คมอการจดกจกรรมการทดลองเรองเสยงคมอการจดกจกรรมการทดลองเรองเสยง

ผานแอผานแอปปพลเคชนพลเคชนบนบนสมารตโฟนหรอแทบเลตพซสมารตโฟนหรอแทบเลตพซ

จดท ำโดยสำขำฟสกสจดท ำโดยสำขำฟสกส

สถำบนสงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลยสถำบนสงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลย

P a g e | 1

เกรนน าเกรนน า

วชำฟสกสมกถกมองโดยผเรยนวำเปนวชำทเขำใจยำก มกำรประยกตใช

ควำมรในสถำนกำรณทหลำกหลำย และมควำมเกยวของกบกำรค ำนวณผำนสมกำร

และตวแปรจ ำนวนมำก สงเหลำนอำจท ำใหผเรยนเกดควำมเบอหนำย และทอถอยเสย

ตงแตเรมเรยน ซงสำเหตประกำรหนงกคอ ผเรยนไมสำมำรถเชอมโยงเนอหำทเรยนเขำ

กบปรำกฏกำรณในชวตประจ ำวนได แนวทำงในแกไขแนวทำงหนงจงมงเนนมำทกำร

ปรบยทธวธกำรจดกำรเรยนร นนคอ ในกำรจดกำรเรยนรวชำฟสกสฟสกสนน ควรทจะ

มกำรสำธตหรอลงมอปฏบตกำรทดลองประกอบดวย ไมใชเพยงแคใชกำรบรรยำยของ

ผสอนทหนำชนเรยนเพยงอยำงเดยว เพอใหผเรยนไดพบเหน สรำงและเชอมโยงควำมร

จำกปรำกฏกำรณตำง ๆ ในโลกแหงควำมเปนจรง สรำงองคควำมรจำกกำรสงเกตและ

กำรลงมอท ำกำรทดลอง หำทำงอธบำยปรำกฏกำรณทเกดขนดวยควำมรและสมกำร

แบบพนฐำนทไดเรยนรไป เมอผเรยนสรำงควำมรขนมำเองแลวเขำกจะลมไดยำก และ

แมวำเขำลมกสำมำรถสงเกต พสจน และสรำงควำมรไดอกครง อำจเรยกไดวำผเรยน

สำมำรถมควำมเขำใจจำกกำรเรยนรผำนกำรสำธตหรอลงมอปฏบตกำรทดลองไดดกวำ

กำรเรยนรผำนกำรบรรยำยเพยงอยำงเดยว

เสยงเปนคลนชนดหนงทถกจดอยในกลมของคลนกล (mechanical wave)

เนองจำกเสยงตองอำศยตวกลำงในกำรเคลอนท เสยงจงมสมบตของคลน 4 ประกำร

คอ กำรสะทอน กำรหกเห กำรเลยวเบน และกำรแทรกสอด โดยปรำกฏกำรณตำง ๆ

ของเสยงในชวตประจ ำวนมำจำกกำรรวมกนของคลนเปนหลก ในสมยกอน กำรทดลอง

เรองเสยงนนตองใชประสำทสมผสของมนษยในกำรสงเกตโดยกำรฟงผำนห จำกนนก

ไดมกำรสรำงเครองมอตำงๆ มำกมำยทสำมำรถใชวดปรำกฏกำรณของเสยงแทนหของ

P a g e | 2

มนษย ซงเครองมอทไดรบควำมนยมเครองมอหนงกคอ ออสซลโลสโคป แตกำรใช

ออสซลโลสโคปเพอกำรเรยนรในชนเรยนนนเปนไปไดอยำก เนองจำกเครองมอมรำคำ

แพง กำรดแลรกษำทคอนขำงยงยำก และมขนตอนกำรใชงำนทซบซอน สถำบน

สงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลย (สสวท.) จงไดพฒนำแอปพลเคชนท

ท ำงำนบนสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทใชระบบปฏบตกำรแอนดรอยด เพอใชเปนทง

แหลงก ำเนดเสยงและเครองมอวดปรมำณตำงๆ ของเสยงได ซงเปนกำรเปดโอกำสให

ผเรยนทมอปกรณดงกลำวสำมำรถท ำกำรทดลองและจดกจกรรมเกยวกบเสยงไดดวย

ตนเอง อนจะสงผลใหกำรเรยนรวชำฟสกสในเรองเสยงมควำมนำสนใจและสนกสนำน

ขน

คมอกจกรรมกำรทดลองผำนแอปพลเคชนเรองเสยงเลมน มจดประสงค

เพอใหผเรยนไดมแนวทำงในกำรเรยนรเรองเสยงผำนกำรท ำกจกรรมอยำงงำย ๆ โดย

ใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ เปนกำรเปดโอกำสใหทกคนไดสมผสกบกำรลงมอ

ปฏบตกำรทดลอง และกำรศกษำปรำกฏกำรณตำง ๆ ของเสยง ทเมอกอนนนถกมองวำ

เปนสงทซบซอนและยงยำก และหวงวำ ผทไดเรยนรผำนกจกรรมในคมอเลมนจะม

ควำมรควำมเขำใจเรองเสยงผำนกำรลงมอปฏบตจรง อนจะท ำใหองคควำมรนนตดตว

ไปตลอดชวต กำรท ำกจกรรมผำนคมอเลมนจงชวยใหผเรยนเหนวำ กำรเรยนรวชำ

ฟสกสไมใชสงทยำก ไมใชเรองไกลตว และไมใชสงทนำกลวส ำหรบผเรยนอกตอไป

P a g e | 3

สารบญสารบญ กจกรรม หนำ

แนะน ำโปรแกรม 4

กำรแทรกสอดของเสยง 9

กำรสนพองในทอปลำยเปด 14

กำรสนพองในทอปลำยปด 22

กำรสรำงเสยงโดยกำรเปำขวด 27

กำรสรำงเสยงจำกแกวแบบมกำน 34

คณภำพของเสยงจำกเครองดนตรแบบตำง ๆ 40

ระดบเสยงของโนตสำกล 44

กำรเกดบตของเสยง 50

ปรำกฏกำรณดอปเพลอรของเสยง 56

สงทำย 61

คณะท ำงำน 65

P a g e | 4

แนะน าโปรแกรมแนะน าโปรแกรม

รปท 1 หนาจอของแอปพลเคชนการทดลองเรองเสยง

แอปพลเคชน การทดลองเรองเสยง (Sound Experiment) เปนแอป

พลเคชนส ำหรบอปกรณเคลอนทไมวำจะเปนสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทใช

ระบบปฏบตกำรแอนดรอยด โดยผใชสำมำรถเลอกใหท ำงำนไดใน 3 โปรแกรม คอ 1.

เปนเครองวดควำมถเสยง 2. เปนแหลงก ำเนดเสยงเครองดนตร และ 3. เปน

แหลงก ำเนดเสยงตำมควำมถทก ำหนด โดยผใชสำมำรถใชงำนทงสำมโปรแกรมไดอยำง

ยดหยนและสำมำรถปรบแตงใหเหมำะสมกบกำรใชงำนได ส ำหรบกำรตงคำในแตละ

สวนของกำรท ำงำนนนจะขอกลำวในกจกรรมตำมควำมเหมำะสมตอไป

P a g e | 5

11. . หนาทหนาทของโปรแกรมของโปรแกรมเครองมอเครองมอวดความถเสยงวดความถเสยง

หนำทของโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยงของแอพพลเคชนน ท ำงำน

เสมอนกำรตรวจจบคลนเสยงผำนเครองออสซลโลสโคปท

มกำรวเครำะหควำมถ โดยมกำรท ำงำนดงน

กำรแสดงรปคลน (wave form) พรอมแสดงคำควำมถสง

ทสด (highest frequency) เพอใชส ำหรบกำรวเครำะห

คณภำพของเสยง และควำมถของเสยง (ส ำหรบกำร

ประมวลคำควำมถสงทสดนน ผใชสำมำรถเลอกชวง

ควำมถส ำหรบกำรประมวลผลไดโดยกำรกดปม Settings กำรแสดงกำรกระจำยควำมถ (frequency distribution)

ใชส ำหรบกำรอำนคำควำมเขมของคลนเสยงทควำมถ

ตำงๆ

กำรหยดหนำจอ (freeze) ใชส ำหรบหยดกำรรบขอมล

ชวครำวเพอน ำขอมลทแสดงผลในปจจบนมำวเครำะห

ขอมล

กำรถำยภำพ (camera) ใชส ำหรบกำรเกบกำรแสดงผล

เพอใชวเครำะหขอมลภำยหลง

กำรปรบขนำดกำรแสดงผล (resize) สำมำรถท ำไดโดย

กำรคลกทรปแวนขยำย หรอใชนวมอสองนวเคลอนท

ขนำนกนส ำหรบโทรศพทแบบมลตทช (ขยำยกำร

แสดงผลโดยกำรเคลอนนวมอแยกออกจำกกน, ยอกำร

รปท 2 โปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยง

รปท 3 กำรปรบชวงกำรหำควำมถสงสด

P a g e | 6

แสดงผลโดยกำรเคลอนทนวมอเขำหำกน)

กำรแสดงผลของโปรแกรมวดควำมถเสยงไดถกออกแบบใหผใชสำมำรถ

เลอกกำรแสดงผลได 3 แบบ คอ 1. กำรแสดงรปคลนเพยงอยำงเดยว 2. กำรแสดงกำร

กระจำยควำมถเพยงอยำงเดยว และ 3. กำรแสดงทงรปคลนและกำรกระจำยควำมถ

22. . หนาทหนาทของโปรแกรมของโปรแกรมเลนเสยงเครองดนตรเลนเสยงเครองดนตร

โปรแกรมเลนเสยงเครองดนตร ถกออกแบบมำเพอผลตคลนเสยงดนตรจำก

เครองดนตรหลำกหลำยชนดตำมตวโนตดนตรตำงๆ

รปท 4 โปรแกรมเลนเสยงเครองดนตร

กำรแสดงในโปรแกรมเลนเสยงเครองดนตรสำมำรถแสดงควำมถของตวโนต

ไดโดยกำรกดปม Show/Hide Freq.

รปท 5 กำรแสดงควำมถของโนตดนตร

P a g e | 7

ผใชสำมำรถเลอกประเภทของเครองดนตรได 5 ชนด ซงประกอบดวย

Piano, Guitar, Saxophone, Organ, Bass นอกจำกนผใชยงสำมำรถบนทกเสยงเอง

(User-defined) เพอน ำมำศกษำคลนเสยงเพมไดอก 3 ชนดของแหลงก ำเนดเสยง โดย

ตวโปรแกรมจะบนทกเสยงเปนเสยง A แลวท ำกำรสรำงคลนเสยงเลยนแบบเสยง

ตนฉบบทควำมถอนๆ อก 16 ควำมถ

รปท 6 กำรบนทกเสยงเพอสรำงคลนเสยงเลยนแบบตนฉบบ

33. . หนาทหนาทของโปรแกรมของโปรแกรมเลนเสยงตามความถเลนเสยงตามความถ

โปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถถกออกแบบมำใหผลตคลนเสยงรปไซน (sine

wave) ในลกษณะเดยวกบกำรคลนเสยงของสอมเสยง โดยโปรแกรมนจะท ำหนำทผลต

คลนเสยงรปไซนตำมควำมถทผใชตองกำร

กำรเลอกควำมถทผลตออกมำสำมำรถท ำได 3 แบบคอ 1. กำรเลอกควำมถ

โดยใชแถบปรบควำมถเสยง 2. กำรกดปมเพมลดทบรเวณขอบทงสองขำงของแถบปรบ

ควำมถเสยง และ 3. กำรใสตวเลขควำมถทตองกำรดวยตนเองทปม Edit

ผใชสำมำรถใหโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถเรมกำรผลตคลนเสยงไดโดยกำร

กดไปทรปสอมเสยง เมอสอมเสยงท ำงำนจะมรปกำรสนของสอมเสยงปรำกฏขน เมอ

กดอกครงโปรแกรมกจะหยดกำรผลตคลนเสยง

P a g e | 8

รปท 7 โปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถขณะยงไมผลตเสยง (ซำย) และก ำลงผลตคลนเสยง (ขวำ)

เพอใหผใชสำมำรถท ำกำรทดลองทเกยวของกบควำมยำวคลนเสยงไดอยำง

สะดวกและรวดเรว โปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถจงไดออกแบบมำใหแสดงควำมยำว

คลนของเสยงในอำกำศในหนวยเมตรและเซนตเมตร ซงมำจำกกำรค ำนวณผำน

คำควำมถเสยงและอณหภมหองทผใชใสขอมลใหกบตวโปรแกรม

P a g e | 9

กจกรรมกจกรรมเรอง การแทรกสอดของเสยงเรอง การแทรกสอดของเสยง

เมอคลนตงแตสองขบวนขนไปเดนทำงมำพบกน จะเกดกำรรวมกนของคลน

เรยกวำ การซอนทบกน (superposition) และเมอเวลำผำนไปคลนแตละขบวนกจะ

กลบสสภำพเดม กำรรวมกนของคลนท ำใหเกดปรำกฏกำรณตำง ๆ เชน กำรแทรกสอด

ของคลน กำรเกดคลนนง กำรเกดบตของเสยง เปนตน

ในกจกรรมน เรำจะสงเกตกำรรวมกนของคลนเสยง จำกปรำกฏกำรณท

เรยกวำ การแทรกสอดของเสยง (interference of sound waves) ซงเปนกำร

รวมกนของเสยงตำมหลกกำรรวมกนของคลนแลวท ำใหเกดเสยงทมควำมเขมเสยงสง

หรอต ำทบรเวณตำงๆ ในต ำแหนงทตำยตว เมอเดนผำนบรเวณนนจะไดยนเสยงดง-

คอยเปนจงหวะตำมต ำแหนงของกำรแทรกสอดของเสยง

สาระส าคญสาระส าคญ

กำรแทรกสอดของเสยงเกดจำกกำรรวมกนของคลนเสยง 2 ขบวน ซงอำจจะ

พจำรณำไดจำกกำรรวมกนของคลนรปไซน โดยคลนแตละขบวนเดนทำงมำรวมกนทจด

ๆ หนง กำรกระจดลพธทเกดจำกกำรรวมกนนนกจะขนกบควำมตำงเฟสของคลนทง

สองทต ำแหนงนนๆ กลำวคอ ถำระยะทำงทคลนทงสองขบวนเดนทำงมำถงจดนนหำง

กนเปนจ ำนวนเทำของควำมยำวคลน(m เมอ m = 1, 2, 3, ···) เฟสของคลนทงสองท

จดนนกจะมคำตรงกน เมอรวมกนแลวกจะมแอมพลจดสงกวำบรเวณขำงเคยง ในกรณ

ของคลนเสยงกจะท ำใหเกดเปนเสยงทดงกวำบรเวณขำงเคยง แตถำระยะทำงทคลนทง

สองขบวนเดนทำงมำถงจดนนหำงกนเปนจ ำนวนเทำของควำมยำวคลนรวมกบอก

ครงหนงของควำมยำวคลน (m+1/2 เมอ m = 1, 2, 3, ···) เฟสของคลนทงสองทจด

P a g e | 10

นนกจะมคำตรงกนขำม เมอรวมกนแลวกจะมแอมพลจดต ำกวำบรเวณขำงเคยง ใน

กรณของเสยงกจะท ำใหเกดเปนเสยงคอยกวำบรเวณขำงเคยง

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยงจ ำนวน 1

เครองพรอมล ำโพงแบบสเตอรโอ หรอสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำร

ทดลองเรองเสยงจ ำนวน 2 เครอง

กจกรรมกจกรรม

ในกจกรรมน เรำจะศกษำปรำกฏกำรณกำรแทรกสอดของคลนเสยง ทท ำให

เกดรวหรอรปแบบของกำรแทรกสอด (interference pattern) ทมเสยงดง-คอย

สลบกน ตลอดจนพจำรณำวำ รวดงกลำวมลกษณะอยำงไร และระยะหำงของรว

ดงกลำวมควำมสมพนธอยำงไรกบควำมถหรอควำมยำวคลนของเสยง

ในกำรหำแหลงก ำเนดเสยง 2 แหลงทใหก ำเนดเสยงทมควำมถเทำกนนน

สำมำรถท ำได 2 วธ คอ

1. ใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซเพยงเครองเดยว แลวตอกบล ำโพง

แบบสเตอรโอภำยนอก ดงรปท 8 โดยทแหลงก ำเนดเสยงทงสองตองวำง

อยหำงกนพอประมำณ (หำกล ำโพงอยใกลกนมำกเกนไปจะท ำใหสงเกต

กำรแทรกสอดของเสยงไดไมชดเจน) วธกำรนเปนวธกำรทมควำมสะดวก

ในกำรก ำหนดและควำมคมคำควำมถ แตอำจไมสะดวกในกรณทตองกำร

ใหล ำโพงทงสองอยหำงกนมำก ๆ

P a g e | 11

รปท 8 กำรวำงสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซจ ำนวน 1 เครองตอกบล ำโพงสเตอรโอ

2. ใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซจ ำนวน 2 เครอง โดยทงอปกรณก ำเนด

เสยงทงสองท ำหนำทเปนแหลงก ำเนดเสยงทมควำมถเทำกน แลวน ำ

โทรศพทไปวำงในต ำแหนงทตองกำร ดงรปท 9 วธกำรนเปนวธกำรทม

ยดหยนกวำเพรำะสำมำรถปรบระยะหำงระหวำงแหลงก ำเนดเสยงทงสอง

ไดงำย แตแหลงก ำเนดเสยงทงสองควรเปนสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ

รนเดยวกนหรอใกลเคยงกน เพอใหไดเสยงทเหมอนกนมำกทสด

รปท 9 แสดงกำรวำงเครองมอ โดยใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซจ ำนวน 2 เครอง

P a g e | 12

ในกำรท ำกำรทดลองทง 2 วธทกลำวมำขำงตนนน ผท ำกำรทดลองควร

ก ำหนดใหแหลงก ำเนดเสยงทงสองวำงอยหำงจำกก ำแพงพอประมำณ ไมเชนนนอำจท ำ

ใหเกดกำรรบกวนจำกเสยงทสะทอนจำกก ำแพงได ซงจะสงผลใหรปแบบของกำรแทรก

สอดมควำมซบซอนมำกขนไปดวย นอกจำกนระยะหำงระหวำงแหลงก ำเนดเสยงทง

สอง ควรมคำมำกกวำควำมยำวคลนพอประมำณ ไมเชนนนอำจสงเกตต ำแหนงทเกด

กำรแทรกสอดเปนเสยงทมแอมพลจดต ำหรอเสยงคอยไดยำก

เมอจดวำงล ำโพงและโทรศพทเปนทเรยบรอยแลว ใหผทดลองยนหำงจำก

แหลงก ำเนดทงสองพอประมำณ แลวสงเกตเสยงทเกดขนบรเวณรอบ ๆ แหลงก ำเนดวำ

มควำมดง-คอย เปลยนแปลงไปหรอไม อำจวำดภำพสเกตชลงบนกระดำษเพอด

รปแบบของกำรแทรกสอดของเสยงโดยครำวๆ เพอเปรยบเทยบกบกำรจ ำลองแบบทำง

ทฤษฎ อยำงไรกตำม กำรสงเกตกำรแทรกสอดของเสยงผำนหมนษยอำจไมแมนย ำมำก

นก เนองจำกหของมนษยทงสองขำงอยหำงกน (ประมำณ 20 เซนตเมตร) ท ำใหกำรได

ยนเสยงอำจเกดกำรรบกวนขนได เพอใหแมนย ำมำกขน อำจแกปญหำโดยกำรใชวธอด

หขำงหนง แลวใชหขำงทเหลอในกำรรบฟงเสยงเพอสงเกตกำรแทรกสอดของเสยง

ในกำรทดลองเพอหำควำมสมพนธระหวำงระยะหำงของรวของกำรแทรก

สอดกบควำมถหรอควำมยำวคลนของเสยง สำมำรถท ำไดโดยกำรวดระยะทำงจำกจดท

เสยงคอยทสดจดหนงไปยงจดทเสยงคอยทสดทจดถดไป จำกนนเปลยนควำมถใหมคำท

แตกตำงออกไปประมำณสกครงหนงของควำมถเดม เชน จำก 1,000 เฮรตซ ไปเปน

1,500 เฮรตซ แลววดระยะระหวำงต ำแหนงของทเสยงคอยทสดอกครง เปลยน

คำควำมถใหมำกขนหรอนอยลงอก 2-3 คำ แลวน ำคำระยะทำงทวดไดมำเปรยบเทยบ

กน

ส ำหรบผทตองกำรควำมแมนย ำในกำรวดสญญำณคลนเสยง อำจใชโทรศพท

อกเครองหนงเปนตววดเสยงผำนโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยงแทนกำรใชหฟง ซง

P a g e | 13

สำมำรถหำต ำแหนงทเสยงทดงทสดและเสยงทคอยทสดไดโดยกำรดสญญำณคลนเสยง

ทปรำกฏบนหนำจอของสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ โดยทกำรหำต ำแหนงทมเสยงคอย

ทสดท ำไดจำกกำรเลอนหำต ำแหนงทมควำมสงของสญญำณเสยงนอยทสด สวนกำรหำ

ต ำแหนงทมเสยงดงทสดท ำไดจำกกำรเลอนหำต ำแหนงทมควำมสงของสญญำณเสยง

มำกทสด

เกรเกรดความรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

ในระหวำงกำรท ำกจกรรมกำรทดลองเพอศกษำปรำกฏกำรณกำรแทรกสอด

ของคลนเสยง ผท ำกำรทดลองอำจมขอสงสยหรอเกดค ำถำมดงตอไปน

ท ำไมจงใหสงเกตต ำแหนงทคอยทสด ไมใชต ำแหนงทดงทสด

ตอบ เนองจำกกำรรบรของมนษยไมสำมำรถบอกควำมแตกตำงของ

สญญำณเสยงทดง ๆ ไดด กลำวคอ มนษยสำมำรถแยกแยะเสยงดงไดเพยงระดบหนง

เทำนน แตเมอเกนระดบนนแลว จะไมสำมำรถแยะแยะควำมแตกตำงไดดนก ดงนน

กำรสงเกตกำรแทรกสอดของเสยงโดยกำรฟงเสยงทเสยงคอยทสดจะสำมำรถท ำได

อยำงถกตองแมนย ำกวำ

ท ำไมต ำแหนงทเสยงคอยจงไมเงยบสนท

ตอบ ทฤษฎมกกลำววำ ต ำแหนงของกำรแทรกสอดทเกดกนหกลำงกนของ

คลนทมเฟสตรงขำมกนหรอเฟสตำงกน 180 องศำ จะมคลนลพธเปนศนย ซงเปนจรง

เฉพำะกรณทแอมพลจดของคลนทงสองเทำกนเทำนน แตในทำงปฏบตแอมพลจดของ

คลนเสยงมคำลดลงตำมระยะทำงอยำงรวดเรว ท ำใหเมอรวมกนแลวยำกทจะหกลำง

กนไดหมด อกทงแหลงก ำเนดเสยงสวนใหญไมใชแหลงก ำเนดเสยงชนดจดเหมอน

ในทำงทฤษฏ แมวำระยะหำงระหวำงแหลงก ำเนดเสยงมคำมำกกวำขนำดของ

P a g e | 14

แหลงก ำเนดเสยงมำกจนประมำณไดวำเปนแหลงก ำเนดเสยงชนดจดกตำม แตปจจยน

กอำจท ำใหผลกำรสงเกตมควำมคลำดเคลอนไปจำกทฤษฎไดพอสมควร

ในกรณทใชโทรศพทสองเครองเปนแหลงก ำเนดเสยง ท ำไมบำงครงรสกวำ

เสยงมกำรขำดเปนหวง ๆ

ตอบ เนองจำกวธในกำรสรำงเสยงจำกโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ ไดถก

ออกแบบใหสรำงเสยงโดยกำรปลอยคลนเสยงทก ำหนดไวออกมำเปนชด ๆ ตอเนองกน

ดงนน สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซจ ำนวน 2 เครองทตำงรนกน อำจมกำรปลอยคลน

เสยงแตละชดไมพรอมกน ชวงควำมแตกตำงนนเองทท ำใหผฟงไดยนเหมอนเสยง

กระตกซงอำจเปนเสยงทดงขนหรอคอยลงอยำงฉบพลนกได หำกพบเหตกำรณเชนน

แลวตองกำรผลกำรทดลองทแมนย ำชดเจนขน ควรใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ

จ ำนวน 1 เครองมำตอกบล ำโพงสเตอรโอแทน แตอยำงไรกตำมปญหำนเกดขนนอย

มำกหำกใชโทรศพทรนเดยวกน

ผลกำรทดลองทไดจำกกำรจดกจกรรมนอำจเปนไปไดหลำกหลำยรปแบบ

มำก เนองจำกปจจยตำง ๆ เชน สภำพของสงแวดลอม อปกรณและเครองมอทใช และ

ควำมถทเลอกใช ดงนน รปแบบของกำรแทรกสอดทไดอำจถอวำเปนเอกลกษณเฉพำะ

ขนกบปจจยดงทกลำวมำ แตอยำงไรกด ควำมสมพนธระหวำงควำมถและระยะหำง

ระหวำงจดทเกดเสยงคอยทสดกยงคงเปนไปในท ำนองเดยวกน

อนง ควรเขำใจวำ ล ำโพงภำยในของโทรศพททวไปนนมกมขนำดเลก และมก

ตอบสนองไดดตอกำรผลตเสยงควำมถสง ๆ ในขณะทตอบสนองไดไมดตอกำรผลตเสยง

ควำมถต ำๆ นอกจำกนน ในขณะทล ำโพงผลตเสยงควำมถต ำๆ ตวล ำโพงเองกผลต

ควำมถสงบำงสวนปนออกมำเองดวย ท ำใหไดเสยงทมควำมถหลำยคำ ซงอำจสงผลให

กำรหำจดทเสยงคอยทสดเปนไปไดยำกขน ดวยเหตน ในกำรทดลองกำรแทรกสอดของ

คลนเสยงทมควำมถต ำๆ จงเหมำะสมกบกำรใชล ำโพงภำยนอกมำกกวำ

P a g e | 15

กจกรรมกจกรรมเรอง การเรอง การสนพองสนพองในทอปลายเปดในทอปลายเปด

การสนพอง (Resonance) เปนปรำกฏกำรณทระบบไดรบแรงกระท ำจำก

ภำยนอกดวยควำมถเทำกบควำมถธรรมชำตของระบบพอด สงผลใหระบบมกำรสน

อยำงรนแรง จนบำงครงอำจเกดควำมเสยหำยขนได ตวอยำงของกำรสนพองเชน กำร

ดดหรอกำรเคำะวตถใหเกดเสยงขน และกำรสนพองของคลนเสยงในทอปลำยเปด

สาระส าคญสาระส าคญ

ทอปลำยเปดเปนทอทรงกระบอกทปลำยทงสองของทอมลกษณะเปดใหเสยง

เคลอนทเขำและออกไดจำกปลำยทอทงสองดำน กำรสนพองภำยในทอปลำยเปดจะ

เกดขนกตอเมอคลนเสยงทเขำมำจะตองมควำมยำวคลนทเหมำะสม โดยเงอนไขทเปน

ตวคดเลอกคอ ทบรเวณปลำยทอซงเปนบรเวณทโมเลกลของอำกำศสำมำรถเคลอนทได

อยำงอสระ เกดกำรแทรกสอดเปนปฏบพ (antinode) เทำนน ดงนนควำมยำวคลน

เสยงทนอยทสดทท ำใหเกดกำรสนพองไดตองมขนำดเปนสองเทำของควำมยำวของทอ

ปลำยเปด หรอ 0 2L ดงรปท 10 ถำอตรำเรวของเสยงในอำกำศเปน v สำมำรถ

หำควำมถของคลนเสยงนไดจำก 0

0 2

v vf

L

\

รปท 10 ภำพกำรหำควำมถต ำสดทสำมำรถเกดไดในทอปลำยเปด

ปฏบพ

บพ

ปฏบพ 4

4

L

P a g e | 16

ควำมถต ำสดทเกดกำรสนพองไดนเรยกวำ ความถมลฐาน (fundamental

frequency) และเมอพจำรณำกำรเกดคลนนงของเสยงทมควำมถสงขนอนถดไป (อำจ

เรยกวำ ฮำรมอนกถดไป) ท ำใหไดเสยงทตรงตำมเงอนไขดงรป

รปท 11 ภำพกำรหำควำมถทสงขนทเกดกำรสนพองในทอปลำยเปด

ซงสำมำรถหำควำมยำวคลนของคลนขบวนนไดเปน 1 L และควำมถเสยงเปน

1 0

1

2v

ffv

L หรออำจกลำวไดวำ กำรเกดกำรสนพองของเสยงทมควำมถ

สงขนอนถดไปมควำมถสงขนเปน 2 เทำของควำมถมลฐำน

โดยกำรวเครำะหเชนน อำจหำควำมถทสำมำรถเกดกำรสนพองในทอ

ปลำยเปดนไดเปน 2 03 ,f f 3 0 ,4 ff หรอเขยนควำมสมพนธแบบทวไปได

วำ 0( 1)n nf f เมอ 1,2,3,n

ในกจกรรมน เรำจะไดสงเกตปรำกฏกำรณสนพองในทอปลำยเปด โดยใช

แอปพลเคชนเปนตวสรำงเสยงตำมควำมถทตองกำร เพอมำท ำใหเกดกำรสนพองในทอ

ปลำยเปด จำกนนจงสงเกตกำรสนพองทเกดขนโดยกำรฟงหรอใชโทรศพทอกเครอง

หนงในกำรวดควำมดงของเสยง

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

P a g e | 17

2. ทอปลำยเปด อำจใชทอหรอกระบอกใสของทมขนำดใหญพอสมควร

เชน กระบอกใสลกขนไก กระบอกใสกระดำษเขยนแบบ หรอใช

กระดำษแผนใหญ ๆ เชนหนงสอพมพ หรอกระดำษวำดเขยน มวนเปน

ทรงกระบอกแลวใชหนงยำงรดไวกได

กจกรรมกจกรรม

วำงทอปลำยเปดไวบนพนรำบ โดยระวงอยำใหมสงใดมำอดปลำยทอ เปด

โปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ แลวน ำสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซไปวำงบรเวณปลำย

ทอดำนหนง โดยหนล ำโพงเขำหำทอ แตระวงอยำใหอดปลำยทอ (ถำใชล ำโพงภำยนอก

จะมควำมสะดวกในกำรปรบควำมถบนตวโปรแกรม) ตงคำควำมถทต ำ ๆ เชน 100

เฮรตซ แลวแตะทรปสอมเสยงเพอเรมผลตคลนเสยง จำกนนคอย ๆ เลอนแถบควำมถ

ไปทำงขวำมอเพอเปนกำรเพมควำมถ โดยทวไปแลวผท ำกำรทดลองเรมไดยนเสยงเบำ

ๆ ในตอนเรมตน

รปท 12 กำรปรบควำมถโดยกำรเลอนแถบควบคมและปอนคำโดยตรง

P a g e | 18

เนองจำกเสยงทไดยนในชวงควำมถต ำนอำจคลำยกบเสยงรบกวนจำก

สงแวดลอม ผท ำกำรทดลองจงจ ำเปนตองพสจนใหแนใจวำเปนเสยงจำกสมำรต

โฟนหรอแทบเลตพซจรงหรอไม โดยสงเกตจำกกำรเปด-ปดแหลงก ำเนดเสยงแลวฟง

เสยง เมอแนใจแลววำเสยงทไดยนมำจำกสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ จงเรมเพม

ควำมถของเสยงขนทละนอย โดยกำรแตะทลกศรดำนขวำ ซงเปนกำรเพมคำควำมถขน

ทละ 1 เฮรตซ เมอเปลยนคำไปแลวใหรอสกระยะหนง เพอใหเครองเปลยนควำมถให

ตำมตองกำร เมอเพมไปแลวใหทดลองฟงเสยงทเกดขน วำเสยงดงขนแบบผดปกต

หรอไม

รปท 13 แสดงกำรวำงเครองมอ โดยใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซวำงทปำกทอ

ในชวงแรก ๆ ทควำมถยงต ำกวำ 200 เฮรตซนน หของมนษยอำจยง

ตอบสนองไดไมดนก ผทดลองจงอำจรสกวำไดยนเสยงคอยมำก และรสกวำเสยงเรมดง

ขนเมอควำมถสงขน ในกรณเชนนไมใชกำรเกดกำรสนพอง แตเปนเหตจำกกำร

P a g e | 19

ตอบสนองของหดขน ท ำใหสำมำรถไดยนเสยงชดขนเทำนนเอง ส ำหรบกำรสนพองท

เกดขนสงเกตไดจำกเสยงดงขนอยำงผดปกต และเสยงจะคอยลงเมอผำนจดทเปนกำร

สนพองไป ดงนนจงถอวำเกดกำรสนพองเกดขนเมอเสยงทเกดในทอปลำยเปดมควำม

ดงมำกกวำควำมถรอบขำงอยำงชดเจน

ในชวงแรก อำจปรบควำมถครงละ 5 หรอ 10 เฮรตซกไดเพอใหพบชวง

ควำมถทเกดกำรสนพองไดเรวขน เมอพบชวงทเกดกำรสนพองแลวจงคอยปรบ

คำควำมถอยำงละเอยดอกครงนง ต ำแหนงทสงเกตพบกำรสนพองนอำจกวำงไดหลำย

เฮรตซ ทงนเพรำะหของมนษยไมสำมำรถแยกควำมดงในบรเวณนนไดดนก

เมอบนทกคำควำมถทเกดกำรสนพองครงแรกไดแลว จงเพมควำมถขน เพอ

หำควำมถทเกดกำรสนพองครงตอไป โดยหำควำมถดงกลำวสก 2-3 คำ แลวน ำ

คำควำมถดงกลำวมำวเครำะห

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

เมอน ำควำมถทเกดกำรสนพอง 2-3 ครงแรกมำวเครำะห โดยเทยบกบ

ควำมสมพนธ 0( 1)n nf f โดยทตองคดเสมอวำ ควำมถแรกทพบ อำจไมใช

ควำมถมลฐำนเสมอไป เพรำะดงทไดกลำวไปในตอนตนวำ ในชวงทควำมถต ำ ๆ นน ห

ของมนษยยงไมสำมำรถตอบสนองตอเสยงไดดนก จงมควำมเปนไปไดทกำรรบฟงเสยง

อำจพลำดทพบควำมถมลฐำนจรงๆ ได นอกจำกนควำมถถดไปทเกดกำรสนพอง อำจ

ไมใชฮำรมอนกถดไปจรงๆ กไดเชนกน ดงนน สงทควรท ำคอ หำสดสวนโดยประมำณ

ของควำมถทเกดกำรสนพอง แลวแทนคำ n ทเหมำะสมทสด

เมอไดคำ n ทคดวำเหมำะสมกบทกคำควำมถแลว อำจน ำมำวำดกรำฟ หรอ

ใชวธทำงสถตเพอหำคำควำมถมลฐำนทไดจำกกำรทดลองและเมอไดควำมถมลฐำนแลว

กค ำนวณหำคำอตรำเรวของเสยงออกมำจำกควำมสมพนธ v f เพอประมำณ

P a g e | 20

ควำมผดพลำดของกจกรรมน เนองจำกในแอปพลเคชนนไดค ำนวณคำอตรำเรวของ

เสยงในอำกำศทอณหภมตำง ๆ ไวใหแลว จงสำมำรถใชเปรยบเทยบกนเพอทดสอบ

ควำมถกตองได

P a g e | 21

ตวอยางแบบบนทกผลกจกรรตวอยางแบบบนทกผลกจกรรมม

ควำมยำวของทอ ( L ) ................................. เมตร

อณหภมของอำกำศ ................................. องศำเซลเซยส

อตรำเรวของเสยงในอำกำศจำกกำรค ำนวณ ................................. เมตรตอวนำท

( 331 0.6tv t เมตรตอวนำท)

การสน

พอง

ครงท

ความถทเกดการสนพอง

(เฮรตซ)

อตราสวนระหวางความถ

ทเกดการสนพองตอ

ความถต าทสด ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

1

2

3

4

5

ควำมถมลฐำนทควรเปนคอ ................................. เฮรตซ

ควำมยำวคลนทควำมถมลฐำน

- ในกรณของทอปลำยปด ( 0 2L ) ................................. เมตร

- ในกรณของทอปลำยปด ( 0 2L ) ................................. เมตร

อตรำเรวของเสยง ( 1 1v f ) ................................. เมตรตอวนำท

P a g e | 22

กจกรรมกจกรรมเรอง การเรอง การสนพองสนพองในทอปลายปดในทอปลายปด

ในกจกรรมทผำนมำ เรำไดศกษำปรำกฏกำรณสนพองในทอปลำยเปดไปแลว

ส ำหรบกจกรรมตอไปจะเปนกำรศกษำกำรสนพองในทอปลำยปดหนงดำน โดยในทน

ทอปลำยปด คอ ทอทมปลำยขำงหนงปดและอกขำงหนงเปด เสยงจงเคลอนทเขำและ

ออกไดจำกปลำยทอดำนทเปดเทำนน ในกจกรรมน เรำจะศกษำวำ ควำมถของเสยงท

ท ำใหเกดกำรสนพองในทอปลำยปดมควำมสมพนธกบควำมยำวของทอปลำยปด

อยำงไร

สาระส าคญสาระส าคญ

กำรเกดกำรสนพองภำยในทอปลำยปดมเงอนไขทแตกตำงจำกทอปลำยเปด

เนองจำกในบรวณทปลำยทอทถกปด โมเลกลของอำกำศจะถกกดตดกบผนงทปดอย

บรเวณปำกทอท ำใหไมสำมำรถเคลอนทได กำรแทรกสอดทเกดขนบรเวณนจงตองเปน

บพ (node) เทำนน ดงนนควำมยำวคลนเสยงทนอยทสดทท ำใหเกดกำรสนพองไดตอง

มขนำดเปนสเทำของควำมยำวของทอปลำยเปด หรอ 0 4L ดงรปท 9 ถำ

อตรำเรวของเสยงในอำกำศเปน v สำมำรถหำควำมถของคลนเสยงนไดจำก

04

v v

Lf

P a g e | 23

รปท 14 ภำพกำรหำควำมถต ำสดทสำมำรถเกดไดในทอปลำยปด

ส ำหรบควำมถทสงขนล ำดบตอไป เหนไดวำ ยงคงตองรกษำเงอนไขของกำร

แทรกสอดของคลนเชนเดม สงผลใหควำมยำวคลนเปน 1

4

3L สงผลใหควำมถ

เสยงทเกดคลนนงในล ำดบถดไปเปน 1 03 34 4

3

v vf f

LL

และในท ำนอง

เดยวกน สำมำรถหำคำควำมถล ำดบถด ๆ ไปไดเปน 2 0 3 05 , 7 ,ff f f ดงน

เรอยไป หรออำจสรปเปนควำมสมพนธงำย ๆ คอ ฮำรมอนกล ำดบท n จะมควำมถ

0(2 1)n n ff เมอ 1,2,3,n

รปท 15 กำรหำควำมถทสงขนทเกดกำรสนพองในทอปลำยปด

ในกจกรรมน เรำจะไดทดลองวดควำมถของเสยงดงกลำวโดยใชอปกรณงำย

ๆ เพอเปรยบเทยบกบกจกรรมทแลว

L

บพ

ปฏบพ 4

P a g e | 24

อปกรณทใชอปกรณทใชในกจกรรมในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

2. ทอทรงกระบอกปลำยปดหนงขำง เชน กระบอกใสเครองเลนกฬำตำง ๆ

ทมฝำปดขำงหนง หรอปดดวยกระดำษแขงทตดเปนวงกลมใหพอดกบ

ทอแลวหมดวยกระดำษช ำระเพอใหปดปำกกระบอกไดสนท ในกรณทใช

ทอพลำสตกทปองกนกำรเปยกจำกน ำได อำจใชกำรจมน ำแทน และ

ปรบควำมยำวทอโดยกำรปรบระดบควำมสงของทอทอยเหนอน ำ

กจกรรมกจกรรม

ในกจกรรมน เรำสำมำรถเลอกแนวทำงในกำรท ำกำรทดลองได 2 แบบ

ขนอยกบทอปลำยปดทใชส ำหรบกำรทดลอง คอ 1. กจกรรมส ำหรบทอปลำยปดทม

ขนำดคงทหรอปรบควำมยำวไมได และ 2. ทอปลำยปดทสำมำรถปรบควำมยำวได

แนวทำงท 1 ทอปลำยปดทปรบควำมยำวไมได

ส ำหรบทอปลำยปดทปรบควำมยำวไมได ใหท ำกจกรรมเชนเดยวกบกำร

ทดลองกำรสนพองในทอปลำยเปด โดยหำควำมถต ำสดทเกดกำรสนพอง และควำมถท

สงขนมำอก 2-3 คำ แลวน ำไปวเครำะหหำคำควำมถมลฐำน ยกเวนสมกำรทใชในกำร

หำควำมสมพนธของควำมถ โดยเปลยนเปน 0(2 1)n n ff

P a g e | 25

แนวทำงท 2 ทอปลำยปดทสำมำรถปรบควำมยำวได

ส ำหรบแนวทำงน กำรทดลองจะตรงกนขำมกบวธทกลำวมำขำงตน จำกเดม

โดยใชวธกำรเปลยนควำมถไปจนพบกำรสนพอง แตในกรณน จะใชวธกำรเปลยนควำม

ยำวของทอไปจนพบกำรสนพองแทน

เรมท ำกจกรรมโดยเปดโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ และก ำหนดคำควำมถ

ไวคำหนงทคดวำสำมำรถรบฟงไดชดเจน เชน 1,000 เฮรตซ แลวน ำไปวำงไวบรเวณ

ปลำยเปดของทอ คอย ๆ ปรบควำมยำวของทอ ดงรปท 16 จนพบควำมยำวของทอท

ท ำใหเกดกำรสนพองทดงทสด (ในกรณทใชชดทดลองทอปลำยปดของ สสวท. สำมำรถ

ใชกำรเลอนลกสบเขำหรอออกเพอเปนกำรปรบควำมยำวของทอปลำยปดได แตถำใช

ทอจมน ำจะสำมำรถปรบควำมยำวของทอทอยเหนอน ำไดโดยกำรเลอนทอขนหรอลง)

