ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ข่าววิทยาศาสตร์
ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์
เรื่องน่ารู้
พจนานุกรม
นักวิทยาศาสตร์
คำถามวิทยาศาสตร์
สีสันวิทยาศาสตร์
การทดลองวิทยาศาสตร์
บทเรียน / แบบฝึกหัด
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกวิทยาศาสตร์ | บทเรียน | บทเรียน

บทเรียน
   

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 : เสียงกับการได้ยิน
 
ระดับชั้น : ประถมปลาย

ร่างกายเราการดำรงพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตวัสดุและสมบัติของวัสดุแรงและความดันน้ำ ฟ้า และดวงดาว





เสียงเกี่ยวข้องกับการดำรงชีวิตประจำวันของเราอย่างมากมาย เราได้ประโยชน์จากเสียงที่ได้ยินผ่านอวัยวะที่เรียกว่า หู (Ear) เสียงแต่ละเสียงมีความดัง เบา ไม่เท่ากัน เสียงที่ดังมากเกินไปอาจทำให้เกิดอันตรายต่อหูได้ เราทราบหรือไม่ว่า เสียงต่างๆ ที่เราได้ยินนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เสียงเป็นคลื่นกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุเกิดการสั่นสะเทือนหรือแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือน คลื่นเสียงจะถูกส่งผ่านตัวกลางที่เป็นสสารในสถานะต่างๆ เช่น ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ ไปยังหู (ear) ซึ่งเป็นอวัยวะรับเสียง ทำให้เราได้ยินเสียงขึ้นมา

เมื่อวัตถุสั่นสะเทือนแล้ว พลังงานที่ทำให้วัตถุสั่นนั้นจะถูกถ่ายทอดไปยังโมเลกุลของอากาศที่อยู่รอบๆ วัตถุที่สั่น และมีการถ่ายทอดพลังงานต่อไปเรื่อยๆ ส่งผลให้คลื่นเสียงที่ออกมาจากแหล่งกำเนิดนั้นส่งมาถึงหูเราทำให้เราได้ยิน หลังจากที่มีการถ่ายโอนพลังงานแล้ว โมเลกุลของอากาศจะเคลื่อนที่กลับสู่ตำแหน่งเดิมในแนวเดียวกับคลื่นเสียง




เสียงที่เราได้ยินนั้นเกิดจากวัตถุต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเราเกิดการสั่นสะเทือน วัตถุที่ทำให้เกิดเสียงเรียกว่า แหล่งกำเนิดเสียง เสียงที่ได้ยินมีทั้งเสียงดัง เสียงค่อย บางเสียงเป็นเสียงที่เราเคยได้ยิน และบางเสียงเราไม่เคยได้ยินมาก่อน แสดงว่าแหล่งกำเนิดเสียงรอบๆ ตัวมีอยู่มากมายหลายชนิด

เสียงเกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่เป็นเหล่งกำเนิดเสียงสั่น ถ้าวัตถุสั่นด้วยพลังงานที่มากพอ จะทำให้เราได้ยินเสียงจากวัตถุนั้นได้ เช่น เมื่อลำโพงสั่น เราจะได้ยินเสียงจากลำโพง หรือกระดิ่งที่แขวนไว้โดนลมพัดแรงๆ จะทำให้เราได้ยินเสียงกระดิ่งนั้น

เสียงที่เราได้ยินมีทั้งเสียงดัง เบา แตกต่างกันไป โดยระดับความดังหรือเบาของเสียงหรือความเข้มของเสียงมีหน่วยวัดเป็น เดซิเบล (db) และเครื่องมือที่ใช้วัดความเข้มของเสียง เรียกว่า เดซิเบลมิเตอร์




หูเป็นอวัยวะรับเสียงโดยตรง และมีความสำคัญมาก หูของเราประกอบด้วย 3 ส่วนคือ หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน ในแต่ละส่วนจะมีส่วนประกอบย่อยอีก ดังนี้

