจะเห็นได้ว่า อัตราเร็วของเสียงในตัวกลางที่มีสถานะเป็นของแข็ง จะมีอัตราเร็วที่สุด รองลงมาคือของเหลว และแก๊สตามลำดับ

2. อุณหภูมิ อัตราเร็วเสียงจะแปรผันตรงกับ รากที่สอง ของอุณหภูมิเคลวิน เพราะเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้อนุภาคตัวกลางมีพลังงานจลน์มากขึ้น การอัดตัวและการขยายตัวจะเกิดได้เร็วขึ้น ทำให้เสียงเดินทางได้เร็วขึ้น ซึ่งความสัมพันธ์ระหว่างอัตราความเร็วเสียงกับอุณหภูมิเคลวิน คือ

อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียง

อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงมากมายเรื่องการพูดคุยโดยมีหลักการที่เหมือนกันก็คือเสียงต้องการตัวกลางในการเดินทางมาถึงผู้ฟังดังนั้นเราจึงควรศึกษาเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดเสียงว่ามีการทำงานอย่างไรจึงจะทำให้เกิดเสียงขึ้นมาได้

ลำโพงถูกแบ่งออกตามค่าความถี่ต่าง ๆ

ลำโพง (Speaker)

หน้าที่สำคัญของลำโพง คือ เปลี่ยนสัญญาณทางไฟฟ้าที่ได้มาจากเครื่องขยายเป็นสัญญาณเสียง ลำโพงที่สร้างเสียงให้เหมือนกับต้นฉบับเดิมมากที่สุดจะมีราคาแพง เสียงที่เกิดจากมีสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับเข้าไปในคอยส์เสียง จึงทำให้แผ่นลำโพงสั่นในลักษณะคลื่น ขึ้น และ ลง ส่งผลให้เกิดการอัดอากาศด้านหน้าลำโพง จึงเกิดคลื่นเสียงขึ้น การ สั่นเร็วหรือช้า ขึ้นอยู่กับความถี่และเสียงจะ ดัง หรือ เบา ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของสัญญาณไฟฟ้า ดังนั้นขนาดของลำโพงจึงมีความสำคัญมาก ถ้าต้องการให้เสียงเหมือนกับเสียงธรรมชาติมากที่สุด ลำโพงจะต้องมีหลายขนาด ซึ่งเราแบ่งลำโพงโดยใช้ความถี่ออกเป็น 3 ประเภท คือ วูฟเฟอร์(Woofer) ทวีตเตอร์(Tweeter) และมิดเรนจ์(Midrange)

บัซเซอร์ที่ถูกนำมาประยุกใช้เป็นกริ่งหน้าบ้าน

บัซเซอร์ (Buzzer)

บัซเซอร์ คือ ลำโพงแบบแม่เหล็กหรือแบบเปียโซ มีวงจรกำเนิดความถี่(Oscilator) อยู่ภายในตัวเอง ลักษณะการทำงานเกิดจากการป้อนแรงดันไฟฟ้าทำให้เกิดเสียงได้ด้วยตนเอง แต่ไม่สามารถเปลี่ยนความถี่ของเสียงได้ เสียงบัซเซอร์นั้นเรามักจะได้เห็นหรือได้ยินบ่อยครั้ง เช่น ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ ตัวจับเวลา การกดเมาส์และมีเสียงดัง ซึ่งส่วนมากจะถูกนำไปใช้กับโรงงานเพื่อแจ้งเตือนเกี่ยวกับระบบความปลอดภัยของอุปกรณ์หรือเครื่องจักรที่ทำงานอยู่ ทำให้ผู้ที่ปฏิบัติงานทราบถึงระบบที่ทำงานอยู่ว่ามีความปลอดภัยหรือไม่ บัซเซอร์ในโรงงานจึงมีหลายแบบและหลายระดับเพื่อแจ้งเตือนความเหมาะสมของงานต่าง ๆ

ข้อมูลอ้างอิง: เมษ์ ศรีพัฒนาสกุล. 2562. วัสดุอุปกรณ์ทางเทคโนโลยี. ใน ดร.ฉัททวุฒิ พืชผล(บรรณาธิการ), เทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2(25-27). บริษัทอักษรเจริญทัศน์ อจท. จำกัด 142 ถนนตะนาว เขตพระนคร กรุงเทพมหานคร 10200