บนทกคำควำมยำวดงกลำว

จำกนนคอย ๆ ปรบควำมยำวของทอใหสนลง สงเกตไดวำ เสยงจะเบำลง

อยำงชดเจน คอย ๆ ปรบลดควำมยำวลงอยำงตอเนองจนพบกำรสนพองอกครงหนง

บนทกควำมยำวของทอ ท ำเชนนไปเรอย ๆ จนกระทงหมดควำมยำวของทอ

รปท 16 กำรทดลองกำรสนพองของทอปลำยปดทสำมำรถปรบควำมยำวได

P a g e | 26

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

ส ำหรบกจกรรมในแนวทำงแรกนน กำรท ำกำรทดลองและกำรวเครำะหผล

จะเหมอนกบกำรกำรทดลองกำรสนพองในทอปลำยเปดทกประกำร จงไมขอกลำวซ ำ

เพยงแตตอนทค ำนวณและวเครำะหผลจ ำเปนทตองเปลยนควำมสมพนธใหเหมำะสม

เทำนน

สวนกจกรรมในแนวทำงท 2 อำจกลำวไดวำ ควำมยำวของทอทสนทสดท

สำมำรถพบกำรสนพองไดนน เปนควำมยำวทสอดคลองกบควำมถมลฐำนไดเลย ทงน

เพรำะควำมถของคลนเสยงทใชเปนควำมถทหของมนษยไดยนชดเจนอยแลว สงทควร

สงเกตคอ ควำมยำวล ำดบถดไปทเกดกำรสนพองไดตองมจ ำนวนเทำของควำมยำว

ต ำสดเปนเลขคเทำนน ตำมควำมสมพนธ 0(2 1)n n ff นนคอ ควำมยำวล ำดบ

ถดไปมคำเปน 3, 5, 7, ··· เทำของควำมยำวต ำสด

จำกคำควำมถมลฐำนและควำมยำวทสอดคลองกบควำมถมลฐำนน ท ำให

สำมำรถค ำนวณคำอตรำเรวของเสยงออกมำไดเชนกน และสำมำรถใชในกำรประมำณ

คำควำมผดพลำดของกำรทดลองนได

P a g e | 27

ตวอยางแบบบนทกผลกจกรรมตวอยางแบบบนทกผลกจกรรมการสนพองในทอปลายปดทสามารถปรบการสนพองในทอปลายปดทสามารถปรบ

ความยาวไดความยาวได

ควำมถทเลอกใช ( f ) ................................. เฮรตซ

อณหภมของอำกำศ ................................. องศำเซลเซยส

อตรำเรวของเสยงในอำกำศจำกกำรค ำนวณ ................................. เมตรตอวนำท

( 331 0.6tv t เมตรตอวนำท)

การสนพอง

ครงท

ความยาวของทอ

ปลายปด

(เมตร)