  1. หูชั้นนอก คือ ส่วนที่อยู่นอกสุดต่อถึงเยื่อแก้วหู ประกอบด้วย

    • ใบหู (auricle) ทำหน้าที่รวบรวมคลื่นเสียงจากที่ต่างๆ เข้าสู่รูหู


    • ช่องหูชั้นนอก (external auditory canal) คือ ส่วนที่อยู่ถัดจากใบหูเข้ามาถึงเยื่อแก้วหู ทำหน้าที่เป็นทางเดินของคลื่นเสียงเข้าสู่หูส่วนกลาง ส่วนที่ลึกเข้าไปในช่องหูนี้จะมีขนและต่อมสร้างขี้หูไว้เพื่อดักฝุ่นละออง หรือสิ่งแปลกปลอมไม่ให้เข้าไปในรูหู


    • เยื่อแก้วหู (ear drum) เป็นเยื่อบางๆ ทำหน้าที่รับการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียง และแยกคลื่นเสียงที่แตกต่างกันได้

  2. หูชั้นกลาง คือ ส่วนที่อยู่ถัดจากเยื่อแก้วหูเข้ามาถึงส่วนที่ขดเป็นก้นหอย หรือคอเคลีย ประกอบด้วย กระดูก 3 ชิ้น คือ กระดูกค้อน (malleus) กระดูกทั่ง (incus) และกระดูกโกลน (stapes) เรียงตามลำดับจากด้านนอกเข้าสู่ด้านใน ทำหน้าที่ในการขยายการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงให้มากขึ้น แล้วส่งต่อการสั่นสะเทือนเข้าสู่หูส่วนในเพื่อแปลความรู้สึกส่งต่อไปยังสมอง


  3. หูชั้นใน คือ ส่วนที่อยู่ถัดไปจากกระดูกโกลนเข้ามาด้านใน ประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ

    • ท่อขดก้นหอย หรือคอเคลีย มีลักษณะเป็นท่อเล็กๆ ขดเป็นวงซ้อนกันอยู่หลายชั้นคล้ายหอยโข่ง ภายในมีท่อของเหลวบรรจุอยู่ ผนังด้านในของท่อมีอวัยวะรับเสียงอยู่ทั่วไป เมื่อรับคลื่นเสียงจากหูชั้นกลางแล้วจะส่งต่อไปทางเส้นประสาทเพื่อนำไปแปลความหมายที่สมอง


    • เวสทิบิวลาร์ แอพพาราตัส (vestilar apparatus) มีลักษณะเป็นท่อโค้งครึ่งวงกลมเล็กๆ 3 วงเรียงติดต่อกัน ภายในท่อนี้มีเนื้อเยื่อบางๆ ที่มีประสาทรับความรู้สึกเกี่ยวกับการทรงตัวกระจายอยู่ อวัยวะส่วนนี้จึงทำหน้าที่ช่วยในการทรงตัวของเรา





เสียงมาถึงหูของเราได้อย่างไร น้องๆ เคยตั้งคำถามนี้บ้างหรือไม่?

เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ ขณะที่วัตถุสั่นสะเทือนจะทำให้โมเลกุลของอากาศและสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบข้างเกิดการสั่นสะเทือนตามไปด้วย สิ่งเหล่านี้เป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว ก๊าซ เราเรียกสิ่งที่อยู่รอบๆ วัตถุต้นกำเนิดเสียงเหล่านี้ว่า ตัวกลางของเสียง แต่คลื่นเสียงจะไม่ผ่านสูญญากาศ เนื่องจากไม่มีตัวกลาง


ตัวอย่าง เราอาจให้ส้อมเสียง หรือ วิทยุเทปอย่างใดอย่างหนึ่งเป็นแหล่งกำเนิดเสียง โดยให้ผู้ถือวิทยุอยู่บนโต๊ะกลางห้องเรียน ส่วนน้องๆ คนอื่นๆ นั่งหรือยืนให้สูงกว่า หรืออยู่ในระดับเดียวกัน หรือต่ำกว่าระดับของวิทยุเทป จากนั้นให้เปิดวิทยุเทป สังเกตเสียงที่ได้ยิน




ผลการทดลองนี้สรุปได้ว่า

  • น้องๆ คนที่อยู่สูงกว่าวิทยุหรือส้อมเสียง จะได้ยินเสียง


  • น้องๆ คนที่อยู่รอบๆ วิทยุหรือส้อมเสียง จะได้ยินเสียง


  • น้องๆ คนที่อยู่ต่ำกว่าวิทยุหรือส้อมเสียง จะได้ยินเสียง

สรุปได้ว่า "เมื่อเคาะส้อมเสียงหรือเปิดวิทยุในอากาศ เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงจะผ่านอากาศไปทุกทิศทาง"

เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงสั่นจะมีพลังงานในการสั่น เช่น เมื่อเคาะส้อมเสียง ขาส้อมเสียงจะสั่น หรือเมื่อเปิดวิทยุ ลำโพงของวิทยุจะสั่น การสั่นเหล่านี้สามารถสังเกตได้จากการใช้มือสัมผัส

พลังงานจากการสั่นจะแผ่ออกไปจากแหล่งกำเนิด เช่น เมื่อเคาะส้อมเสียงแล้วจุ่มขาหนึ่งของส้อมเสียงลงในน้ำ พลังงานจากการสั่นของส้อมเสียงจะส่งผ่านน้ำแผ่ออกไปทุกทิศทางมองเห็นผิวน้ำกระเพื่อมเป็นวงกลม

เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงอยู่ในอากาศ พลังงานจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง จะแผ่ออกไปทุกทิศทางเป็นวงกลม ดังนั้น เราจะได้ยินเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงเสมอ ไม่ว่าจะอยู่ด้านหน้า ด้านหลัง สูงกว่า หรือต่ำกว่าแหล่งกำเนิดเสียงก็ตาม




เสียงเดินทางได้ในตัวกลางนำเสียงที่เป็นทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ แต่มีความแตกต่างกัน คือ เสียงเดินทางในของแข็งได้ดีกว่าของเหลวและก๊าซ และเสียงเดินทางในของเหลวได้ดีกว่าก๊าซ

ดังนั้น เสียงต้องอาศัยตัวกลางเพื่อส่งพลังงานจากวัตถุที่สั่นสะเทือนไปยังเยื่อแก้วหูและส่งต่อพลังงานนั้นผ่านไปยังสมอง เมื่อสมองสั่งการทำให้ได้ยินเสียง เราจึงต้องระมัดระวังอันตรายที่เกิดจากเยื่อแก้วหู



การที่เราได้ยินเสียงนั้น มีองค์ประกอบ 3 ส่วนคือ แหล่งกำเนิดเสียง ตัวกลางของเสียง และอวัยวะรับเสียง





เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่นสะเทือน พลังงานที่สั่นของวัตถุจะถ่ายโอนไปยังอากาศทุกทิศทาง ทำให้อากาศสั่นด้วยความถี่เดียวกับความถี่ในการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียงและเท่ากับความถี่เสียงด้วย


บางครั้งขณะวัตถุสั่นด้วยพลังงานมากพอ แต่ความถี่ในการสั่นน้อย เช่น การถือไม้บรรทัดแล้วสั่นไปมาแรงๆ เราจะไม่ได้ยินเสียงจากการสั่น แต่ถ้าเปลี่ยนมาเป็นดีดที่ปลายไม้บรรทัดที่วางยื่นพ้นขอบโต๊ะเล็กน้อยให้สั่น เราจะได้ยินเสียง และสังเกตได้ว่า ไม้บรรทัดที่ดีดจะสั่นด้วยความถี่สูงกว่าการใช้มือจับไม้บรรทัดสั่นไปมามาก

โดยจำนวนรอบที่วัตถุสั่นใน 1 วินาที เรียกว่า ความถี่ (frequency) มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที หรือ เฮิรตซ์ (HZ) โดยมนุษย์เราจะได้ยินเสียงที่มีความถี่ระหว่าง 20 - 20,000 เฮิรตซ์

การที่เราได้ยินเสียงเมื่อดีดปลายไม้บรรทัดสั่น แสดงว่า ไม้บรรทัดสั่นด้วยความถี่สูงพอที่จะได้ยินเสียง คือ อยู่ในช่วงความถี่ 20-20,000 เฮิรตซ์ เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ หรือสูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ มนุษย์จะไม่ได้ยิน แต่สัตว์บางชนิด เช่น สุนัข สามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่ระหว่าง 15-50,000 เฮิรตซ์ แมวได้ยินเสียงที่มีความถี่ระหว่าง 60-65,000 เฮิรตซ์ ค้างคาวได้ยินเสียงที่มีความถี่ระหว่าง 10,000-120,000 เฮิรตซ์ ฯลฯ