อตราสวนระหวางความ

ยาวทเกดการสนพองตอ

ความยาวทสนทสด

1

2

3

4

5

ควำมยำวทอทสนทสดทควรเปนคอ ( 1L ) ................................. เฮรตซ

ควำมยำวคลนทควำมถมลฐำน ( 14L ) ................................. เมตร

อตรำเรวของเสยง (v f ) ................................. เมตรตอวนำท

P a g e | 28

กจกรรมกจกรรมเรอง การสรางเสยงโดยการเปาขวดเรอง การสรางเสยงโดยการเปาขวด

กำรสรำงเสยงโดยกำรเปำขวดเปนกำรสรำงเสยงแบบงำย ๆ ทหลำยคนอำจ

เคยเลนกนมำบำงแลว ซงพบวำ เสยงทออกมำจำกขวดนนจะแตกตำงกนออกไป ขนกบ

ปจจยหลำยๆ อยำง เชน ขนำดและรปรำงของขวด ระดบน ำทอยในขวด แรงลมทใชใน

กำรเปำขวด เปนตน ปจจยเหลำน อำจท ำใหเสยงทเกดขนมระดบสง-ต ำตำงกนไป

สาระส าคญสาระส าคญ

กำรสรำงเสยงจำกขวดอำศยหลกกำรเดยวกบกำรสรำงเสยงจำกเครองดนตร

ชนดเปำ กลำวคอ เมอเปำลมผำนปำกขวด กจะท ำใหอำกำศทวงผำนปำกขวดเกดกำร

หมนวนขน กำรหมนวนนจะมลกษณะแบบปนปวน สงผลใหเกดควำมถตำง ๆ จ ำนวน

มำกมำย เสยงแบบนไมมรปแบบเฉพำะ จงมลกษณะเหมอนเสยงรบกวนทวไป แตทได

ยนเสยงดงขนจำกขวดเปนเพรำะขวดไดคดเลอกเสยงทเหมำะสมกบรปรำงของขวดมำ

ท ำใหเกดกำรสนพองภำยในขวดขน สงผลใหเสยงควำมถดงกลำวมเสยงดงโดดเดนกวำ

เสยงควำมถอน ๆ ควำมถของเสยงทท ำใหเกดกำรสนพองดงกลำวกคอควำมถธรรมชำต

ของขวดนนเอง และนเองทท ำใหเสยงจำกกำรเปำขวดในสภำพตำง ๆ มรปแบบ

เฉพำะตว

ลกษณะกำรคดเลอกควำมถขำงตน เปนกระบวนกำรทคลำยกบกำรสนพอง

ของเสยงในทอปลำยปด แตเปนกำรเกดคลนนงดวยรปทรงแบบสำมมต และมควำม

ซบซอนกวำมำกเพรำะขนกบรปทรงของขวดทใช ท ำใหไมสำมำรถท ำนำยดวยสมกำรท

งำย ๆ แบบทอปลำยปดได

P a g e | 29

ในกจกรรมน เรำจะไดทดลองวเครำะหเสยงทไดจำกกำรเปำขวด และจะได

หำวำปจจยใดบำงทสงผลตอเสยงทเกดขนจำกกำรเปำขวด

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

2. ขวดน ำรปรำงและขนำดตำง ๆ กน ขวดน ำดงกลำวควรมปำกขวดทไม

ใหญเกนไปนก ส ำหรบขวดน ำดมทเปนพลำสตกทวไปกสำมำรถน ำมำใช

ได

กจกรรมกจกรรม

น ำปำกขวดวำงบรเวณใตรมฝปำกลำง แลวเปำลมผำนปำกขวดออกไป โดย

ใหลมทออกไปผำนบรเวณปำกขวด โดยไมเขำไปในขวดโดยตรง กำรเปำในลกษณะนจะ

ท ำใหเกดกำรหมนวน (turbulence) ของอำกำศขนทบรเวณปำกขวด และสงผลใหเกด

เสยงควำมถตำง ๆ จ ำนวนมำกทบรเวณปำกขวด ผท ำกำรทดลองอำจตองฝกเปำใหได

ควำมแรงและระยะทเหมำะสมเพอใหเกดกำรสนพองทดงชดเจน

เมอสำมำรถเปำขวดจนไดเสยงดงชดเจนแลว กใชโปรแกรมเครองมอวด

ควำมถเสยง บนทกสญญำณเสยงทได และบนทกภำพหนำจอไว ซงจะไดผลกำรทดลอง

คลำยกบตวอยำงดงรป

P a g e | 30

รปท 17 กำรวดเสยงจำกกำรเปำขวดเปลำ ไดควำมถประมำณ 215 เฮรตซ

ศกษำรำยละเอยดของเสยงทไดโดยกำรปรบยอขยำยสญญำณ จะเหนไดวำ

เสยงนประกอบดวยควำมถตำง ๆ มำกมำย อนเนองมำจำกกำรหมนวนของอำกำศ

และรปทรงของขวดกเปนตวคดเลอกใหบำงควำมถเดนออกมำ และนนคอเอกลกษณ

ของเสยงจำกขวดใบทใชในกำรท ำกำรทดลอง

จำกนน ท ำกำรทดลองซ ำ โดยคอย ๆ เตมน ำใหมระดบสงขนเรอย ๆ เมอ

เตมน ำเขำไปประมำณ 1 ใน 3 ของขวด ท ำใหไดผลกำรทดลองคลำยกบตวอยำงดงรป

รปท 18 กำรวดเสยงเมอมน ำประมำณ 1 ใน 3 ของขวด ไดควำมถประมำณ 301 เฮรตซ

P a g e | 31

ท ำกำรทดลองซ ำโดยเตมน ำเขำไปหลำย ๆ ระดบ บนทกภำพพรอมคำควำมถ

และวดควำมสงของระดบน ำดวย น ำตวแปรตำง ๆ น ำมำวเครำะหผลทเกดขน

หำกมขวดรปทรงอน ๆ กสำมำรถท ำกำรทดลองซ ำได โดยสงเกตวำเสยงจำก

ขวดรปทรงตำง ๆ แตกตำงกนหรอไม และสำมำรถอธบำยหรอหำควำมสมพนธได

อยำงไร

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

สงทสำมำรถสงเกตไดจำกกจกรรมนคอ เมอระดบน ำในขวดสงขน เสยงทได

ยนกจะมควำมถสงขน (เสยงแหลมขน) ทงนสำมำรถอธบำยไดโดยกำรคดเลอกควำมถ

ในลกษณะเดยวกบทอปลำยปดในกจกรรมทแลวนนเอง เพรำะถำพจำรณำวำขวดคอ

ทอปลำยปดทมผนงทปดคอผวน ำ และดำนทเปดคอปำกขวด กพบวำ คลนนงท

สำมำรถเกดกำรสนพองไดกตองเปนไปตำมเงอนไขของทอปลำยปดนนเอง กลำวคอ

เมอระดบน ำสงขน ทอจะสนลง และท ำใหคลนทสำมำรถเกดกำรสนพองไดมควำมยำว

คลนสนลงหรอควำมถสงขนไปดวย

ถำกำรเกดเสยงจำกกำรเปำขวดมลกษณะเดยวกบกำรสนพองแลว เหตใด

ขวดทรปทรงแตกตำงกนจงมเสยงแตกตำงกนดวย ท ำไมเสยงทไดยนจงไมขนกบระดบ

ควำมสงของน ำเพยงอยำงเดยว ส ำหรบค ำถำมนอธบำยไดวำ กำรเกดกำรสนพองใน

ขวดน ำนนไมไดเกดเพยงแนวเดยว กลำวคอไมไดมเกดกำรสนพองแคในแกนตง แต

ยงคงมกำรสนพองทเกดในแกนอน ๆ ดวย ซงขนอยกบรปทรงของขวดนนเอง (แต

บรเวณผวขวดตองเปนบพเสมอ เพรำะอำกำศบรเวณนเคลอนทไมได) ดงนนจงมควำม

เปนไปไดทเกดกำรสนพองจ ำนวนมำกมำยขนในขวด และสดสวนของควำมถตำง ๆ ก

จะเปลยนไปตำมแตรปทรงของขวดดวย ท ำใหเสยงจำกขวดแตละรปทรงมเอกลกษณ

เปนของตนเอง

P a g e | 32

จำกกำรอธบำยขำงตน สงเกตไดวำ เมอมระดบน ำจำกปำกขวดเทำกน กำร

เปำขวดทมลกษณะอวนปอมจะใหเสยงทมกวำกำรเปำขวดทมลกษณะผอมสง เชน กำร

เปำขวดน ำอดลมขนำด 2 ลตร มเสยงทมกวำกำรเปำขวดน ำดม 500 มลลลตร ซงเสยง

ทออกมำจำกขวดทงสองนอำจจะมควำมถหลกเทำกนกได แตควำมถทเปน

องคประกอบอน ๆ ของขวดอวนปอมจะมสดสวนของควำมถต ำมำกกวำขวดทผอมสง

ท ำใหไดยนเสยงทมกวำ

กำรสรำงเสยงโดยกำรเปำขวดน คลำยกบกำรสรำงเสยงพดของมนษย เพรำะ

ในกรณของมนษย อวยวะทใชสรำงเสยงทมควำมถตำงๆ ทเรยกวำ เสนเสยง (vocal

chord) ซงเปนแผนเยอบำง ๆ ขวำงหลอดลมอยบรเวณลกกระเดอก หำกเอำมอแตะ

บรเวณนและสงเสยงพดออกมำจะรสกไดถงกำรสน เมอสงเสยงกจะบงคบลมใหวงผำน

เสนเสยงน และท ำใหเกดกำรสนขนและผลตเสยงควำมถตำง ๆ ออกมำมำกมำย และ

เขำสกระบวนกำรคดเลอกควำมถทท ำใหเกดกำรสนพองตอไป โดยทกลไกกำรคดเลอก

ควำมถเสยงของมนษยมควำมซบซอนมำก สรระของผพดสงผลอยำงมำกตอเสยงท

เกดขน ไมวำจะเปนล ำคอ ชองปำก รมฝปำก โพรงจมก ลนและฟน ทมกำรปรบเปลยน

รปรำงตลอดเวลำ เสยงพดของแตละคนจงเปนเอกลกษณเฉพำะตว

อำจสงเกตไดวำ ผพดทมรำงกำยเลก มกจะมเสยงแหลมสง สวนผทมรำงกำย

ใหญ จะมเสยงทมต ำ นกเปนผลจำกสรระทมตอกำรคดเลอกเสยงเชนเดยวกบรปรำง

ของขวดสงผลตอเสยงทไดยนนนเอง

หลกกำรดงกลำวนท ำใหสำมำรถน ำไปพสจนเสยงพดได โดยกำรแยก

องคประกอบของเสยง หรอหำ คณภาพของเสยง (sound quality) จำกกำรพดใน

ค ำพดหนง ๆ โดยทคน ๆ เดยวกน เมอพดค ำๆ เดยวกน จะมองคประกอบเหมอนกน

แตหำกเปนคนละคน องคประกอบนแตกตำงกนไปเนองจำกสรระของผพด และไม

P a g e | 33

สำมำรถเปลยนแปลงไดแมพยำยำมดดเสยงกตำม ปจจบนกระบวนกำรพสจนเสยง

ดงกลำวเรมเปนทยอมรบและมผลบงคบใชในทำงกฎหมำย

ค ำถำมชวนคด: ถำสำมำรถยอขนำดชำงใหลดลงเหลอตวเทำหนได ชำงนนจะ

สงเสยงรองเปนอยำงไร

P a g e | 34

กจกรรมกจกรรมเรอง การสรางเสยงจากแกวแบบมกานเรอง การสรางเสยงจากแกวแบบมกาน

หลำยคนคงเคยเหนแกวแบบมกำนทมกจะเรยกกนวำ แกวไวน กนมำบำง

แลว หลำยคนอำจเคยสรำงเสยงจำกแกวแบบน ทงโดยกำรเคำะ และกำรเอำนวถทปำก

แกวจนเกดเสยง ซงสำมำรถปรบเสยงทเกดขนไดโดยกำรเตมน ำลงไปทระดบตำง ๆ กน

และถำมกำรปรบเสยงใหเหมำะสมอำจสรำงเปนตวโนตตำง ๆ เพอบรรเลงเปนเพลงได

ในกจกรรมน เรำจะไดลองท ำกำรทดลองกบแกวน ำดงกลำวเพอหำเงอนไขและปจจย

ตำงๆ ทท ำใหเกดเสยงทแตกตำงกนจำกแกวไวนหรอแกวแบบมกำน

สาระส าคญสาระส าคญ

ส ำหรบกำรสรำงเสยงจำกแกว ไมวำจะเปนกำรเคำะ หรอเอำนวหมนวนท

ปำกแกวกตำม จะมหลกกำรในกำรสรำงเสยงแบบเดยวกบเครองดนตรทวไป กลำวคอ

มกำรผลตควำมถตำง ๆ มำกมำยขนมำ (เชน กำรเคำะ ดด หรอถ) และมกำรคดเลอก

เสยงบำงควำมถทเหมำะสมกบสภำพเงอนไขของแกวในขณะนน ซงกจะเปน

ปรำกฏกำรณกำรสนพองนนเอง กำรสนพองดงกลำวท ำใหเสยงทมควำมถทเหมำะสม

เกดเปนเสยงดงขนกวำควำมถอนๆ และเอกลกษณเฉพำะตวของแกวแตละใบ กท ำให

เสยงทไดมควำมแตกตำงกน ท ำใหกจกรรมนมควำมนำสนใจ เพรำะไมสำมำรถเดำไดวำ

เสยงทไดยนจำกแกวแตละรปทรงมลกษณะเปนอยำงไรนนเอง

กำรสรำงเสยงโดยกำรเคำะนนไมยำกนก เพรำะใคร ๆ กสำมำรถสรำงได

ในชวงแรกของกำรเคำะ จะเปนกำรสรำงเสยงหลำกหลำยควำมถออกมำพรอมกน ท ำ

ใหเสยง “เคำะ” ในชวงน จะมเสยงควำมถมำกมำยหลำกหลำยและอำจคลำยกนแมวำ

จะเปนแกวตำงใบ ตำงรปทรงกน แตเมอผำนพนชวงนไปแลว จะเหลอเสยงทมควำมถ

P a g e | 35

เหมำะสมเทำนนทสำมำรถคงกำรสนอยได ในชวงนเปนเสยงเฉพำะตวของแกวแตละใบ

นนเอง

ส ำหรบกำรสรำงเสยงโดยกำรใชนวถบรเวณปำกแกว สำมำรถท ำไดโดยใชนว

มอทสะอำด ไมมครำบไขมน แตะน ำใหเปยกเลกนอยแลวถไปบนขอบปำกแกว ออก

แรงกดเลกนอยจนรสกฝด เมอเกดเสยงดงกใหรกษำแรงกดดงกลำวไวตลอด กลไกกำร

สรำงเสยงในลกษณะนเปนแบบเดยวกบกำรสซอหรอไวโอลน โดยทนวมควำมฝดหรอ

แรงเสยดทำนทพยำยำมยดเกำะกบปำกแกวไว แตเนองจำกแรงถมมำกกวำแรงเสยด

ทำนดงกลำว กจะเกดกำรลน หรอหลดจำกปำกแกวไปเปนระยะหนงจำกนนกจะเกด

แรงเสยดทำนขนอกครงทต ำแหนงถดไปแลวกลนหลดอก เปนดงนไปเรอย ๆ กำรจบ

และลนหลดนท ำใหเกดกำรสนขนในโมเลกลของน ำและแกวและท ำใหเกดเสยงควำมถ

ตำง ๆ มำกมำยขนมำ ซงจะถกคดเลอกดวยรปทรงของแกวตอไป

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

2. แกวทมกำน อำจเปนแกวไวนหรอแกวคอนยคกได

กจกรรมกจกรรม

ส ำหรบกจกรรมในตอนแรก จะเปนกำรสรำงเสยงดวยวธทงำย ๆ โดยกำร

เคำะ แลววดเสยงทเกดขนโดยใชโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยง โดยตงใหเปน คอ

ใหแสดงทงรปคลนและจ ำแนกควำมถ (Wave+Freq) ในกจกรรมนจ ำเปนจะตองใช

ควำมไวพอสมควร เนองจำกเสยงทเกดจำกกำรเคำะจะหำยไปเรวมำก และเสยงท

P a g e | 36

ตองกำรจะเปนชวงกลำง ๆ ของเสยงทงหมดเทำนน อำจตองท ำกำรเคำะหลำยครงกวำ

จะไดผลตำมตองกำร

เมอไดรปคลนและควำมถจำกกำรเคำะแลว กใชนวทสะอำดและเปยก

เลกนอย ถไปบนปำกแกวจนไดยนเสยง สงเกตเสยงดงกลำวเทยบกบกำรเคำะแกวใน

ตอนแรก แลววดเสยงทเกดขนโดยใชโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยง บนทกรปคลน

และจ ำแนกควำมถเอำไว

เตมน ำลงไปในแกวทละนอย ๆ จำกนนท ำกำรทดลองซ ำ ทงกำรเคำะ และถ

ปำกแกว สงเกตเสยงทไดยน อำจตองทดลองซ ำหลำยครงเพอควำมแมนย ำใจกำร

บนทกรปคลนและควำมถของเสยง

รปท 19 กำรสรำงเสยงจำกแกวมกำนดวยกำรเคำะ (ซำย) และกำรถปำกแกว (ขวำ)

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

ส ำหรบกำรเคำะแกวนน เสยงทไดยนอำจแบงไดเปน 2 ชวงใหญ ๆ คอ

ชวงแรกเปนเสยงทเกดจำกกำรเคำะซงมเสยงควำมถตำงๆ มำกมำย ในชวงนจะเกด

เสยงทคลำยกน ไมวำแกวน ำจะมรปทรงอยำงไร และมน ำบรรจอยสงเพยงใดกตำม โดย

เสยงในชวงนจะเกดเปนเพยงเวลำสน ๆ หลงจำกนน สงแวดลอม คอรปทรงของแกว

และปจจยอนๆ กจะท ำหนำทคดเลอกเฉพำะบำงควำมถใหคงอยได นนคอ ควำมถท

ตรงกบควำมถธรรมชำตของแกวน ำนน ในชวงนมเวลำนำน ซงจะนำนเพยงใดกขนอย

P a g e | 37

กบควำมสำมำรถในกำรหนวงของแกวนนๆ ถำเปนแกวเปลำทมโครงสรำงสมบรณ กจะ

สำมำรถสนไดนำน และเกดเปนเสยงกองกงวำน แคถำเปนแกวทมน ำ หรอมโครงสรำง

ไมสมบรณกจะมกำรสญเสยพลงงำนของกำรสนไปไดงำย ท ำใหเสยงเบำลงอยำงรวดเรว

กำรเคำะแกวนจงใชเปนตวบงชวำแกวใบใดมควำมสมบรณในโครงสรำงไดวธหนง

โดยทวไปแลวแกวทมรำคำแพงจะมควำมสมบรณสง สวนแกวทมรำคำถกกวำกจะม

ควำมสมบรณรองลงมำ ตำมล ำดบ

รปท 20 คลนเสยงจำกกำรเคำะแกวในชวงแรก

จำกกำรท ำกจกรรม อำจสงเกตไดวำ เสยงจำกกำรเคำะแกว และเสยงจำก

กำรถปำกแกวนนเปนเสยงเดยวกน ดงรปท 21 เสยงทงสองตำงกนแคเพยง

องคประกอบของเสยง ถำเปนเครองดนตรกอำจกลำวไดวำมโนตเดยวกนนนเอง ทงน

เปนเพรำะเสยงทเกดขนทงสองมควำมถธรรมชำตเทำกน แตเนองจำกตวสรำงเสยงตง

ตนแตกตำงกน จงท ำใหองคประกอบของเสยงทไดตอนทำยแตกตำงกนเทำนนเอง

ปญหำทควรขบคดคอ อะไรทเปนตวทสนดวยควำมถธรรมชำตดงกลำว อำจะเปน

เพรำะชองอำกำศทอยภำยในแกว น ำภำยในแกว หรอเปนเนอแกว

P a g e | 38

รปท 21 คลนเสยงและสเปกตรมจำกกำรเคำะแกว (ซำย) และถปำกแกว (ขวำ)

เหนวำไดควำมถหลกเทำกน คอ 1,291 เฮรตซ

ปญหำนอำจตอบไดจำกกำรพจำรณำผลของกจกรรมทวดควำมถของแกวทม

ระดบน ำตำงกน อำจสงเกตไดวำเมอเตมน ำลงไปในแกว ยงน ำในแกวมระดบสงขน

เสยงทไดจำกแกวมควำมถต ำลง ผลของกจกรรมนจะตรงกนขำมกบเมอตอนทเปำขวด

กลำวคอตอนทเปำขวดนนยงระดบน ำสงขน ควำมถกยงสงขนตำมไปดวย ดงทได

อธบำยไววำเกดกำรกำรสรำงคลนนงในชองอำกำศดำนบนขวด แตในกรณของแกวแบบ

มกำนน ผลกลบตรงกนขำม ดงนนอำจสรปไดวำ กำรเกดกำรสนพองในชองอำกำศ

เหนอผวน ำของแกวแบบมกำนนนสงผลนอยกวำปจจยอนๆ

ในกำรอธบำยกำรเกดเสยงของแกวแบบมกำน อำจตองพจำรณำเรองของกำร

สนของวตถ ทงนสงเกตไดวำควำมถของกำรสนใด ๆ เปนผลมำจำกปจจยส ำคญ 2

ประกำร คอ แรงคนตว และ ควำมเฉอย ของระบบนนๆ

แรงคนตว (restoring force) เปนแรงทดงใหระบบกลบสสภำพเดม

เชนเดยวกบกำรทสปรงพยำยำมดงใหปลำยของสปรงกลบมำสจดสมดลเสมอ ในกรณ

ของแกวกเชนเดยวกน จะมกำรดงตวของแกวใหกลบมำสรปรำงเดม หำกไมมแรงคนตว

P a g e | 39

นแลว แกวยอมไมเกดกำรสนขน และอำจสงเกตไดวำ ยงแรงคนตวมคำมำก กจะมแรง

ดงกลบมำก เกดกำรเคลอนทอยำงรวดเรว สงผลใหควำมถของกำรสนมคำสง

ความเฉอย (inertia) เปนสภำพตำนกำรเคลอนทของระบบ เชนในกรณของ

มวลทผกอยทปลำยสปรง เมอมแรงจำกสปรงพยำยำมดงใหมวลเกดกำรเคลอนท มวลก

ตอบสนองโดยกำรเกดกำรตอตำนกำรเปลยนสภำพกำรเคลอนท ท ำใหมกำรเคลอนท

ดวยควำมเรงคำหนง เหนวำ ยงมวลมคำมำกขน ควำมเฉอยมคำมำกขน ควำมเรงใน

กำรเคลอนทกจะนอย สงผลใหควำมถของกำรสนทมคำนอย

จำกกำรพจำรณำปจจยทงสองขำงตน พบวำ เมอเตมน ำลงไปในแกว เปนกำร

เพมมวลโดยรวมของระบบ ท ำใหควำมเฉอยของระบบมคำเพมขน ในขณะทแรงคนตว

ยงคงไมเปลยนแปลงเนองจำกเปนแรงดงภำยในเนอแกว เปรยบเสมอนกำรเพมมวลท

ผกปลำยสปรงตวเดม ควำมถธรรมชำตของกำรสนนจงลดลง ซงสอดคลองกบผลของ

กจกรรมทสงเกตได

นอกจำกนน กำรอธบำยกลไกกำรเกดเสยงขำงตน ยงสำมำรถอธบำยไดวำ

เพรำะเหตใด ในกำรเปลยนแปลงระดบของน ำในแกวขณะทปรมำณน ำในแกวมคำ

นอยๆ กำรสนพองของเสยงทเกดขนจงมกำรเปลยนแปลงนอยมำก ทงนเปนเพรำะ

ปรมำณน ำในแกวยงมไมมำกพอทจะสงผลตอควำมเฉอยของระบบ ท ำใหแกวยงคงสน

ดวยควำมถคำเดม หรอมกำรเปลยนแปลงควำมถนอยมำก

P a g e | 40

กจกรรมกจกรรมเรอง คณภาพของเสยงจากเครองดนตรแบบตาง ๆเรอง คณภาพของเสยงจากเครองดนตรแบบตาง ๆ

ทกคนคงเคยไดยนเสยงดนตรกนมำแลว บำงคนอำจไดฝกเลนดนตรบำงประเภท

บำงคนอำจเคยนกสงสยวำเครองดนตรชนดตำง ๆ สรำงเสยงดนตรขนมำอยำงไร และ

เหตใดมนษยจงสำมำรถจ ำแนกเครองดนตรตำง ๆ ทเลนตวโนตเดยวกนไดโดยงำยเพยง

แคกำรฟงเสยงเทำนน

สาระส าคญสาระส าคญ

กำรสรำงเสยงของเครองดนตร อำจแบงไดเปน 2 สวน คอ ในสวนแรกเปน

กำรสรำงควำมถตำง ๆ ขนมำ และกำรคดเลอกควำมถ สวนทเปนกำรสรำงควำมถนน

จะขนอยกบลกษณะกำรผลตเสยง คลนเสยงทไดอำจมควำมถเฉพำะโดดเดนหรอไมกได

สวนทสองเปนกำรคดเลอกควำมถ สวนนเองถอวำเปนกระบวนกำรทส ำคญทท ำให

เครองดนตรมเสยงเปนเอกลกษณเฉพำะตว นคอ สำเหตทมนษยไดยนและรบรวำ

เครองดนตรตำงประเภทกนมเสยงทแตกตำงกนแมจะเลนตวโนตเดยวกน เชน กตำร

โฟลค กตำรคลำสสค และอคเลเล มเสยงทเปนแบบฉบบเฉพำะตวของตนเอง ทง ๆ ทม

หลกกำรสรำงเสยงเหมอนกน

กำรคดเลอกควำมถของเครองดนตรจะขนอยกบรปทรงและขนำดของเครอง

ดนตรนน ๆ โดยเกดขนจำกกำรทเสยงควำมถตำงๆ ทเกดขน เกดกำรสนพองภำยใน

เครองดนตรนนๆ ท ำใหเสยงในชวงควำมถทเหมำะสมกบกำรสนพองนนมควำมโดดเดน

กวำเสยงควำมถอน ๆ ทผลตขนมำพรอมกน ท ำใหองคประกอบของควำมถทไดยนม

ควำมแตกตำงกนออกไปตำมแตละชนดของเครองดนตร องคประกอบของควำมถใน

เสยงนเองทเรยกวำ คณภาพของเสยง (sound quality)