โดยทั่วไปมนุษย์เราจะไวต่อเสียงที่ความถี่ในช่วง 2,000 - 5,000 เฮิรตซ์ คนที่มีหูไวต่อเสียงต่ำกว่านี้จะสามารถได้ยินเสียงลมในหู เสียงเลือดไหลในเส้นเลือดบริเวณใกล้หู เสียงการเคลื่อนที่ของข้อต่อร่างกายขณะบิดตัว




ความถี่ในการสั่นของวัตถุเกี่ยวข้องกับมวลของวัตถุด้วย วัตถุที่มีมวลน้อยจะสั่นด้วยความถี่สูงกว่าวัตถุที่มีมวลมาก ความถี่เสียงที่เกิดจากการสั่นของวัตถุที่มีมวลน้อย จึงสูงกว่าความถี่เสียงของวัตถุที่มวลมาก

น้องๆ เคยสงสัยไหมว่าทำไมเราจึงได้ยินเสียงสูงบ้าง เสียต่ำบ้าง เรามาสังเกตจากการทดลองใช้ดินสอเคาะข้างแก้วที่ใส่น้ำในระดับไม่เท่ากัน



จากการทดลองสรุปได้ว่า "เสียงสูงและเสียงต่ำขึ้นกับความถี่เสียง ซึ่งตรงกับความถี่ในการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง"

ดังนั้น เมื่อเสียงมีความถี่สูง (วัตถุสั่นด้วยความเร็วมาก) เราก็จะได้ยินเสียงสูงหรือเสียงแหลม และเมื่อเสียงที่มีความถี่ต่ำ (วัตถุสั่นช้า) เราก็จะได้ยินเสียงต่ำ หรือเสียงทุ้ม





เสียงที่เกิดขึ้นมีหลายลักษณะ เช่น เสียงดัง เสียงค่อย เสียงสูง เสียงต่ำ เสียงทุ้ม เป็นต้น

  • วัตถุที่มีการสั่นสะเทือนมากจะทำให้เกิดเสียงดัง


  • วัตถุที่มีการสั่นสะเทือนน้อยจะทำให้เกิดเสียงค่อย

วัตถุแต่ละชนิดจะมีความดังที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับความสามารถในการสั่นสะเทือนของวัตถุนั้นๆ เช่น วัตถุชนิดหนึ่งมีการสั่นสะเทือนมากกว่าวัตถุอีกชนิดหนึ่ง เมื่อถูกเคาะด้วยแรงเท่ากัน และวัตถุที่ใช้ในการเคาะชนิดเดียวกัน วัตถุที่สั่นสะเทือนมากกว่าจะทำให้เกิดเสียงที่ดังกว่า นอกจากนี้ ปัจจัยของวัตถุเองมีผลต่อระดับเสียงที่เกิดขึ้นด้วย อาทิ ขนาดของวัตถุกำเนิดเสียง หรือความตึงความหย่อนของวัตถุ ประกอบกับความถี่ในการสั่นจะมีผลต่อระดับเสียงที่เราได้ยิน




แหล่งกำเนิดเสียงที่สั่นด้วยพลังงานมากจะทำให้เกิดเสียงดังมากกว่าแหล่งกำเนิดเสียงที่สั่นด้วยพลังงานน้อย และเมื่อฟังเสียงที่ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงต่างๆ กัน จะพบว่าเสียงที่พลังงานมาถึงหูมากจะทำให้ได้ยินเสียงดังมากกว่าเสียงที่มีพลังงานมาถึงหูน้อย

ความดังของเสียงวัดได้ด้วยระดับความเข้มของเสียง มีหน่วยเป็น เดซิเบล โดยเสียงที่มีระดับความเข้มเสียงมาก จะดังกว่าเสียงที่มีระดับความเข้มเสียงน้อย