P a g e | 41

ค ำวำ คณภำพเสยง อำจท ำใหเขำใจวำเปนกำรบอกควำมไพเรำะของเสยง

แตในทำงฟสกสแลว คณภำพเสยง หมำยถง องคประกอบของควำมถตำง ๆ ทอยใน

เสยงวำมควำมถใดบำง ซงโดยทวไปแลวเครองดนตรชนดใดชนดหนงจะสรำงเสยงทม

ควำมถโดดเดนออกมำ เรยกไดวำเปนควำมถหลก หรอ ความถมลฐาน

(fundamental frequency) และยงมควำมถอน ๆ ประกอบรวมมำดวย เรยกวำ

ฮารมอนก (harmonic) ตวควำมถพนฐำนจะเปนตวก ำหนดโนตของเสยงดนตร สวน

ฮำรมอนกทประกอบจะเปนตวท ำใหเครองดนตรชนนน ๆ มเอกลกษณเฉพำะตว

เนองจำกค ำวำคณภำพเสยงอำจท ำใหคนฟงทวไปเขำใจผดวำเปนควำมไพเรำะของเสยง

บำงครงในทำงดนตรจงเรยกคณภำพเสยงวำ ทมเบอร (timbre) ซงมควำมหมำย

เดยวกน

ในกำรจ ำแนกควำมถของเสยงทำงทฤษฎนน จะพจำรณำอยบนพนฐำนวำ

เสยงทกเสยงประกอบดวยคลนรปไซนทมควำมถตำง ๆ มำซอนทบกน กำรจ ำแนก

ควำมถตำง ๆ ออกจำกกนนสำมำรถท ำไดโดยผำนกระบวนกำรทเรยกวำ การแปลงฟ

เรยร (Fourier transform) ซงใชควำมสำมำรถกำรแปลงฟเรยรทอยในโปรแกรม

เครองมอวดควำมถเสยงเพอจ ำแนกและแสดงองคประกอบของเสยงดนตรทตองกำร

ศกษำ

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

2. เครองดนตร 2-3 ชนด ควรเปนเครองดนตรทใชหลกกำรสรำงเสยงคน

ละแบบ เชน เครองดดกบเครองเปำ เครองดดกบเครองส เปนตน (ใน

กรณทไมสำมำรถหำเครองดนตรได สำมำรถใชโปรแกรม เลนเสยง

เครองดนตร แทนได)

P a g e | 42

กจกรรมกจกรรม

ในกจกรรมน เรำจะใชโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยง โดยตงใหแสดงผล

ทงรปคลนและกำรจ ำแนกควำมถ (Wave+Freq) และบนทกเสยงของเครองดนตรชนด

ตำง ๆ ทเลนโนตตวเดยวกน

เมอวดเสยงและจ ำแนกควำมถแลว สำมำรถพจำรณำองคประกอบของเสยง

ไดวำมควำมถตำง ๆ มำกนอยเพยงใด โดยเปรยบเทยบกนระหวำงเครองดนตรหลำย ๆ

ชนด

เมอไดเปรยบเทยบระหวำงเครองดนตรตำงชนดกนไปแลว กใชเครองดนตร

เครองเดยวแตเลนโนตทแตกตำงกน ซงเปนกำรสรำงควำมถทไมเทำกนออกมำ จำกนน

ใชโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยงในกำรจ ำแนกควำมถ และเปรยบเทยบผลทได

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

จำกกจกรรมน เหนไดวำ เครองดนตรแตละชนดมเอกลกษณของเสยง

เฉพำะตว ท ำใหหของมนษยสำมำรถแยกแยะไดโดยงำย ซงเปนเพรำะองคประกอบของ

ควำมถของเครองดนตรแตละชนดไมเหมอนกนนนเอง

แตถำเปนเครองดนตรชนดเดยวกนทเลนเสยงคนละตวโนต พบวำ แมวำ

ควำมถของเสยงทเกดขนไมเทำกน แตลกษณะกำรกระจำยของควำมถมควำมคลำยคลง

กน เปนเพยงแคกำรเลอนไปตำมแกนควำมถดวยอตรำสวนเดยวกนเทำนน ดวยเหตน

จงท ำใหเครองดนตรแตละชนดมเสยงเปนเอกลกษณของตนเองไมวำจะเลนโนตตวใดก

ตำม

P a g e | 43

รปท 22 คณภำพเสยงทไดจำกขลย (ซำย) และกตำร (ขวำ)

จำกกจกรรมนอำจสงเกตไดวำกำรแจกแจงควำมถทไดมลกษณะเปนแทงและ

กระจำยออกไป ไมคมชดดงทควรจะเปนเหมอนในทฤษฏ ทงนเนองจำกกระบวนวธทใช

ในกำรจ ำแนกควำมถของโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยงไดรบกำรปรบแตงเพอให

สำมำรถท ำงำนไดอยำงเรวและเหมำะสมกบกำรใชงำนบนเครองสมำรตโฟนหรอแทบ

เลตพซ จงมกำรเลอกใชควำมถทมำทดสอบเพยงไมกคำ และน ำขอมลไปวเครำะหเพยง

ไมกจด ท ำใหเมอจ ำแนกควำมถแลวเกดกำรเฉลยไปยงควำมถขำงเคยงบำง ภำพกำร

กระจำยควำมถจงไมคมชด และยงสงผลใหคำควำมถทค ำนวณไดและแสดงผลบน

หนำจออำจมควำมคลำดเคลอน โดยอำจมควำมผดพลำดเลกนอย ดงจะไดศกษำใน

กจกรรมถดไป

P a g e | 44

กจกจกรรมกรรมเรอง ระดบเสยงของโนตสากล เรอง ระดบเสยงของโนตสากล

กำรเลนดนตรจะมระบบของเสยง ทเรยกวำ ระบบโนตดนตร ทเรยงล ำดบ

เสยงสงต ำเปนขน ๆ ไว เพอใหงำยตอผสรำงสรรคผลงำนทำงดนตรทงในกำรสรำง

ท ำนองเพลงและผลตเสยงดนตร เคยนกสงสยไหมวำระบบกำรเรยงควำมถเสยงของ

โนตตำง ๆ เปนอยำงไร

สาระส าคญสาระส าคญ

ระบบโนตสำกลเปนระบบทใชกนแพรหลำย โดยทวไปจะเขำใจกนวำมโนตอย

7 ตว คอ โด เร ม ฟำ ซอล ลำ ท (โดยทวไปจะใชตวอกษรภำษำองกฤษ คอ C D E F

G A B ตำมล ำดบ) แตในควำมเปนจรงแลวมเสยงถง 12 ระดบ กลำวคอ จะมโนตอย

ระหวำงโนตบำงค ดงแสดงในรปท 23 ซงเปนแถบสด ำทอยระหวำง โด กบ เร ระหวำง

เร กบ ม ระหวำง ฟำ กบ ซอล ระหวำง ซอล กบ ลำ และระหวำง ลำ กบ ท เมอ

รวมกนแลวจะเปนโนตทงหมด 12 ระดบนนเอง และเรยกระดบทตำงกนนวำ ครงเสยง

(semitone)

รปท 23 โนตสากล และระบบบนไดหาเสน ดานบนส าหรบมอขวา ดานลางส าหรบมอซาย

P a g e | 45

กำรเลนดนตรโดยมโนตหลำยระดบนน ไมส ำคญวำจะตองเลนดวยโนตตวเดม

เสมอไป แตขนอยกบควำมสมพนธของกำรเปลยนระดบโนตนนมำกกวำ เชน กำรเลน

โนต “โด” “เร” “ม” จะมท ำนองเดยวกนกบกำรเลนโนต “ฟำ” “ซอล” “ลำ” ซงถำ

เลนโนตสองชดนแยกจำกกนอำจไมสงเกตถงควำมแตกตำงเลย เหมอนเปนกำรไลโนต

ชดเดยวกน นเปนกำรแสดงใหเหนวำ กำรรบรระดบโนตของหมนษยไมไดวดจำก

คำควำมถ แตเปนควำมสมพนธระหวำงโนตแตละตว นกดนตรกอำศยหลกกำรนในกำร

ปรบโนตใหเขำกบเสยงคนรอง เรยกวำ การปรบคย (transposition)

เงอนไขสองประกำรทใชในกำรหำคำควำมถของโนตตำง ๆ นน คอโนตสองตวท

อยตดกน หรอทเรยกวำหำงกนครงเสยง จะมสดสวนของควำมถเทำกนเสมอ และ

ควำมถของโนตตวเดยวกนทอยหำงกนไป 1 คแปด (octave) เชน จำกโดหนงไปอกโด

หนงทมควำมถสงกวำ จะมควำมถตำงกนเปนจ ำนวนสองเทำ จำกเงอนไขทงสองน จะ

สำมำรถหำไดวำสดสวนควำมถของโนตทหำงกนครงเสยงเปนเทำไร และท ำใหสำมำรถ

ค ำนวณควำมถของเสยงโนตตำง ๆ ออกมำไดนนเอง

สมมตวำ ควำมถของโนต โด (C1) มคำเทำกบ 1Cf ดงนน ควำมถของโนต โด

ทสงขนในคแปดถดไป (C2) จะมคำเปนสองเทำ หรอ 12 2 CC ff และถำสมมต

วำ ควำมถของโนตทหำงกนไปครงเสยง มสดสวนควำมถเปน k กลำวคอ

1#1 CC fkf และถำนบตวโนตทหำงกนไประหวำงโดหนง ไปอกโดหนงจะม 12

ตว นนคอ 1

12

2 CC fkf แตจำกกำรพจำรณำแบบคแปด จะไดวำ 212 k

สำมำรถหำคำ k ได เทำกบ 12 2 (รำกท 12 ของ 2 ซงมคำประมำณ 1.059)

P a g e | 46

รปท 24 กราฟแสดงความถตาง ๆ ของตวโนตในระบบโนตสากล

จาก http://en.wikipedia.org/wiki/Note

มำตรฐำนดนตรสำกล จะก ำหนดโนตมำตรฐำน คอโนต ลำ (standard A หรอ

A4) โดยก ำหนดใหมคำควำมถ 440 เฮรตซพอด และเสยงของโนตตวอนกสำมำรถหำได

จำกควำมสมพนธขำงตน

ในกจกรรมน เรำจะลองมำดควำมถของโนตตำง ๆ และลองเทยบกบทฤษฎ

ระดบเสยงดนตรขำงตนกน

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

2. เครองดนตรสำกล 1 ชนด ทสำมำรถเลนไดอยำงนอย 1 คแปด (ในกรณ

ทไมสำมำรถหำเครองดนตรได สำมำรถใชโปรแกรม เลนเสยงเครอง

ดนตร แทนได)

P a g e | 47

กจกรรมกจกรรม

ในกจกรรมน เรำจะเลนโนตตำง ๆ จำกเครองดนตรในชวง 1 คแปด และวด

ควำมควำมถเสยงโดยใชโปรแกรมเครองมอวดควำมถเสยงทตงคำใหแสดงผลทงรปคลน

และกำรจ ำแนกควำมถ (Wave+Freq) โดยจะบนทกคำควำมถมลฐำนของโนตและหำ

สดสวนของควำมถ เพอเปรยบเทยบกบทฤษฎโนตสำกลทกลำวไปขำงตน

ส ำหรบเครองดนตรประเภทคยบอรด เชนเปยโน หรอออรแกน สำมำรถเลอก

ชวงของโนตทตองกำรวดไดเลย แตไมควรเลอกเสยงทต ำนก เพรำะอปกรณตรวจจบ

เสยงในสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ ไมสำมำรถจ ำแนกเสยงควำมถต ำ ๆ ไดดนก แต

ส ำหรบเครองดนตรแบบดดคงตองพจำรณำต ำแหนงทจะเลนเปนกรณไป เชน กรณของ

กตำร หำกดดสำย 2 โดยไมกดสำยทใดเลย กจะเปนโนตโด (C) และเมอกดทชองแรก

กจะเปน เร-แฟลต (Db) ดงนไปเรอย ๆ จนกระทงกดทกลำงสำยพอด หรอชองท 12 ก

จะเปนเสยงโดในคแปดถดไปนนเอง

ส ำหรบกำรทดลองนนใหวดควำมถมลฐำนของโนตทหำงกน 1 คแปด เชน C

และ C’ ทเสยงสงขนถดไป จำกนนกวดควำมถมลฐำนของโนตแตละตวในคแปดนน

โดยไลไปทละครงเสยง บนทกคำควำมถทไดลงในตำรำง และค ำนวณคำสดสวนควำมถ

ของแตละตว

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

จำกกำรวดควำมถของเสยงดนตรทตวโนตตำงๆ สำมำรถทดสอบทฤษฎโนต

สำกลได 2 ประกำรดงน

P a g e | 48

ประกำรแรก โนตทหำงกน 1 คแปด จะมควำมถเปน 2 เทำ ซงสำมำรถ

พสจนไดจำกกำรวดโดยตรง ทงน นอกจำกจะเปรยบเทยบควำมถของเสยง โด (C) กบค

แปดของเสยงโด (C) แลว ยงสำมำรถทดสอบดวยโนตเสยงอน ๆ กจะไดผลเชนเดยวกน

ประกำรท 2 สดสวนของควำมถของโนตทหำงกนครงเสยง จะมคำคงท ซง

คำคงทนนมคำ 12 2 หรอประมำณ 1.059 ซงสำมำรถตรวจสอบไดจำกกำรท ำกำร

ทดลองแลวบนทกผลลงในตำรำง

ในกำรท ำกำรทดลองจรง อำจไมไดผลทเปนไปตำมทฤษฎอยำงสมบรณ ทงน

อำจเปนดวยเหตหลำยประกำร อำจเปนเพรำะเครองดนตรทใชไมไดมกำรปรบแตง

อยำงถกตอง และอำจเปนเพรำะขอจ ำกดของแอปพลเคชนในกำรจ ำแนกควำมถดงท

เคยอธบำยไวในกจกรรมเรองคณภำพของเสยงดนตรแบบตำง ๆ

P a g e | 49

ตวอยางแบบบนทกผลกจกรรม

เครองดนตร ...................................................

โนต ควำมถทอำนได

(เฮรตซ)

สดสวนควำมถ

กบโนตกอนหนำ

สดสวนควำมถ

กบโดตวแรก

C

Db

D

Eb

E

F

Gb

G

Ab

A

Bb

B

C’

P a g e | 50

กจกรรมกจกรรมเรอง การเกดบตเรอง การเกดบตของเสยงของเสยง

เมอมคลนเสยงสองขบวนเดนทำงมำพบกน จะเกดกำรรวมกนแบบซอนทบ

ถำควำมถของคลนทงสองขบวนเทำกน กจะเกดคลนนง หรอเกดกำรแทรกสอดเปนรวท

ต ำแหนงคงท ดงทเคยศกษำไปแลว แตถำควำมถของคลนทงสองขบวนตำงกนเลกนอย

กจะเกดปรำกฏกำรณทเสยงรวมกนแลวเกดเปนเสยงดง-คอย เปนชวง ๆ ปรำกฏกำรณ

ดงกลำวนเรยกวำ บต (beat) ซงไดใชปรำกฏกำรณนในกำรเปรยบเทยบเสยงวำม

ควำมถใกลกนหรอไม ไดอยำงถกตองและแมนย ำ กจกรรมนจะท ำใหเรำไดรจกกบ

ปรำกฏกำรณกำรบตของเสยงมำกยงขน

สาระส าคญสาระส าคญ

เปนททรำบกนแลววำ เมอคลน 2 ขบวนเคลอนทมำเจอกนจะเกดกำรรวมกน

แบบซอนทบกนของระยะกำรกระจดของตวกลำง บำงครงอำจท ำระยะกำรกระจด

ลพธเปนศนยเนองจำกเกดกำรรวมกนแบบหกลำง และบำงครงอำจท ำใหระยะกำร

กระจดลพธมคำสงเนองจำกเกดกำรรวมกนแบบเสรม ถำพจำรณำคลนทมควำมถ

เทำกน ในกรณทมเฟสตรงกน กจะไดคลนลพธทมลกษณะดงรปท 25

P a g e | 51

รปท 25 แบบจ ำลองกำรรวมกนของคลนสองขบวนทมควำมถเทำกน

อนง แกนนอนของกรำฟในรปท 25 นนเปนเวลำหรอระยะทำงกได ถำเปน

เวลำกจะถอวำเปนกำรค ำนวณทต ำแหนงคงท และหำกแกนนอนเปนระยะทำงกจะเปน

กำรค ำนวณทเวลำเดยวกน

แตถำคลนทงสองมควำมถแตกตำงกนเลกนอย ดงรปท 26 สงเกตไดวำ บำง

ต ำแหนงทคลนมลกษณะเสรมกน (สนคลนตรงกบสนคลน หรอทองคลนตรงกบทอง

คลน) บรเวณนนคลนลพธกจะมกำรกระจดสงสด สวนบรเวณทมลกษณะหกลำงกน

(สนคลนตรงกบทองคลนของอกขบวนหนง) บรเวณนนกจะหกลำงกนท ำใหกำรกระจด

มคำเปนศนย ในสวนอนๆ กจะเกดกำรรวมกนแบบเสรมหรอหกลำงทท ำใหกำรกระจด

มคำแตกตำงกนไป

P a g e | 52

รปท 26 แบบจ ำลองกำรรวมกนของคลนสองขบวนทมควำมถตำงกนเลกนอย

ส ำหรบชวงหำงของกำรเกดกำรกระจดมำก-นอยดงกลำว จะขนกบผลตำง

ของควำมถทงสอง โดยท หำกควำมถทงสองมควำมถใกลกนมำก ชวงหำงกจะยดยำว

ออก และถำควำมถตำงกนมำกขน ชวงหำงกจะสนลง เรยกกำรรวมกนของคลนเสยงใน

ลกษณะนวำ บต (beat) และเรยกจ ำนวนครงทไดยนเสยงดง-คอย ในหนงวนำทวำ

ความถบต (beat frequency) ซงจะมคำเทำกบผลตำงของควำมถของคลนทงสอง

ขบวน ( 1 2beat ff f ) นนเอง

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทมแอปพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง จ ำนวน 2

เครอง

2. นำฬกำจบเวลำ

หกลาง หกลาง หกลาง เสรม เสรม

P a g e | 53

กจกรรมกจกรรม

ในกจกรรมน เรำจะใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ 2 เครอง เปนแหลงก ำเนด

เสยงควำมถตำงๆ ผำนโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ โดยใหตงคำควำมถของ

แหลงก ำเนดเสยงทงสองใหมควำมแตกตำงกนเลกนอย เพอใหคลนทงสองมำรวมกน

แลวสงเกตปรำกฏกำรณบตดวยกำรฟง ทงน ในกำรท ำกจกรรมน ควรใชสมำรต

โฟนหรอแทบเลตพซสองเครองทเปนรนเดยวกน หรอใกลเคยงกน เพอหลกเลยงผลจำก

ควำมแตกตำงของโครงสรำงสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ ดงทเคยกลำวไปแลวใน

กจกรรมเรองกำรแทรกสอดของเสยง

เมอตงคำควำมถจำกสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทงสองเครองใหแตกตำงกน

เลกนอย เชน 440 เฮรตซ และ 441 เฮรตซ ปรบควำมดงใหใกลเคยงกน จะไดยนเสยง

ดง-คอยเปนจงหวะสม ำเสมอ

ใชนำฬกำจบเวลำ (นำฬกำขอมอกใชได) จบเวลำเพอวดจ ำนวนครงในกำร

เกดเสยงดง-คอย สลบกนไปมำหลำย ๆ รอบ โดยเรมจบเวลำเมอเสยงคอยทสดครง

หนง แลวนบเพมขนเมอเกดเสยงคอยครงถดไป กำรนบเชนถอเปนกำรเกดบต 1 รอบ

โดยใหนบจ ำนวนรอบมำกพอสมควร เชน 10 รอบหรอมำกกวำ เพอลดควำมผดพลำด

ในกำรจบเวลำ จำกนนหำเวลำเฉลยตอ 1 รอบ คำทไดนเรยกวำ คำบของกำรบต

( beatT ) สวนกลบของคำบของกำรบตนเรยกวำ ควำมถบต ( beatf ) ดงทกลำวไวใน

ตอนตนนนเอง

ทดลองเปลยนคำควำมถของเสยงเปนคำอน ๆ เชน ใหผลตำงของควำมถมำก

ขน หรอเปลยนควำมถใหสงขนแตผลตำงของควำมถมคำเทำเดม (เชน จำก 440/441

เฮรตซ ไปเปน 1000/1001 เฮรตซ เปนตน) แลวลองหำคำคำบของกำรบตและควำมถ

บตดเพอเปรยบเทยบกบทฤษฎ

P a g e | 54

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

จำกกจกรรมน พบวำ ควำมถบตทหำไดนนไมไดขนกบควำมถของเสยงเลย

แตจะขนกบผลตำงของควำมถเสยงทงสองนน กลำวคอ กำรทตงคำควำมถ 440/441

เฮรตซ และ 1,000/1,001 เฮรตซ กจะไดควำมถบตเปน 1 เฮรตซทงค ซงสอดคลอง

เปนอยำงดกบทฤษฎขำงตน

โดยทวไปแลว ถำใชหในกำรสงเกต พบวำ สำมำรถสงเกตปรำกฏกำรณบตน

ไดอยำงจ ำกด กลำวคอ ในกรณทควำมถของสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทงสองตำงกน

มำก ๆ เชนตำงกนเกน 10 เฮรตซแลว บำงคนอำจไมสำมำรถบอกไดวำเสยงมกำรดง-

คอยสลบกน โดยอำจไดยนเหมอนเสยงทเกอบคงท ทงนเปนขอจ ำกดของประสำทรบ

ฟงเสยงของหมนษยนนเองทไมสำมำรถแยกแยะได จงไมใชควำมผดปกตแตอยำงใด แต

ถำใชสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซอกเครองหนงเปนตววดเสยง โดยกำรตงใหท ำหนำท

เครองมอวดควำมถเสยง พบวำ สำมำรถสงเกตปรำกฏกำรณบตจำกเสยงทมควำมถ

ตำงกนไปมำก ๆ ได ดงรป

รปท 27 แสดงกำรวดปรำกฏกำรณบตจำกควำมถทแตกตำงกน 40 เฮรตซ

P a g e | 55

ส ำหรบสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซบำงเครอง อำจไมไดภำพทตอเนองดง

แสดงในรปท 27 ทงนเปนเพรำะสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซแตละเครอง แตละรน จะ

มโครงสรำงของล ำโพงทใชปลอยเสยงไมเหมอนกน ล ำโพงบำงตวจะมกำรตอบสนองตอ

ควำมถ (frequency response) ทไมเหมอนกนและสงผลใหคลนเสยงทสงออกมำจำก

ล ำโพงไมเปนรปไซนทสมบรณ (ภำพดำนบนไดจำกล ำโพงภำยนอกทมขนำดใหญกวำ

ล ำโพงภำยในสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซมำก) สงผลใหเมอเกดปรำกฏกำรณบตแลวม

ควำมถมำกมำยผสมกน โดยทหอำจสงเกตไมไดในกรณทควำมถแตกตำงกนไมมำก แต

สำมำรถวดไดจำกโปรแกรมวดควำมถเสยงนนเอง

จำกสมบตของปรำกฏกำรณบตของเสยงท ำใหเรำสำมำรถเปรยบเทยบ

ควำมถของเสยงสองแหลงไดโดยงำยและแมนย ำ (ยงควำมถใกลกนยงสงเกตไดชดเจน)

และท ำใหเรำสำมำรถใชปรำกฏกำรณบตของเสยงนในกำรปรบเทยบเสยงจำกแหลงตำง

ๆ ได เชน กำรตงสำยเปยโน หรอกำรตงสำยกตำร แมกำรตงเสยงจำกเครองดนตรตำง

ชนดกนกสำมำรถเปรยบเทยบควำมถมลฐำนซงกนและกนไดงำย

P a g e | 56

กจกรรมกจกรรมเรอง ปรากฏเรอง ปรากฏการณดการณดอปเอปเพพลอรของเสยงลอรของเสยง

ในชวตประจ ำวน คงเคยพบเหตกำรณทไดยนเสยงจำกแหลงก ำเนดทเคลอนท

เชน เสยงแตรจำกรถทเคลอนท หรอมกำรเคลอนทเขำหรอออกจำกแหลงก ำเนดเสยง

สงเกตไดวำ ควำมถของเสยงทสงเกตไดจะมคำแตกตำงกนไปทง 3 กรณ คอ 1.

แหลงก ำเนดเคลอนทเขำหำตวเรำ 2. ออกจำกตวเรำ และ 3. หยดนงอยกบท

ปรำกฏกำรณทผไดยนเสยงทมควำมถเปลยนไปจำกแหลงก ำเนดเสยงเรยกวำ ปรากฏ

การดอปเพลอร (Doppler effect) ซงในกจกรรมน เรำจะไดท ำกำรทดลองเกยวกบ

กบปรำกฏกำรณดอปเพลอรของเสยง

สาระส าคญสาระส าคญ

ปรำกฏกำรณดอปเพลอรคอ ปรำกฏกำรณทแหลงก ำเนดเสยงและผสงเกตม

กำรเคลอนทสมพทธกน ซงอำจเกดได 3 กรณ คอ 1. ผสงเกตอยนงแตแหลงก ำเนด

เคลอนท 2. แหลงก ำเนดอยนงแตผสงเกตเคลอนท หรอ 3. มกำรเคลอนททงคกได

ทงน อำจสรปเปนควำมสมพนธงำย ๆ ไดสมกำร

' O

S

v vf

v vf

โดยท 'f เปนควำมถทผสงเกตสงเกตได

f เปนควำมถจำกแหลงก ำเนด

v เปนอตรำเรวของเสยงในอำกำศ

Ov เปนควำมเรวของผสงเกต

Sv เปนควำมเรวของแหลงก ำเนด

P a g e | 57

เครองหมำย (ดำนบน) ในควำมสมพนธน หมำยควำมวำ หำกผสงเกต

เคลอนทเขำหำแหลงก ำเนดจะใชเครองหมำยบวก แตหำกเคลอนทออกจำก

แหลงก ำเนดจะใชเครองหมำยลบ ในทำงกลบกน เครองหมำย (ดำนลำง)

หมำยควำมวำ หำกแหลงก ำเนดเคลอนทเขำหำผสงเกต กจะใชเครองหมำยลบ และ

หำกแหลงก ำเนดเคลอนทออกจำกผสงเกตกจะใชเครองหมำยบวก

จำกควำมสมพนธดงกลำว เหนไดวำ หำกผสงเกตและแหลงก ำเนดคลนเสยง

เคลอนทเขำหำกน ผสงเกตกจะไดยนคลนเสยงทมควำมถสงขน และในทำงกลบกน

หำกผสงเกตและแหลงก ำเนดเคลอนทออกจำกกน ผสงเกตกจะไดยนคลนเสยงทม

ควำมถต ำลง

ปรำกฏกำรณดอปเพลอรของเสยงจะเกดขนไดจำกกำรทแหลงก ำเนดคลน

เคลอนทเขำหรอออกจำกเรำ เชน รถบบแตรแลววงเขำมำหำเรำ เรำจะไดยนวำเสยง

แตรมควำมถสงขน และเมอรถเคลอนทผำนเรำไปแลววงออกจำกเรำ กจะไดยนวำเสยง

แตรจะมควำมถต ำลง แตปรำกฏกำรณนอำจสงเกตไดไมงำยนกในชวตประจ ำวน

เนองจำกโอกำสทจะเกดเหตกำรณดงกลำวมนอย

ในกจกรรมน เรำจะศกษำปรำกฏกำรณดอปเพลอรของเสยงในกรณท

แหลงก ำเนดเสยงมกำรเคลอนทเขำหรอออกจำกผสงเกตเทำนน เพรำะกำรจดกำรใหผ

สงเกตเคลอนทออกจำกแหลงก ำเนดเสยงอยำงรวดเรวอำจกอใหเกดอนตรำยกบผ

สงเกตไดงำย

อปกรณทใชในกจกรรมอปกรณทใชในกจกรรม

1. สมำรตโฟนหรอแทบเลตพซหรอแทบเลต โดยมเคสทแขงแรงและ

สำมำรถยดสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซไดโดยไมหลดงำยๆ อำจใชถงผำ

ทเหนยวและแขงแรงแทนกได

P a g e | 58

2. เชอกทเหนยว ไมลนหลดและไมขำดงำย ยำวประมำณ 1 ถง 1.5 เมตร

หรออำจใชล ำโพงขนำดเลก ทมวงจรขยำยเสยง และสำยตอล ำโพงทม

ควำมยำวไมต ำกวำ 50 เซนตเมตร

กจกรรมกจกรรม

หลกกำรของกจกรรมนคอ กำรใหสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซเกดกำร

เคลอนทสมพทธกบผสงเกตในขณะทปลอยเสยงควำมถคงทออกมำ และใหผสงเกตท

อยนงทอยหำงออกไปสงเกตควำมถทเปลยนแปลงไปดวยห แตเนองจำกในทำงปฏบต

คงไมสำมำรถท ำใหสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซเคลอนทเปนระยะทำงไกล ๆ ได จง

เปลยนมำเปนกำรแกวงใหสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซใหเคลอนทเปนวงกลมแทน

เนองจำกในขณะทสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซเปนวงกลมนน จะมชวขณะหนงทสมำรต

โฟนหรอแทบเลตพซเคลอนทเขำหำผสงเกต และอกชวขณะหนงทเคลอนทออกจำกผ

สงเกต ดงนน ผสงเกตสำมำรถไดยนเสยงทมควำมถเปลยนไปมำอยตลอด ท ำใหไดยน

เสยงทมควำมถสงและต ำสลบกนไป เนองจำกตองแกวงใหสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ

เปนวงกลมโดยใชเชอกเปนตวยด ดงนนตองหำทำงแกวงสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซให

ปลอดภยและไมเลอนหลดในขณะทดลอง

กำรเตรยมเครองมอกอนทดลอง

กอนอนตองพจำรณำสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซทใชท ำกำรทดลอง วำ

ล ำโพงทปลอยเสยงอยทบรเวณใด ถำมเคสทแขงแรงกตองพจำรณำวำเสยงสำมำรถ

ปลอยออกมำจำกเคสไดโดยไมถกบง เนองจำกจะตองแกวงใหสมำรตโฟนหรอแทบเลต

พซดวยควำมเรวสงพอประมำณ หำต ำแหนงทจะใชเชอกผกทเคสใหเหมำะสมโดยตอง

ไมบงชองล ำโพงของสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ หรอถำไมมนใจวำเคสจะแขงแรงพอ

P a g e | 59

หรอไม ควรใชวธผกเชอกลอมรอบสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซใหแนนหนำแทน ทงน

ควรทดลองดงใหมนใจวำสำมำรถรบแรงหนศนยกลำงทเกดขนไดโดยไมหลดหรอขำด

เสยกอน หำกสำมำรถหำถงผำโปรง ๆ ทมควำมแขงแรงกสำมำรถเลอกใชได แตควร

พจำรณำถงทโปรง ไมเกบเสยง มควำมเหนยวและแขงแรงพอสมควร

ส ำหรบกรณทไมอยำกเสยงกบควำมเสยหำยอนอำจเกดขนกบสมำรต

โฟนหรอแทบเลตพซ ทำงเลอกทเหมำะสมกวำคอใชล ำโพงขนำดเลกภำยนอก และใช

สำยตอแทน ส ำหรบกำรใชล ำโพงภำยนอกนน ยงจ ำเปนตองใชเชอกผกเพอใชในกำร

แกวงอยด ซงกำรท ำกำรทดลองนหำมใชสำยสญญำณของล ำโพงเปนตวรบแรงเปนอน

ขำด เนองจำกสำยล ำโพงดงกลำวมกไมคอยแขงแรงและมกำรตอกบตวล ำโพงไมแนน

หนำทเพยงพอตอกำรแกวง และเพอกนไมใหสำยสญญำณของล ำโพงตองรบแรงหน

ศนยกลำงจำกกำรหมน จงควรผกเชอกกบสำยสญญำณเปนระยะ ๆ โดยให

สำยสญญำณหยอนเลกนอยตลอดทงเสน ดงนนเมอมแรงหนศนยกลำงเกดขน กจะเกด

บนเชอกจนตงกอนทจะสงไปใหสำยสญญำณของล ำโพง

กำรตงคำแอปพลเคชน

ในกจกรรมน เรำจะใชโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถเปนโปรแกรมในกำร

ควบคมกำรผลตเสยงของสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซ โดยตงคำควำมถทไดยนไดชดเจน

ทสดทประมำณ 1,000 เฮรตซ เนองจำกเปนชวงควำมถทหของมนษยมควำมไวมำก

ทสด จำกนนตงระดบควำมดงใหดงทสดเทำทจะท ำไดโดยระวงอยำใหเสยงแตก

กำรทดลอง

ในตอนเรมตน เรำจะใหสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซหรอล ำโพงอยนง และ

สรำงเสยงโดยโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ แลวลองฟงควำมถทไดยน จำกนน คอย ๆ

P a g e | 60

แกวงสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซใหหมนเปนวงกลมโดยจบเชอกไวใหมนคง โดยหมน

ใหไดอตรำเรวคงทคำหนง ลองสงเกตเสยงทไดยนวำมกำรเปลยนแปลงอยำงไร ลองใหผ

สงเกตเปลยนต ำแหนงไปทศทำงอน และเปรยบเทยบเสยงทไดยน

เมอรสกวำคนเคยกบเสยงทไดยนแลว ใหลองหมนดวยอตรำเรวทสงขน และ

ลองสงเกตวำเสยงทไดยนมกำรเปลยนแปลงไปอยำงไร คงไมสำมำรถวดควำมถขณะใด

ขณะหนงไดอยำงแมนย ำ แมวำจะมสมำรตโฟนหรอแทบเลตพซอกเครองและใชเปน

เครองวดเสยง เรำกสำมำรถดรปคลนทเกดไดแบบครำว ๆ เทำนน

เกรดความรเกรดความรในการท ากจกรรมในการท ากจกรรม

เมอทดลองฟงเสยงทเกดขนแลว อำจเปรยบเทยบไดกบกำรไดยนเสยงไซเรน

กลำวคอเปนเสยงทมควำมถทเปลยนแปลงอยตลอดเวลำ สงและต ำสลบกน ถงแมวำจะ

เปลยนต ำแหนงของผสงเกตไปอยในทศทำงตำง ๆ กยงไดยนเสยงในลกษณะเดยวกน

ทงนเพรำะกำรเคลอนทเปนวงกลมนนมลกษณะสมมำตร จงมชวงเวลำหนงท

แหลงก ำเนดเสยงเคลอนทเขำหำผสงเกตโดยตรง ในชวงเวลำนนผสงเกตกจะไดยนเสยง

ทมควำมถสงทสด และอกชวงเวลำหนงทแหลงก ำเนดเสยงเคลอนทออกจำกผสงเกต

โดยตรง ในชวงเวลำนนผสงเกตกจะไดยนเสยงทมควำมถต ำทสด และเนองจำกกำร

เคลอนทของแหลงก ำเนดเสยงเปนวงกลมจงมกำรเคลอนทซ ำรอบเดม และเกดเปนวฏ

จกรของเสยงสงต ำไปเรอย ๆ เกดเปนเสยงทเหมอนไซเรน (ซงอนทจรงแลวเสยงไซเรน

กเกดจำกกำรหมนล ำโพงหรอแหลงก ำเนดเสยงไปรอบ ๆ เชนกน)

นอกจำกนน พบวำ ไมวำจะใชเสยงควำมถเทำใด ยงคงสำมำรถสงเกต

ปรำกฏกำรณดอปเพลอรไดไมแตกตำงกน ทงนเพรำะสงทสงเกตเปนกำรเปลยนแปลง

ควำมถทมอตรำสวนเดยวกน ไมวำควำมถตงตนจะเปนเทำไร เปรยบเสมอนกำรเลน

เสยงโนตสองตวทคนละคแปดนนเอง

P a g e | 61

เมอหมนแหลงก ำเนดเสยงดวยอตรำเรวทสงขน สงเกตไดวำ ควำมถของ

เสยงจะเปลยนไปมำกขน ทงในสวนทมควำมถสงขนและสวนทมควำมถต ำลง ซง

สอดคลองกบทำงทฤษฎเปนอยำงด

ปรำกฏกำรณดอปเพลอรเกดขนไดกบคลนทกชนด แมกระทงแสง ท ำใหเกด

ปรำกฏกำรณทเรยกวำ blue-shift หรอ red-shift อนเปนปรำกฏกำรณทคลนแสงม

ควำมยำวคลนเปลยนไปเมอแหลงก ำเนดและผสงเกตมควำมเรวสมพทธกน ส ำหรบกำร

ประยกตปรำกฏกำรณดอปเพลอรใชในปจจบนกมมำกมำย เชน กำรวดควำมเรวของ

อำกำศยำนหรอยำนพำหนะโดยกำรสะทอนคลนวทย ทเรยกวำเรดำรตรวจจบควำมเรว

ซงเมอน ำไปใชรวมกบปรำกฏกำรณบตของคลนวทย กจะสำมำรถหำคำควำมเรวได

อยำงแมนย ำ

P a g e | 62

สงทายสงทาย

กจกรรมกำรทดลองทงหลำยทกลำวถงในคมอฉบบน เปนกจกรรมทชวยเสรม

กำรเรยนรวชำฟสกสในเรอง เสยง ผำนกำรใชแอพพลเคชนกำรทดลองเรองเสยง

(Sound Experiment) ทออกแบบโดยสำขำฟสกส สสวท. เพอเปนกำรท ำใหกำร

ทดลองตำง ๆ สำมำรถกระท ำไดงำยมำกยงขนและสะดวกมำกยงขน อนจะเปนกำร

สงเสรมใหนกเรยนมควำมตองกำรทจะลงมอกำรท ำกำรทดลองเพอหำค ำตอบทเกดขน

ในชวตประจ ำวนไดมำกยงขน ส ำหรบครและอำจำรยกสำมำรถน ำแอปพลเคชนนไป

ประยกตใชเปนกจกรรมกำรเรยนรใหกบนกเรยนไดเชนกน ไมวำจะใชประกอบกำร

สำธตหรอกำรจดปฏบตกำรทดลอง ซงแอปพลเคชนเรองเสยงนสำมำรถน ำไปใช

ทดแทนเครองมอรำคำแพงไดอยำงมประสทธภำพ เมอผเรยนไดสมผสและเรยนรใน

กำรท ำกำรทดลองผำนประสบกำรณตรง เขำจะสำมำรถเชอมโยงปรำกฏกำรณทเกดขน

จรงในธรรมชำตกบทฤษฏทนกเรยนไดเรยนในหองเรยนไดโดยงำย กอรำงเปนองค

ควำมรในวชำฟสกสทถกตอง และจะตดตวเขำไปในอนำคตโดยยำกแกกำรลมเลอน

แอพพลเคชนกำรทดลองเรองเสยงนยงสำมำรถน ำไปประยกตในกจกรรมอน

ๆ ทไมใชเรองเสยงโดยตรงไดอก เชน กำรดดแปลงล ำโพงภำยนอกเพอสรำงคลนน ำ

เพอสงเกตปรำกฏกำรณของคลนตำงๆ ซงสำมำรถท ำไดโดยกำรน ำหลอดดดน ำ

พลำสตกมำตดกำวแลวยดเขำกบล ำโพงภำยนอก แลวน ำไปจมลงในน ำเพอสรำงคลนน ำ

ทเกดจำกกำรสนของล ำโพง ซงสำมำรถควบคมควำมถของคลนน ำทเกดขนไดผำน

ทำงกำรปรบโปรแกรมเลนเสยงตำมควำมถ ดงรปท 28

P a g e | 63

รปท 28 กำรดดแปลงตดหลอดพลำสตกเขำกบล ำโพงเพอสรำงคลนน ำ

ในกรณน ผท ำกำรทดลองอำจใชถำดคลนทเปนถำดสขำวทมน ำอยระดบหนง

ทเพยงพอในกำรสงเกตปรำกฏกำรณตำง ๆ ของคลน ไมวำจะเปนกำรสงเกตสนคลน

และทองคลน กำรวดควำมยำวคลน กำรหำอตรำเรวคลน และยงอำจสรำงคลนทเปน

แนวขนำนไดโดยกำรใชหลอดพลำสตกตดเปนรปตว T เปนตวสนน ำแทนกได ดงรป

รปท 29 คลนทไดจำกหลอดรปตว T ทควำมถ 30 Hz (ซำย) และ 45 Hz (ขวำ)

จำกถำดคลนแบบงำย ๆ น อำจน ำไปสกำรเกดปรำกฏกำรณของคลนน ำแบบ

ตำง ๆ ไดหลำกหลำย ไมวำจะเปน กำรสะทอน กำรหกเห กำรเลยวเบน และกำรแทรก

สอด ซงสำมำรถใชในกำรสำธตหนำชนเรยนไดเปนอยำงด กำรน ำแอพลเคชนไป

ประยกตใชจงเปนทำงเลอกหนงทสะดวก งำย และใชงบประมำณไมมำกในกำรจดกำร

เรยนร เพยงแตตองเพมควำมคดสรำงสรรคของคณครและนกเรยนลงไปเพอใหแนว

ทำงกำรจดกจกรรมทดลองมควำมหลำกหลำยมำกยงขน

P a g e | 64

สดทำยน ขอใหทกทำนทมโอกำสใชแอพพลเคชนน ไดเรยนรเรองเสยงอยำง

สนก สรำงองคควำมรทมควำมครบถวน ถกตอง สมบรณ และน ำแอพพลเคชนนไป

ทดลองดดแปลง คนควำหำเทคนควธกำรใชงำนใหม ๆ เพอเปนสวนหนงในกำร

พฒนำกำรเรยนรวชำฟสกสเพอสงเสรมใหมผเรยนมควำมสำมำรถในกำรคด วเครำะห

และแกปญหำในชวตประจ ำวนได อกทงยงมควำมสนกและรกทจะเรยนรวชำฟสกสสบ

ตอไป

P a g e | 65

คคณะท างานณะท างาน

พฒนาแอปพลเคชนการทดลองเรองเสยงพฒนาแอปพลเคชนการทดลองเรองเสยง

1. นำยรำม ตวำร สถำบนสงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลย

2. นำยกวน เชอมกลำง สถำบนสงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลย

3. นำงสำวณฐธดำ พรหมยอด สถำบนสงเสรมกำรสอนวทยำศำสตรและเทคโนโลย

4. นำยพงษ ทรงพงษ จฬำลงกรณมหำวทยำลย