เสียงที่ดังมากจะมีพลังงานมาถึงหูมาก จนอาจทำให้เยื่อแก้วหูเป็นอันตรายได้ เสียงที่อาจจะไม่ดังมากแต่ก่อให้เกิดความรำคาญ เรียกว่า มลภาวะของเสียง เช่น การตีกลองแรงๆ ใช้พลังงานมากกว่าตีเบาๆ และให้เสียงดังมากกว่าการตีกลองเบาๆ หรือ เมื่อเปิดวิทยุพลังงานจากวิทยุคงที่ เสียงที่ได้ยินจากวิทยุในระยะใกล้และไกลจะต่างกัน ถ้าเราเดินห่างจากวิทยุออกไปเสียงวิทยุที่เข้าหูเราจะเบาลง

เสียงที่มีความเข้มเสียงระดับ 85 เดซิเบลขึ้นไป ถ้ารับฟังต่อเนื่องกันเกินวันละ 8 ชั่วโมง เยื่อแก้วหูอาจเป็นอันตรายได้ บางคนอาจเกิดการมึนงงและตัดสินใจผิดพลาดได้ เสียงของเครื่องตัดหญ้าหรือเสียงตัดโลหะ แม้จะไม่ดังมากแต่ก็ก่อให้เกิดความรำคาญแก่ผู้ฟังได้เช่นกัน

เสียงรบกวน หมายถึง ระดับเสียงที่ผู้ฟังไม่ต้องการจะได้ยินเพราะสามารถกระทบต่ออารมณ์ ความรู้สึกได้แม้จะไม่เกินเกณฑ์ที่เป็นอันตราย แต่ก็เป็นเสียงรบกวนที่มีผลต่อผู้ฟังได้ การใช้ความรู้สึกทำวัดได้ยากกว่า เป็นเสียงรบกวนหรือไม่เช่น เสียงดนตรีที่ดังมาก เช่น ในสถานที่เต้นรำ ไม่ทำให้ผู้ที่เข้าไปเที่ยวรู้สึกว่าถูกรบกวน แต่ในสถานที่ต้องการความสงบ เช่น ห้องสมุดเสียงพูดคุยตามปกติที่มีความดัง ประมาณ 60 เดซิเบลเอ ก็ถือว่าเป็นเสียงรบกวนได้

ความเข้มของเสียงที่มนุษย์ฟังได้จะมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 120 เดซิเบล (dB)





หูของเรานั้นสามารถรับฟังเสียงได้ในช่วงความถี่ 20 – 20,000 เฮิรตซ์ ช่วงความถี่ของเสียงที่เราใช้กันในชีวิตประจำวันคือ เสียงพูด ที่มีความถี่อยู่ประมาณ 500 - 2,000 เฮิรตซ์ นอกจากนี้ หูของเรายังมีความสามารถและขีดจำกัดในการรับฟังเสียง หากเสียงเบาเกินไปเราจะไม่ได้ยิน แต่หากเสียงดังเกินไปจะทำให้เกิดอันตรายต่อหูได้ โดยเฉพาะผู้ที่ต้องทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีเครื่องจักรที่เสียงดัง หรือผู้ที่ต้องปฏิบัติงานต่อเนื่องในสถานที่ที่มีเสียงดังเกิน 85 เดซิเบล เกิน 8 ชั่วโมง จะมีความเสี่ยงต่อการสูญเสียสมรรถภาพการได้ยิน ดังนั้น เราสามารถป้องกันมลภาวะของเสียงที่เราไม่ต้องการให้เกินขีดจำกัดได้ ดังนี้

  1. ใช้ที่ครอบหูป้องกันเสียงในสถานที่ที่มีเสียงดังเกินกำหนด หรือเมื่อเรารู้สึกแสบแก้วหู


  2. ลดความดังของเครื่องเสียงลง เมื่อต้องฟังต่อเนื่องนานๆ


  3. กรณีที่บ้านปลูกอยู่โรงงานอุตสาหกรรม ควรปลูกแนวต้นไม้เพื่อกั้นเสียง



ที่มาข้อมูล : สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ คู่มือครูสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 พ.ศ.2544
สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 พ.ศ.2544
จำนวนคนอ่าน 135340 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved