เรื่อง คลื่นเสียง บีสต์คลื่น ... ·...
TRANSCRIPT
10c 20c 30c 40c 50c 60c 70c 80c 90c 100
H
แบบฝกทกษะฟสกส เรอง
คลนเสยง บสต คลนนงและการสนพองของเสยง
โดย นายสมศกด คงสกล
ตาแหนง คร วทยฐานะ ครชานาญการ
โรงเรยนมหาวชราวธ จงหวดสงขลา
สานกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษา เขต 16 สานกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน
กระทรวงศกษาธการ
2
ชดแบบฝกทกษะ เรอง เสยง วชาฟสกส 3 รหส วชา ว32203 ชนมธยมศกษาปท 5
เปนนวตกรรม ทจดทาขนเพอการแกไขปญหาการทาโจทยฟสกสของนกเรยน ดานทกษะกระบวนการ การแกโจทยปญหา โดยเนนกระบวนการทเปนรปแบบ การสรางจนตนาการโดยการวาดภาพเพอฝกกระบวนการสรางความเขาใจโจทยและวเคราะหความสมพนธทางภาษาของโจทยเขาสทฤษฏเพอเลอกใชสตรในการแกโจทยปญหาโดยใชความรทางคณตศาสตร ทาใหนกเรยนสามารถแกปญหาโจทยฟสกสไดเปนการพฒนาทกษะดานการคดวเคราะหและเสรมสรางทกษะในการแกโจทยปญหาใหแกนกเรยน หลงจากนกเรยนศกษาเนอหาจบแลว นกเรยนจะมทกษะกระบวนการคดวเคราะหและทกษะในการแกโจทยปญหาทางฟสกสสามารถนาทกษะทไดไปประยกตใชในการเรยนทาใหนกเรยนมความรความสามารถดานทกษะกระบวนการคดวเคราะหทดขนสงผลใหนกเรยนเกดองคความร ความเขาใจในวชาฟสกสมากขนทาใหนกเรยนมผลสมฤทธทางการเรยนสงขน ซงชดแบบฝกทกษะ เรอง เสยง วชาฟสกส 3 (ว32203) ชนมธยมศกษาปท 5 ไดจดทาเปน 6 ชด แตละชด มประสทธภาพและความสมบรณ มความสมพนธระหวางหนวยและเนอหาทจดระบบไวแลวอยางเหมาะสม ประกอบดวย แบบฝกทกษะชดท 1 เรอง ธรรมชาตของเสยงและสมบตของเสยง แบบฝกทกษะชดท 2 เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง แบบฝกทกษะชดท 3 เรอง การไดยน เสยงดนตรและคณภาพเสยง แบบฝกทกษะชดท 4 เรอง การบตส คลนนงและการสนพองของเสยง แบบฝกทกษะชดท 5 เรอง ปรากฏการณดอปเพลอรและคลนกระแทก แบบฝกทกษะชดท 6 เรอง มลภาวะของเสยงทมตอสขภาพและการนาไปใชประโยชน สาหรบแบบฝกทกษะชดน เปนแบบฝกทกษะชดท 2 เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง ซงไดรบคาแนะนา จากผ เชยวชาญ มการปรบปรงแกไขจนไดชดแบบฝกทกษะทสมบรณและมประสทธภาพ ผจดทาหวงเปนอยางยงวา ชดแบบฝกทกษะเลมน จะเปนประโยชนแกนกเรยนและชวยพฒนาทกษะการแกโจทยปญหาฟสกสใหนกเรยน เกดการเรยนรตรงตามมาตรฐานการเรยนรอยางมประสทธภาพ และเปนแนวทางพฒนาการเรยนการสอนในกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรไดเปนอยางด สงผลใหนกเรยนมผลสมฤทธทางการเรยนสงยงขน ขอขอบพระคณผทมสวนเกยวของทกทานททาใหแบบฝกทกษะชดนประสบความสาเรจ
สมศกด คงสกล
ก
หนา
คานา ก สารบญ ข ผลการเรยนร/จดประสงคการเรยนร 1 คาชแจง 2 แบบทดสอบกอนเรยน 3 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 5 วธการแกปญหาโจทยฟสกส 6 ผงมโนทศนวธการแกปญหาโจทยฟสกส 8 ใบความรท 1 เรอง ความเขมเสยง 9 แบบฝกทกษะท 1 เรอง ความเขมเสยง 18 ใบความรท 2 เรอง ระดบความเขมเสยง 24 แบบฝกทกษะท 2 เรอง ระดบความเขมเสยง 34 บรรณานกรม 40 ภาคผนวก 41 แบบทดสอบหลงเรยน 42เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 44 เฉลยแบบฝกทกษะท 1 เรอง ความเขมเสยง 45 เฉลยแบบฝกทกษะท 2 เรอง ระดบความเขมเสยง 51 เกณฑการใหคะแนนแบบฝกทกษะ 57
ข
ผลการเรยนร
ทดลองและอธบายความหมายของความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง นกเรยนสามารถบอกความสมพนธระหวางความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงและคานวณหาปรมาณตางๆเมอกาหนดสถานการณทเกยวของมาใหได จดประสงคการเรยนร
1. ทดลองและสรปเกยวกบความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงได 2. อธบายความสมพนธระหวางความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงได 3. คานวณหาปรมาณตางๆทเกยวขอกบความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงได
2ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง
ชดแบบฝกทกษะ วชาฟสกส 3 รหสวชา ว32203 เรอง เสยง ชนมธยมศกษาปท 5 มทงหมด 6 เลม สาหรบเลมนเปนแบบฝกทกษะเลมท 2 เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงโดยใหนกเรยนทากจกรรมตามขนตอนตอไปนดวยความตงใจ 1. ทาแบบทดสอบกอนเรยน เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง จานวน 10 ขอ 2. อานวธการแกปญหาโจทยฟสกสอยางละเอยด เพอสรางความเขาใจการแกปญหาโจทย ฟสกสอยางเปนระบบ 3. ทบทวนเนอหาและความร เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง จากใบความร 4. ศกษาตวอยางโจทยฟสกสและทาแบบฝกทกษะท 1 ถงแบบฝกทกษะท 2 ตามลาดบ 5. นกเรยนควรศกษาดวยความเอาใจใส และทาความเขาใจขนตอนวธคดอยางเปนระบบจะชวยใหนกเรยนไดทกษะกระบวนการในการแกปญหาโจทยอยางเปนระบบและสามารถประยกตใชกบวชาอนๆ ไดอกดวย นกเรยนควรมความซอสตยตอตนเอง ไมควรดเฉลยกอนทา แบบฝกทกษะ ถานกเรยนตงใจทาตามขนตอนแลว นกเรยนจะเขาใจและไดรบประโยชนจาก แบบฝกทกษะเลมนมากทสด
6. เมอนกเรยนเปดดคาตอบแลว ถาคาตอบถกตองและนกเรยนเขาใจกระบวนการคด ดแลว ใหนกเรยนทาแบบฝกทกษะถดไป แตถาคาตอบไมถกตองใหกลบไปอานทาความเขาใจเกยวกบเนอหาจากใบความรอกครง แลวทาการคดหาตอบใหม ใหนกเรยนทาแบบฝกทกษะทกขอโดย เรยงตามลาดบอยางเครงครด ไมเลอกทาเฉพาะขอใดขอหนงหรอทาสลบขอโดยไมเรยงตามลาดบ เพราะจะไดรบเนอหาทไมตอเนองและแบบฝกทกษะตองใชความรจากเนอหากอนหนามาใชในการ คดคานวณดวย 7. เมอนกเรยนทาแบบฝกทกษะครบทกแบบฝกแลว ใหนกเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง จานวน 10 ขอ
8. นกเรยนตองทาแบบทดสอบหลงเรยนไดถกตองจานวน 8 ขอขนไป จงจะผานเกณฑและถานกเรยนไมผานเกณฑทกาหนดใหทบทวนเนอหาและทาแบบฝกทกษะใหมอกครง
2
คาช แจง
เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง ผลการเรยนร ทดลองและอธบายความหมายของความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง
นกเรยนสามารถบอกความสมพนธระหวางความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงและคานวณหาปรมาณตางๆเมอกาหนดสถานการณทเกยวของมาใหได
คาชแจง ใหนกเรยนทาเครองหมายกากบาท ( ) ทบอกษร ก ข ค ง ขอใดขอหนงทเหนวาถกตองทสดเพยงขอเดยวลงในกระดาษคาตอบ 1. วทยใหกาลงเสยง 250 วตต กระทบประตกวาง 0.5 เมตร สง 1 เมตร จงหาความเขมของเสยงท
ประต ก. 400 W/m2 ข. 500 W/m2 ค. 600 W/m2 ง. 700 W/m2
2. ชายคนหนงขณะอยหางจากแหลงกาเนดเสยงอนหนงเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขมของเสยงจากแหลงกาเนดเสยงนนได 10-8 วตตตอตารางเมตร อยากทราบวาแหลงกาเนดเสยงนใหกาลงเสยงออกมาเทาใด
ก. 410-3 W ข. 410-4 W ค. 410-5 W ง. 410-6 W
3. แหลงกาเนดเสยงทใหกาลงเสยง 10 10 วตต ผฟงอยไกลจากแหลงกาเนดเสยงมากทสดเทาใดจงพอจะไดยนเสยง เมอความเขมเสยงตาสดทไดยนเทากบ 10-12 วตตตอตารางเมตร
ก. 5 m ข. 10 m ค. 15 m ง. 20 m
4. ณ ตาแหนงทอยหางจากแหลงกาเนดเสยง 10 เมตร มความเขมเสยง 2 x 10-8 วตตตอตารางเมตร ถาอกตาแหนงหนงหางจากแหลงกาเนดเสยงเดยวกน 5 เมตร จะมความเขมเสยงเทาใด
ก. 410-5 W/m2 ข. 810-8 W/m2 ค. 410-8 W/m2 ง. 810-5 W/m2
5. แดงเหนดอกไมไฟระเบดอยเหนอศรษะของเขาในระยะ 10 เมตรพอด ในขณะเดยวกน ถาดายนหางจากแดง บนพนราบเดยวกนไปตามแนวราบเปนระยะ 24 เมตร เขาจะไดยนเสยง ดอกไมไฟระเบดดวยความเขมเสยงเปนกเทาทแดงไดยน
ก. 20:169 ข. 25:144 ค. 25:576 ง. 25:169
3
แบบทดสอบกอนเรยน
6. ในวนขนปใหมมการยงพลขนไปแตกบนอากาศเกดเสยงดงวดกาลงอดอากาศได 10 วตต จงหา ความเขมเสยงทชายคนหนงไดยน ถาเขาอยหางจากจดทพลแตกเปนระยะทาง 100 เมตร
ก. 2.510-4 W/m2 ข. 2.010-3 W/m2 ค. 3.510-5 W/m2 ง. 4.010-6 W/m2
7. แมลงเตาทองตวหนงกาลงบนในอากาศและสงเสยงดงดวยกาลงเสยงขนาด 4 10 วตต ถามนกาลงบนหนเราไปในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.2 เมตร/วนาท จงหาวานานเทาไร ทเราไดยนเสยงแมลงเตาทองตวนบน
ก. 15 วนาท ข. 25 วนาท ค. 50 วนาท ง. 75 วนาท
8. เดกกลมหนงกาลงยนคยกนอยเสยงดงโดยมกาลงเสยง 410-4 วตต เพอนของพวกเขาทยนหางออกไประยะหนงไดยนเสยงของพวกเขามระดบความเขม 40 เดซเบล จงหาวาเพอนของพวกเขาอกคนยนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทางกเมตร
ก. 10 เมตร ข. 25 เมตร ค. 50 เมตร ง. 100 เมตร
9. กองเชยรสแดง 1 คน รองเพลงเชยร กรรมการไดยนเสยงทมระดบความเขมของเสยง 60 เดซเบล ถากองเชยรสแดง 100 คน รองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการ จะไดยนเสยงทมระดบความเขมเทาไร
ก. 70 เดซเบล ข. 80 เดซเบล ค. 90 เดซเบล ง. 100 เดซเบล
10. ถาสมมตวาขณะนนเครองบนโดยสารไอพนกาลงบนขนจากสนามบนกอใหเกดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล ณ จดหางจากเครองบน 200 เมตร จะตองปลกบานหางจากสนามบนไปไกลเทาใด จงจะไดยนเสยง เครองบนดงไมเกน 80 เดซเบล
ก. 5 km ข. 10 km ค. 20 km ง. 40 km
4
แบบทดสอบกอนเรยน
รายวชาฟสกส เพมเตม 3 ชนมธยมศกษาปท 5
เฉลยแบบทดสอบ กอนเรยน
ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง
5
6
1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา)
1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง (มากกวา 1 ครงได อานจนเขาใจโจทย)
1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดใหมา (โจทยใหอะไรมาบาง)
2.ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพ จาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงเพมรายละเอยดของเหตการณท โจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดให ทละภาพใหสมบรณ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณ เขาดวยกนโดยใสปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย
2.3 เพมรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
วธแกปญหาโจทยฟสกส
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม
5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ
7
3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและ วเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวย ทางฟสกส)ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย(จดรปสตรโดยดจากสงทโจทยถามหรอตวแปรทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยว ตวแปรอนจดรปใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทย ตองการทราบคาตอบ(ดาเนนการแกปญหา)
4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด)
4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยเสมอและในการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบและเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวยและในการคานวณตวเลขใหจดรปเปนอยางตา(ตดทอนตวเลขใหเปนอยางตา)จะทาใหการคดคานวณงายขน 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบ ทโจทยตองการใหตอบ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
วธแกปญหาโจทยฟสกส
8
ขนท 1
ขนท 2
ขนท 3
ขนท 4
ขนท 5
ทาความเขาใจปญหา
วางแผนแกปญหา
วเคราะหสตรทใช
ดาเนนการแกปญหา
ตรวจคาตอบและสรป
1.1 อานโจทยใหเขาใจ 1.2 โจทยถามอะไร 1.3 โจทยใหอะไรมาบาง
2.1 ใชจนตนาการวาดภาพ 2.2 เชอมโยงภาพ 2.3 ใสปรากฏการณฟสกส
3.1 เปลยนโจทยสสญลกษณ 3.2 วเคราะหสตร 3.3 สงเคราะหสตร
4.1 แทนคาตวเลขในตวแปร 4.2 ใสหนวยในการแทนคา 4.3 จดรปแบบตวเลขสากล
5.1 ตรวจความถกตอง 5.2 ตรวจสอบหนวย 5.3 ตอบทวนคาถาม
ใหดสงทโจทยถามคอปลายทาง และจาเปนตองรวาตนทางตองรอะไรมากอนบาง
ผงมโนทศนวธการแกปญหาโจทยฟสกส
ความเขมเสยง
ความเขมเสยง เสยงเกดจากการสนของวตถทเปนแหลงกาเนดเสยงและในการทาใหวตถสนจาเปนตองใช
พลงงาน ถาพลงงานทใชมคามากจะทาใหแอมพลจดของการสนมคามาก เสยงทไดยนจะดงมาก และถาพลงงานทใชมคานอย แอมพลจดของการสนจะมคานอยไปดวย เสยงทไดยนจะคอยหรอเบา เมอแหลงกาเนดเสยงสน พลงงานจะมการเคลอนทถายโอนตอๆกนไปผานโมเลกลของอากาศจนกระทงถงหผฟง ทาใหผฟงไดยนเสยง เสยงทผฟงไดยนจะดงมากหรอนอยขนอยกบ พลงงานของเสยงทไดรบนนเอง
กาลงเสยง คอ อตราการถายโอนพลงงานเสยงของแหลงกาเนด หรอ ปรมาณพลงงานเสยงทสงออกจากแหลงกาเนดในหนงหนวยเวลา มหนวยเปน จลตอวนาท หรอ วตต (W)
ดงนนนกเรยนจะไดยนเสยงดงมากจากแหลงกาเนดเสยงทมกาลงมากกวา โดยทระยะหางจากแหลงกาเนดทงสองตองเทากน
9
ดงคอย
ดงมาก
P
P
รปท 1 แสดง การเกดเสยงดงมากกวาจากแหลงกาเนดเสยงทมกาลงมากกวา
ใบความรท 1
ในระดบนนกเรยนจะทาการศกษาในกรณทแหลงกาเนดเสยงเปนจด ดงนน จากทนกเรยนทราบมากอนหนานแลววา ถาแหลงกาเนดคลนเปนจด จะไดหนาคลนเปนวงกลม ดงนน ในกรณของคลนเสยงทมแหลงกาเนดเปนจด กจะมหนาคลนเปนวงกลมเชนกน
*** จากทกลาวมาทงหมด เพอตองการกลาวถงความเขมเสยง ความเขมเสยง (Sound Intensity; I)
ความเขมเสยง คอ กาลงเสยงทตกกระทบตงฉากกบพนทของหนาคลนของทรงกลมหนงตารางหนวย หาไดจาก
ในกรณท P คงตว จะไดวา 2
1I
R
แสดงวา ความเขมเสยง ณ ตาแหนงตางๆ จะลดลง
เมอตาแหนงนนๆ อยหางจากแหลงกาเนดเสยงมากขน เขยนความสมพนธไดวา
ดงนนจงสามารถสรปไดวา ความเขมเสยง ณ ตาแหนงหนงๆ มากหรอนอย ขนอยกบ
ระยะหางจากแหลงกาเนดเสยง คอ ถาอยไกลจากแหลงกาเนดเสยงมาก กจะไดยนเสยงลดลง
รปท 2 แสดง การเพมขนของพนทรองรบเสยงเมอระยะทางเพมขน
2
P PI = =
A 4πR
2
2 1
1 2
= I R
I R
เมอ I คอ ความเขมเสยง (Watt/m2) P คอ กาลงของเสยงทออกมาจากแหลงกาเนด (Watt) A คอ พนททรบพลงงานเสยง (m2) R คอ ระยะหางจากแหลงกาเนดเสยง (m)
เมอ I1 และ I2 คอ ความเขมเสยงตาแหนงท 1 และ 2 (Watt/m2) R1 และ R2 คอ ระยะหางจากแหลงกาเนดเสยง ตาแหนงท 1 และ 2 (m)
10
R R
R
ตวอยางท 1 วทยเครองหนงตงอยในบานใหกาลงเสยง 250 วตต กระทบประตบานซงกวาง 0.5 เมตร สง 2 เมตร จงหาความเขมเสยงทประต ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทประต 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดวทยใหกาลงเสยง 250 วตต - โจทยกาหนดประตบานซงกวาง 0.5 เมตร สง 2 เมตร ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
11
2 m
0.5 m P = 250 W
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทประต I = ? - โจทยกาหนดวทยใหกาลงเสยง 250 วตต P = 250 W
- โจทยกาหนดประตบานซงกวาง 0.5 เมตร สง 2 เมตร A = (0.52) m2 3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน 24 R
PI
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาคาอยทางดานซายของสมการแลว 24 R
PI
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
A
PI
2/)25.0(
250mWI
2/250 mWI
ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ ความเขมเสยงทประตมคาเทากบ 250 วตตตอตารางเมตร
12
ตวอยางท 2..เดกหญ งธดา เหนดอกไม ไฟระเบดอยเหนอศรษะของเธอระยะ 80 เมตรพอด ขณะเดยวกน ถาเดกชายสมศกด ยนหางจากธดา บนพนราบเดยวกนไปตามแนวราบเปนระยะ 60 เมตร เขาจะไดยนเสยง ดอกไมไฟระเบดดวยความเขมเสยงเปนกเทาทธดาไดยน ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทสมศกดไดยนมคาเปนกเทาทธดาไดยน 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดเดกหญงธดา เหนดอกไมไฟระเบดอยเหนอศรษะของเธอระยะ 80 เมตร - โจทยกาหนดเดกชายสมศกด ยนหางจากธดา บนพนราบเดยวกนเปนระยะ 60 เมตร ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
13
60 เมตร
80 เมตร
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทสมศกดไดยนมคาเปนกเทาทธดาไดยน t
s
I
I = ?
- โจทยกาหนดเดกหญงธดาเหนดอกไมไฟระเบดเหนอศรษะระยะ 80 เมตร mSt 80 - โจทยกาหนดเดกชายสมศกด ยนหางจากธดา เปนระยะ 60 เมตร mSs 60
3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน
24 R
PI
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน 222tss RSR
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาคาอยทางดานซายของสมการแลว 2
2
s
t
t
s
R
R
I
I
จากสตรตวแปรทตองการหาคาอยทางดานซายของสมการแลว 222tss RSR
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
จากสตร
222tss RSR
222 8060 sR
000,102 sR
mRs 100 และจากสตร
2
2
s
t
t
s
R
R
I
I
22
22
100
80
m
m
I
I
t
s
64.0t
s
I
I
14
ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ ความเขมเสยงทสมศกดไดยนมคาเปน 0.64 เทา ของความเขมเสยงทธดาไดยน ตวอยางท 3 ณ ตาแหนงทอยหางจากแหลงกาเนดเสยง 10 เมตร มความเขมเสยง 2 x 10-8 วตตตอตารางเมตร ถาอกตาแหนงหนงหางจากแหลงกาเนดเสยงเดยวกน 5 เมตร จะมความเขมเสยงเทาใด ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทระยะ 5 เมตร 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดระยะ 10 เมตร จากแหลงกาเนด มความเขมเสยง 2 x 10-8 วตตตอตารางเมตร ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
I = 2 x 10-8 W/m2 R10 = 10 m
R5 = 5 m I = ?
15
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาความเขมเสยงทระยะ 5 เมตร 5I = ? - โจทยกาหนดระยะ 10 เมตร มความเขมเสยง 2 x 10-8 วตตตอตารางเมตร
2810 /102 mWI
3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน
24 R
PI
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาคาอยทางดานซายของสมการแลว 24 R
PI
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
จากสตร
210
10 4 R
PI
228
)10(4/102
m
PmW
))10(4)(/102( 228 mmWP และจากสตร
25
5 4 R
PI
2
228
5 )5(4
))10(4)(/102(
m
mmWI
2
228
5 )5(4
))10(4)(/102(
m
mmWI
)/108( 285 mWI
16
ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ ความเขมเสยงทระยะ 5 เมตร มคาเทากบ 810-8 วตตตอตารางเมตร
17
1
แบบฝกทกษะขอท 1 วทยเครองหนงใหเสยงทมกาลงเสยง 1610-10 วตต ผฟงทอยไกลจากวทยเครองนมากทสดเทาใด จงพอจะไดยนเสยง เมอความเขมเสยงตาสดทไดยนเทากบ 10-12 วตตตอตารางเมตร
18
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
1
19
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
1
20
แบบฝกทกษะขอท 2 กบตวหนงรองเสยงดงอยกลางทง ขณะทชายคนหนงอยหางจากกบตวนเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขมเสยงของกบได 10-8 วตตตอตารางเมตร อยากทราบวาเสยงกบรองมกาลงเทาใด
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
1
21
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
1
แบบฝกทกษะขอท 3 วนขนปใหมมการยงดอกไมไฟ สมชาตอยหางจากการระเบดของดอกไมไฟ 50 เมตร จะไดยนเสยงมความเขม 3610-6 วตตตอตารางเมตร ถาสมศรอยหางการระเบดของดอกไมไฟ 100 เมตร จะไดยนเสยงมความเขมเทาใด และแหลงกาเนดเสยงมกาลงเสยงกวตต
22
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
25
1
23
แบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
ระดบความเขมเสยง
ระดบความเขมเสยง (Sound Intensity Level; ) เนองจากเสยงทไดยนมความเขมทกวางมาก ซงไมสะดวกในการนามาใช จงวดความดงเปนระดบความเขมเสยง ดงนนระดบความเขมเสยง คอ ระดบทบอกใหทราบถงความดงของเสยงโดยกาหนดใหระดบเสยงทคนเราไดยนแลวไมเปนอนตรายตอห อยในชวง 0 -120 เดซเบล และสามารถหาระดบความเขมเสยงไดจากสมการ
1) ระดบความเขมเสยงทหมนษยไมไดยน มคานอยกวาหรอเทากบ 0 เดซเบล 2) ระดบความเขมเสยงทหมนษยทนฟงไมไหว มคามากกวาหรอเทากบ 120 เดซเบล
***สมการเปรยบเทยบระดบความเขมเสยง
หรอ ระดบความเขมของเสยง กาหนดโดยใช log เปรยบเทยบกบความเขมของเสยงตาสดทหมนษยสามารถไดยนมคาเทากบความเขมของเสยงขนาด 10-12 Watt/m2 นนคอ
1210log10
I หนวย เดซเบล (dB)
ดงนนความเขมเสยงขนาด 10-12 Watt/m2 = 0 dB ขนาด 10-11 Watt/m2 = 10 dB ขนาด 10-10 Watt/m2 = 20 dB ขนาด 1 Watt/m2 = 120 dB
1) ความเขมเสยงตาสดทหมนษยสามารถไดยนคอ I0 = 10-12 Watt/m2 2) ความเขมเสยงสงสดทหมนษยสามารถทนฟงไดคอ Imax = 1 Watt/m2
ควรจา!
24
0
log10I
I เมอ คอ ระดบความเขมเสยง ณ ตาแหนงทพจารณา (เดซเบล dB) I คอ ความเขมเสยง ณ ตาแหนงทพจารณา (Watt/m2) I0 คอ ความเขมเสยงตาสดทมนษยไดยนเทากบ 10-12 (Watt/m2)
22 1
1
I - = 10 log
I
ควรจา!
2
12 1
2
- = 10 logR
R
ใบความรท 1
ตารางท 2.1 ระดบเสยงจากแหลงกาเนดตางๆ
แหลงกาเนดเสยง ระดบเสยง(เดซเบล),dB ผลการรบฟง การหายใจปกต การกระซบแผวเบา สานกงานทเงยบ การพดคยธรรมดา เครองดดฝน โรงงานทวไป, ถนนทมการจราจรหนาแนน เครองเสยงสเตอรโอในหอง เครองเจาะถนนแบบอดลม เครองตดหญา ดสโกเธค, การแสดงดนตรประเภทรอค ฟาผาระยะใกล เครองบนไอพนกาลงขนทระยะใกล จรวดขนาดใหญทกาลงขนทระยะใกล
10 30 50 60 75 80 90 90 100 120 130 150 180
แทบจะไมไดยน เงยบมาก เงยบ ปานกลาง ดง ดง เจบปวดในห แกวหชารดทนท
เนองจากการเพมขนของความเขมของเสยง จะตองเปรยบเทยบโดยใชคา log ดงนน เมอความ
เขมเสยงเพมขนเปน 10 เทา I = 10 I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขนอก 10 dB เมอความเขมเสยงเพมขนเปน 100 เทา I = 100 I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขนอก 20 dB เมอความเขมเสยงเพมขนเปน 1,000 เทา I = 1,000 I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขนอก 30 dB และสามารถหาผลตางของระดบความเขมเสยงไดจาก
1
2
2
1
2
121 log20log10log10
R
R
P
P
I
I
ความเขมเสยง I จะรวมกนไดโดยตรง นนคอ I = I1 I2 แตระดบความเขมเสยง อยในรปของ log จะรวมกนโดยตรงไมได 1 2 แตเมอใชคณตศาสตรชวย จะสามารถหา
ผลบวกของระดบความเขมเสยงไดจาก 1 2 20
21
0
2
0
1 log10log10log10I
II
I
I
I
I
กรณทความเขมใหมเปนจานวนเตมเทาของความเขมเดม อาจหาระดบความเขมของเสยงทเพมขนไดโดย เมอความเขมเสยงเพมขนเปน 2 เทา I = 2I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขน 3.01 dB (10log 2) เมอความเขมเสยงเพมขนเปน 3 เทา I = 3I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขน 4.77 dB (10log 3) เมอความเขมเสยงเพมขนเปน 5 เทา I = 5I0 ระดบความเขมเสยงจะเพมขน 6.99 dB (10log 5)
รบฟงบอยๆการไดยนจะเสอมอยางถาวร }
} ไมสบายห
25
ตารางท 2.2 ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรองความปลอดภยเกยวกบเสยง
เวลาในการทางานตอวน (ชวโมง)
ระดบเสยงทคนทางานไดรบอยางตอเนองตองไมเกน (เดซเบล)
นอยกวา 7 7 - 8 มากกวา 8
91 90 80
26
ตวอยางท 1 เดกกลมหนงกาลงยนพดกนอยเสยงดงโดยมกาลงเสยง 410-4 วตต สดายนหางออกไประยะหนงไดยนเสยงของพวกเขามระดบความเขม 60 เดซเบล จงหาวาสดายนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทางกเมตร ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาวาสดายนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทางกเมตร 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดเดกกลมหนงกาลงยนพดกนอยเสยงดงโดยมกาลงเสยง 410-4 วตต - โจทยกาหนดสดาไดยนเสยงมระดบความเขม 60 เดซเบล ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
27
P = 4 10-4 W 60 dB
S = ?
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาวาสดายนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทางกเมตร R = ? - โจทยกาหนดเดกกลมหนงพดคยกนมกาลงเสยง 410-4 วตต WP 4104 - โจทยกาหนดสดาไดยนเสยงมระดบความเขม 60 เดซเบล = 60 dB 3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน 24 R
PI
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน
0
log10I
I
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาควรปรบสมการเปน
204
log10RI
P
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
จากสตร
แทนคา
mR 10
ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ สดายนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทาง 10 เมตร
28
204
log10RI
P
2122
4
/104
104log1060
mWR
WdB
2
810log1060
RdB
ตวอยางท 2 แมลงเตาทองตวหนงกาลงบนในอากาศและสงเสยงดงดวยกาลงเสยงขนาด 4 10-10 วตต ถามนกาลงบนหนเดกชายคนหนงไปในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.4 เมตร/วนาท จงหาวานานเทาไร ทเขาไดยนเสยงแมลงเตาทองตวนบน ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาเวลาทไดยนเสยงแมลงเตาทองตวนบน 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดแมลงเตาทองกาลงบนและสงเสยงดงดวยกาลงเสยงขนาด 4 10-10 วตต - โจทยกาหนดแมลงเตาทองกาลงบนหนในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.4 เมตร/วนาท ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
29
t = ?
P = 4 10-10 W
v = 0.4 m/s
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาเวลาทไดยนเสยงแมลงเตาทองตวนบน t = ? - โจทยกาหนดแมลงเตาทองมกาลงเสยงขนาด 4 10-10 วตต WP 10104 - โจทยกาหนดแมลงเตาทองกาลงบนหนดวยความเรว 0.4 เมตร/วนาท smv /4.0 3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน 24 R
PI
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน vtS 3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาควรปรบสมการเปน I
PR
42
จากสตรตวแปรทตองการหาควรปรบสมการเปน v
St
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
จากสตร
I
PR
42
212
102
/104
104
mW
WR
mR 10 และจากสตร
v
St
sm
mt
/4.0
10
st 25
30
ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ เดกคนนไดยนเสยงแมลงเตาทองบนเปนเวลานาน 25 วนาท ตวอยางท 3 ถาขณะทเครองบนไอพนกาลงบนขนจากสนามบนกอใหเกดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล ณ จดทหางจากสนามบน 200 เมตร จะตองปลกบานหางจากสนามบนไปไกลเทาใด จงจะไดยนเสยง เครองบนดงไมเกน 80 เดซเบล ขนท 1. ขนอานโจทยและทาความเขาใจโจทย (ทาความเขาใจปญหา) 1.1 อานโจทยใหเขาใจกอนอยางนอย 1 ครง 1.2 เขยนสงทโจทยตองการใหหา (โจทยถามอะไร) - โจทยตองการใหหาวาจะตองปลกบานหางจากสนามบนไปไกลเทาใด จงจะไดยนเสยง เครองบนดงไมเกน 80 เดซเบล 1.3 เขยนสงทโจทยกาหนดมาให (โจทยกาหนดอะไรมาใหบาง) - โจทยกาหนดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล อยหางจากสนามบน 200 เมตร ขนท 2. ขนวเคราะหโจทยโดยการสรางจนตนาการทางความคดและวาดภาพจาลองเหตการณทโจทยใหมาพรอมทงใสรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนด (วางแผนแกปญหา) 2.1 อานโจทยทละประโยคและใชจนตนาการวาดภาพทโจทยกาหนดใหทละภาพ 2.2 เชอมโยงแตละประโยคโดยใชภาพแตละภาพเรยงลาดบเหตการณเขาดวยกนโดยเขยนอธบายรายละเอยดปรากฏการณทางฟสกสทโจทยกาหนดเพมเขาไปดวย 2.3 ใสรายละเอยดของเหตการณหรอสงแวดลอมรอบขางเคยงเพอใหดเสมอนจรงและเขาใจรายละเอยดของเหตการณทโจทยกาหนดไดงายขน
31
120 เดซเบล ระยะหาง 200 เมตร
S = ?80 เดซเบล ระยะหางจะเปนกเมตร
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
ขนท 3. ขนวเคราะหความสมพนธของปรากฏการณเพอแปลงโจทยเขาสทฤษฏและวเคราะหสตรทใชในการคดคานวณ (วเคราะหสตรทใชในการหาคาตอบ) 3.1 แปลงขอความจากโจทยภาษาเปนสญลกษณปรมาณทางฟสกส (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกส) ทโจทยกาหนดใหเขาสรปแบบของสญลกษณและตวแปรของสตรทางฟสกส
- โจทยตองการใหหาวาจะตองปลกบานหางจากสนามบนไปไกลเทาใด จงจะไดยนเสยง เครองบนดงไมเกน 80 เดซเบล ?R - โจทยกาหนดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล อยหางจากสนามบน 200 เมตร
dBm 120200 3.2 วเคราะหความสมพนธของตวแปรและเขยนเปนสมการของสตร
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน 24 R
PI
จากตวแปรทโจทยกาหนดให สมการของสตรทใชควรเปน
0
log10I
I
3.3 สงเคราะหสตรเพอใชแกสมการหาคาตอบของโจทย (จดรปแบบสตรโดยดจากตวทโจทยถามหรอตวแปร ทโจทยตองการรคาตอบไวทางดานซายของสมการเพยงตวแปรเดยวตวแปรอนจดรปแบบใหอยทางดานขวาของสมการทงหมด)
จากสตรตวแปรทตองการหาควรปรบสมการเปน I
PR
42
จากสตรควรใชสมการเดมในการแกสมการ
0
log10I
I
ขนท 4. ขนแทนคาตวแปรในสตรเพอแกสมการหาคาตอบของสงทโจทยถามหรอโจทยตองการทราบคาตอบ (ดาเนนการแกปญหา) 4.1 แทนคาตวเลขลงในตาแหนงของตวแปร (ตองตรวจสอบหนวยของคาทแทนลงไปใหอยในรปแบบมาตรฐานสากลกอนเสมอ (SI) มฉะนน จะทาใหการคานวณหาคาตอบผดพลาด) 4.2 ใสหนวยลงไปในการแทนคาตวแปรดวยซงการคานวณใหคดหนวยทสามารถลดรปเปนหนวยลพธเพอใชในการตอบจะไดเปนการตรวจสอบคาตอบอกดวย และในการคานวณตวเลขใหตดทอนตวเลขเปนอยางตาจะไดงายตอการคดคานวณ 4.3 คานวณตวเลขเปนคาตอบเพยงตวเลขเดยวและเปนรปแบบสากลหรอรปแบบทโจทยตองการ (สงเกตไดจากหนวยทางฟสกสทโจทยกาหนดให)
จากสตร
= 10 log0
120 dB = 10 log1210
12 = log + log 1210 = 1 W/m 2
32
= 10 log0
80 dB = 10 log1210
8 = log + log 1210 -4 = log = 1 10 4 W/m 2 =
=
)(4 2r
1 = 000,4014.34
= 502,400 W จาก =
10 4 = )(17.34
400,5022R
W
R = 20,000 m R = 20 km ขนท 5. ขนตรวจคาตอบและสรปผลการหาคาตอบของโจทย 5.1 ตรวจความถกตองในการคานวณแตละขนตอนและแทนคาคาตอบเพอตรวจสอบคาตอบ 5.2 ตรวจสอบรายละเอยดตางๆ เชน หนวย คาพดและคาอปสรรคในการตอบใหเหมาะสม 5.3 ตอบคาถามทวนโจทยเพอตรวจสอบความถกตองของคาตอบ ตอบ จะตองปลกบานหางจากสนามบน 20 กโลเมตร จงจะไดยนเสยงเครองบนไมเกน 80 เดซเบล
33
2
34
แบบฝกทกษะขอท 1 กองเชยรของโรงเรยน 100 คน นงบนอฒจนทรเชยร ถาหนงคนรองเพลงเชยรทาใหกรรมการทนงฝงตรงขามไดยนเสยงดง 70 เดซเบล ถามวาถากองเชยรทงหมดรองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการทฟงอยจะไดยนเสยงดงกเดซเบล
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
2
35
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
2
36
แบบฝกทกษะขอท 2 แหลงกาเนดเสยงแหลงหนงมกาลงเฉลย 100 วตต แผคลนเสยงสมาเสมอ โดยรอบ จงหาตาแหนงทมระดบเสยง 80 เดซเบล วาอยหางจากแหลงกาเนดเสยงเทาใด
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
2
37
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
2
38
แบบฝกทกษะขอท 3 จงหาระดบความเขมของเสยง ซงมความเขม 4x10-6 W/m2 ระดบความเขมสาหรบเสยงทมความเขมเปน 2 เทาของความเขมนจะมคากเดซเบล
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
2
39
แบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
(0.2 คะแนน)
จกรนทร วรรณโพธกลาง. รวมสดยอดฟสกส เอนทรานซ. กรงเทพฯ : หางหนสวนจากด รงเรองสาสนการพมพ, มปป. ชวง ทมทตชง และคณะ. ฟสกสเสยง แสง แสงและทศนอปกรณ. นนทบร : โรงพมพ ไทยเนรมตกจอนเตอรโปรเกรสซฟ จากด, มปป. ฟสกส ม.4 เลม 2 ว 021. กรงเทพฯ : บรษทไฮเอดพบลชชง จากด, มปป. ฟสกส 3 ว 027. กรงเทพฯ : บรษทไฮเอดพบลชชง จากด, มปป. ชตชย โพธประภา. คมอครสอนทางไกลผานดาวเทยมสาหรบโรงเรยนปลายทาง. ประจวบครขนธ : โรงเรยนวงไกลกงวล, 2549. ธรรมสถต ทองเงนเจอธรรม. ฟสกส เลม 4 ม.5 ชวงชนท 4 . กรงเทพฯ : บรษทภมบณฑตการพมพ, มปป. นพนธ ตงคณานรกษ และคณตา ตงคณานรกษ. เสยงในชวตประจาวน สาหรบชวงชนท 3 – 4. กรงเทพฯ : บรษท สานกพมพแมค จากด, มปป. นรนดร สวรตน. ฟสกสเสยง แสง แสงและทศนอปกรณ. กรงเทพฯ : โรงพมพธนทชการพมพจากด,2549. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย, กระทรวงศกษาธการ. ฟสกส เลม 3. กรงเทพฯ : โรงพมพครสภาลาดพราว, 2541. ฟสกส เลม 2 . กรงเทพฯ : โรงพมพครสภาลาดพราว, 2547. คมอครฟสกสเลม 2. กรงเทพฯ : โรงพมพครสภาลาดพราว, 2547. อดชาต บวนกยาพนธ. ฟสกส ม.5 เลม 3 ว 027. กรงเทพฯ : บรษทภมบณฑตการพมพ จากด, มปป.
40
ภาคผนวก
41
แบบทดสอบหลงเรยน
เรอง ความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง ผลการเรยนร ทดลองและอธบายความหมายของความเขมเสยงและระดบความเขมเสยง
นกเรยนสามารถบอกความสมพนธระหวางความเขมเสยงและระดบความเขมเสยงและคานวณหาปรมาณตางๆเมอกาหนดสถานการณทเกยวของมาใหได
คาชแจง ใหนกเรยนทาเครองหมายกากบาท ( ) ทบอกษร ก ข ค ง ขอใดขอหนงทเหนวาถกตองทสดเพยงขอเดยวลงในกระดาษคาตอบ 1. แหลงกาเนดเสยงทใหกาลงเสยง 10 10 วตต ผฟงอยไกลจากแหลงกาเนดเสยงมากทสดเทาใดจงพอจะไดยนเสยง เมอความเขมเสยงตาสดทไดยนเทากบ 10-12 วตตตอตารางเมตร
ก. 5 m ข. 10 m ค. 15 m ง. 20 m
2. วทยใหกาลงเสยง 250 วตต กระทบประตกวาง 0.5 เมตร สง 1 เมตร จงหาความเขมของเสยงทประต
ก. 400 W/m2 ข. 500 W/m2 ค. 600 W/m2 ง. 700 W/m2
3. ชายคนหนงขณะอยหางจากแหลงกาเนดเสยงอนหนงเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขมของเสยงจากแหลงกาเนดเสยงนนได 10-8 วตตตอตารางเมตร อยากทราบวาแหลงกาเนดเสยงนใหกาลงเสยงออกมาเทาใด
ก. 410-3 W ข. 410-4 W ค. 410-5 W ง. 410-6 W
4. แดงเหนดอกไมไฟระเบดอยเหนอศรษะของเขาในระยะ 10 เมตรพอด ในขณะเดยวกน ถาดายนหางจากแดง บนพนราบเดยวกนไปตามแนวราบเปนระยะ 24 เมตร เขาจะไดยนเสยง ดอกไมไฟระเบดดวยความเขมเสยงเปนกเทาทแดงไดยน
ก. 20:169 ข. 25:144 ค. 25:576 ง. 25:169
5. ณ ตาแหนงทอยหางจากแหลงกาเนดเสยง 10 เมตร มความเขมเสยง 2 x 10-8 วตตตอตารางเมตร ถาอกตาแหนงหนงหางจากแหลงกาเนดเสยงเดยวกน 5 เมตร จะมความเขมเสยงเทาใด
ก. 410-5 W/m2 ข. 810-8 W/m2 ค. 410-8 W/m2 ง. 810-5 W/m2
42
6. เดกกลมหนงกาลงยนคยกนอยเสยงดงโดยมกาลงเสยง 410-4 วตต เพอนของพวกเขาทยนหางออกไประยะหนงไดยนเสยงของพวกเขามระดบความเขม 40 เดซเบล จงหาวาเพอนของพวกเขาอกคนยนอยหางจากพวกเขาเปนระยะทางกเมตร ก. 10 เมตร ข. 25 เมตร ค. 50 เมตร ง. 100 เมตร 7. ในวนขนปใหมมการยงพลขนไปแตกบนอากาศเกดเสยงดงวดกาลงอดอากาศได 10 วตต จงหา ความเขมเสยงทชายคนหนงไดยน ถาเขาอยหางจากจดทพลแตกเปนระยะทาง 100 เมตร
ก. 2.510-4 W/m2 ข. 2.010-3 W/m2 ค. 3.510-5 W/m2 ง. 4.010-6 W/m2
8. แมลงเตาทองตวหนงกาลงบนในอากาศและสงเสยงดงดวยกาลงเสยงขนาด 4 10 วตต ถามนกาลงบนหนเราไปในแนวเสนตรงดวยความเรว 0.2 เมตร/วนาท จงหาวานานเทาไร ทเราไดยนเสยงแมลงเตาทองตวนบน
ก. 15 วนาท ข. 25 วนาท ค. 50 วนาท ง. 75 วนาท
9. ถาสมมตวาขณะนนเครองบนโดยสารไอพนกาลงบนขนจากสนามบนกอใหเกดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล ณ จดหางจากเครองบน 200 เมตร จะตองปลกบานหางจากสนามบนไปไกลเทาใด จงจะไดยนเสยง เครองบนดงไมเกน 80 เดซเบล ก. 5 km ข. 10 km ค. 20 km ง. 40 km 10. กองเชยรสแดง 1 คน รองเพลงเชยร กรรมการไดยนเสยงทมระดบความเขมของเสยง 60 เดซเบล ถากองเชยรสแดง 100 คน รองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการ จะไดยนเสยงทมระดบความเขมเทาไร ก. 70 เดซเบล ข. 80 เดซเบล ค. 90 เดซเบล ง. 100 เดซเบล
43
44
1
45
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
- โจทยกลาวถงการไดยนเสยงจากวทย
- โจทยตองการใหหาระยะทางทไกลทสดทยงไดยนเสยงวทยอย - โจทยกาหนดวทยเครองใหเสยงทมกาลงเสยง 1610-10 วตต - โจทยกาหนดความเขมเสยงตาสดทไดยนมคา 10-12 วตตตอตารางเมตร
แบบฝกทกษะขอท 1 วทยเครองหนงใหเสยงทมกาลงเสยง 1610-10 วตต ผฟงทอยไกลจากวทยเครองนมากทสดเทาใด จงพอจะไดยนเสยง เมอความเขมเสยงตาสดทไดยนเทากบ 10-12 วตตตอตารางเมตร
R = ?
P = 1610-10 W I0 = 1010-12 W/m2
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
1
46
- โจทยตองการใหหาระยะทางทไกลทสดทยงไดยนเสยงวทยอย ?R - โจทยกาหนดวทยเครองใหเสยงทมกาลงเสยง P=1610-10 วตต - โจทยกาหนดความเขมเสยงตาสดทไดยนมคา I0 = 10-12 วตตตอตารางเมตร
24 R
PI
- จากสตรตองปรบสมการเปน
0
2
4 I
PR
จากสตร 0
2
4 I
PR
แทนคาลงในสตร 212
102
/104
1016
mW
WR
222 104 mR
R = 20 m
แทนคาระยะทาง = 20 m และความเขมเสยง (I0) = 10-12 W/m2 ลงในสตร
24 R
PI
จะได P = 1610-10 วตต ตรงตามโจทย
โจทยใหหาระยะทาง หนวยของระยะทางตองเปนเมตร(m)
ตอบ ระยะทางทไกลทสดทยงไดยนเสยงวทยอยมคาเทากบ 20 เมตร
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
1
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
47
S = 10 m
I = 10-8 W/m2
P = ?
โจทยกลาวถงกบรองเสยงดงอยกลางทง
เสยงกบรองมกาลงเทาใด
ชายคนหนงอยหางจากกบตวนเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขมเสยงของกบได 10-8 วตตตอตารางเมตร
แบบฝกทกษะขอท 2 กบตวหนงรองเสยงดงอยกลางทง ขณะทชายคนหนงอยหางจากกบตวนเปนระยะทาง 10 เมตร วดความเขมเสยงของกบได 10-8 วตตตอตารางเมตร อยากทราบวาเสยงกบรองมกาลงเทาใด
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
1
48
เสยงกบรองมกาลงเทาใด ?P ชายคนหนงอยหางจากกบตวนเปนระยะทาง 10 เมตร mR 10 วดความเขมเสยงของกบได 10-8 วตตตอตารางเมตร 28 /10 mWI สตรทใช
24 R
PI
- จากสตรตองปรบสมการเปน
IRP 24
จากสตร IRP 24
แทนคาลงในสตร )/10()10(4 282 mWP P = 410-6 W
โจทยใหหากาลงเสยงของกบ หนวยของกาลงเสยงตองเปนวตต(W)
ตอบ กบตวนรองมกาลงเสยงเทากบ 410-6 วตต
แทนคากาลงเสยง P = 410-6 W และความเขมเสยง I =10-8 W/m2 ลงในสตร
24 R
PI
จะได R = 10 เมตร ตรงตามโจทย
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
1
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
49
โจทยกลาวถงความเขมเสยงจากการระเบดของดอกไมไฟ
สมศรจะไดยนเสยงมความเขมเทาใด และแหลงกาเนดเสยงมกาลงเสยงกวตต
สมชาตอยหางจากการระเบดของดอกไมไฟ 50 เมตร ไดยนเสยงมความเขม 3610-6 วตต/ตารางเมตร สมศรอยหางจากการระเบดของดอกไมไฟ 100 เมตร
R2 = 100 m
แบบฝกทกษะขอท 3 วนขนปใหมมการยงดอกไมไฟ สมชาตอยหางจากการระเบดของดอกไมไฟ 50 เมตร จะไดยนเสยงมความเขม 3610-6 วตตตอตารางเมตร ถาสมศรอยหางการระเบดของดอกไมไฟ 100 เมตร จะไดยนเสยงมความเขมเทาใด และแหลงกาเนดเสยงมกาลงเสยงกวตต
R1 = 50 m
P = ?
I2 = ?
I1 = 3610-6 W/m2
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
1
50
สมศรจะไดยนเสยงมความเขมเทาใด ?2 I และแหลงกาเนดเสยงมกาลงเสยงกวตต ?P สมชาตอยหางจากการระเบด 50 เมตร mR 501 ไดยนเสยงมความเขม 3610-6 วตต/ตารางเมตร 26
1 /1036 mWI สมศรอยหางจากการระเบด 100 เมตร mR 1002
สตรทใช 24 R
PI
จากสตรตองปรบสมการเปน IRP 24
จากสตร IRP 24 แทนคาลงในสตร )/1036()50(4 262 mWmP WP 21036 และจากสตร
24 R
PI
แทนคาลงในสตร 2
2
)100(4
1036
m
WI
26 /109 mWI
โจทยถามสองคาถามคอถามหากาลงเสยง WP 21036 และโจทยถามหาความเขมเสยง เนองจากสมศรยนหางจากการระเบดมากกวาสมชาตเพราะฉะนนสมศรจะไดยนเสยงทมความเขมนอยกวาสมชาต 26 /109 mWI ถกตามโจทย
โจทยใหหากาลงเสยง หนวยของกาลงเสยง ตองเปนวตต โจทยใหหาความเขมเสยง หนวยของความเขมเสยง ตองเปนวตต/ตารางเมตร
ตอบ กาลงเสยงมคา 3610-2 วตต และความเขมเสยงทสมศรไดยนมคา 910-6 วตต/ตารางเมตร
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 1
2
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
51
กองเชยรของโรงเรยน 100 คน นงบนอฒจนทรเชยร
ถากองเชยร 100 คน รองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการจะไดยนเสยงดงกเดซเบล
ถากองเชยรหนงคนรองเพลงเชยรทาใหกรรมการไดยนเสยงดง 70 เดซเบล
1 คน = 70 dB
แบบฝกทกษะขอท 1 กองเชยรของโรงเรยน 100 คน นงบนอฒจนทรเชยร ถาหนงคนรองเพลงเชยรทาใหกรรมการทนงฝงตรงขามไดยนเสยงดง 70 เดซเบล ถามวาถากองเชยรทงหมดรองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการทฟงอยจะไดยนเสยงดงกเดซเบล
100 คน = ?
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
2
52
ถากองเชยร 100 คน รองเพลงเชยรพรอมกนกรรมการจะไดยนเสยงดงกเดซเบล = ?
สตรทใช
log10
ควรปรบสตรเปน
1
212 log10
จากสตร
1
212 log10
เมอ 1 และ 2 เปนระดบความเขมเสยงเมอคนเดยวรองกบเมอ 100 คนรอง แตคน 100 คนรอง เสยงจะมความเขมเปน 100 เทาของคนเดยวรอง แสดงวา I2 = 100I1
จาก
1
112
100log10
100log10702 70202 dB902
เมอคนเดยวรองกบเมอ 100 คนรองเสยงจะมความเขมเปน 100 เทาของคนเดยวรอง แสดงวา ระดบความเขมเสยงเพมขน 10log 100 = 20 ดงนนระดบความเขมเสยงจะเพมขนจากเดม 20 เดซเบลนนเอง
โจทยใหหาระดบความเขมเสยง หนวยของระดบความเขมเสยงตองเปนเดซเบล(dB) ตอบ ถากองเชยรรองเพลงพรอมกน 100 คน กรรมการไดยนเสยงดง 90 เดซเบล
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
2
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
53
โจทยกลาวถงแหลงกาเนดเสยงแผคลนเสยงสมาเสมอโดยรอบ
จงหาตาแหนงทมระดบเสยง 80 dB วาอยหางจากแหลงกาเนดเสยงเทาใด
แหลงกาเนดเสยงมกาลงเฉลย 100 วตต
แบบฝกทกษะขอท 2 แหลงกาเนดเสยงแหลงหนงมกาลงเฉลย 100 วตต แผคลนเสยงสมาเสมอ โดยรอบ จงหาตาแหนงทมระดบเสยง 80 เดซเบล วาอยหางจากแหลงกาเนดเสยงเทาใด
P = 100 W
= 80dB
R = ?
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
2
54
จงหาตาแหนงทมระดบเสยง 80 dB หางจากแหลงกาเนดเสยงเทาใด ?R แหลงกาเนดเสยงมกาลงเฉลย 100 วตต WP 100
สตรทใช
0
log10 และ 24 R
PI
ควรปรบสตรเปน
0
log10 และ
I
PR
42
จากสตร
0
log10
แทนคาลงในสตร
1210
log1080dB
จะได 24 /10 mWI
และจากสตร I
PR
42 แทนคาลงในสตร
242
/104
100
mW
WR
จะได 242 1025 mR
mR 500
เมอนาระยะทาง 500 เมตร แทนคาลงในสตร I
PR
42 จะได 24 /10 mWI
และเมอนา 24 /10 mWI แทนลงในสตร
0
log10 จะไดระดบเสยงเปน
80 dB จรงตามโจทยกาหนด
โจทยใหหาระยะทาง หนวยของระยะทางตองเปนเมตร(m)
ตอบตาแหนงทมระดบเสยง 80 dB อยหางจากแหลงกาเนดเสยงเทากบ 500 เมตร
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
2
รปแสดง เหตการณจาลองทโจทยกาหนด
55
โจทยกลาวถงระดบความเขมของเสยง
จงหาระดบความเสยงทมความเขมเปน 4x10-6 วตตตอตารางเมตร และระดบความเสยงทมความเขมเปน 2 เทาของความเขมนจะมคากเดซเบล
เสยงมความเขม 4x10-6 วตตตอตารางเมตร และสองเทาของ 4x10-6 วตตตอตารางเมตร
I1= 4x10-6 W/m2
แบบฝกทกษะขอท 3 จงหาระดบความเขมของเสยง ซงมความเขม 4x10-6 วตตตอตารางเมตร ระดบความเขมสาหรบเสยงทมความเขมเปน 2 เทาของความเขมนจะมคากเดซเบล
I2= 8x10-6 W/m2
2= ? 1= ?
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
ข นท 1 ทาความเขาใจปญหา
ข นท 2 วางแผนแกปญหา
2
56
จงหาระดบความเสยงทมความเขมเปน 4x10-6 วตตตอตารางเมตร และระดบความเสยงทมความเขมเปน 2 เทาของความเขมนจะมคากเดซเบล
?1 และ ?2
สตรทใช
0
log10
ใชสองครง
0
11 log10
และ
0
22 log10
จากสตร
0
11 log10
และ
0
22 log10
แทนคา
212
26
1 /10
/104log10
mW
mW และ
212
26
1 /10
/108log10
mW
mW
6
1 104log10 และ 6
1 108log10
4log10601
และ 8log10601
จะได dB 66 4log10601 และ dB 69 8log10601
จากการคานวณจะไดระดบเสยงทมความเขมเสยงเปน 4x10-6 วตตตอตารางเมตร มคานอยกวาระดบเสยงทมความเขมเสยงเปน 2 เทาของความเขมนคอมคา 8x10-6 วตตตอตารางเมตร dB 66 และ dB 69 ตามลาดบ เปนจรงตามโจทยกาหนด
โจทยใหหาระดบเสยงหนวยของระดบเสยงตองเปนเดซเบล(dB ) ตอบระดบเสยงทมความเขมเสยงเปน 4x10-6 วตตตอตารางเมตร มคา dB 66 และระดบเสยงทมความเขมเสยงเปน 8x10-6 วตตตอตารางเมตร มคา dB 69
ข นท 3 วเคราะหสตรทใช
ข นท 4 ดาเนนการแกปญหา
ข นท 5 ตรวจคาตอบและสรป
เฉลยแบบฝกทกษะชดท 2
เกณฑการใหคะแนนแบบฝก
1.ผเรยนสามารถทาความเขาใจโจทย ตอบสงทโจทยถามและสงทโจทยกาหนดมาใหไดครบถวนและถกตอง
2.ผเรยนสามารถใชจนตนาการวาดภาพ เชอมโยงโจทย และใสปรากฏการทางฟสกสไดครบถวนและถกตอง
3.ผเรยนสามารถเปลยนขอความของโจทยมาเปนตวแปรและวเคราะหสตรหรอสงเคราะหสตรมาใชไดถกตอง
4.ผเรยนสามารถแทนคาตวเลขลงในตวแปรและคดคานวณหาคาตอบทเปนสากลไดครบถวนถกตอง
5.ผเรยนสามารถตรวจทานคาตอบตรวจสอบหนวยเปนสากลและสรปคาตอบไดครบถวนถกตอง
0.2 คะแนน
0.2 คะแนน
0.2 คะแนน
0.2 คะแนน
0.2 คะแนน
57
ทาแบบทดสอบกอนเรยนเสรจแลวเรมทบทวนเนอหาและทาแบบฝกไดเลยครบ
เกณฑการใหคะแนนแบบฝก
ตามเกณฑการใหคะแนนขอสอบ 1 ขอ จะม 5 ขนตอนใหญและในแตละขนตอนใหญ จะม 3 ขนตอนยอยในการตรวจแบบฝกทกษะแบบวธทาจงไดกาหนดเกณฑการใหคะแนนดงตารางขางลางนใหนกเรยนหรอครผตรวจดเกณฑการใหคะแนนเทยบกบแบบเฉลยแบบฝกทกษะ จะสามารถตรวจใหคะแนนไดอยางถกตองและเขาใจเกณฑการใหคะแนนมากยงขน
คะแนนทได 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 ขนท 1 ทาความเขาใจ
ปญหา
ไมเขยนคาตอบเลย
ตอบไดถกตอง 1 ขอ
ตอบไดถกตอง 2 ขอ
ตอบได 3 ขอ แตไมสมบรณ
ตอบไดถกตอง สมบรณทง
3 ขอ ขนท 2 วางแผนแกปญหา
ไมเขยนคาตอบเลย
ตอบไดถกตอง 1 ขอ
ตอบไดถกตอง 2 ขอ
ตอบได 3 ขอ แตไมสมบรณ
ตอบไดถกตอง สมบรณทง
3 ขอ ขนท 3
วเคราะหสตรทใช
ไมเขยนคาตอบเลย
ตอบไดถกตอง 1 ขอ
ตอบไดถกตอง 2 ขอ
ตอบได 3 ขอ แตไมสมบรณ
ตอบไดถกตอง สมบรณทง
3 ขอ ขนท 4
ดาเนนการแกปญหา
ไมเขยนคาตอบเลย
ตอบไดถกตอง 1 ขอ
ตอบไดถกตอง 2 ขอ
ตอบได 3 ขอ แตไมสมบรณ
ตอบไดถกตอง สมบรณทง
3 ขอ ขนท 5 ตรวจคาตอบและ
สรป
ไมเขยนคาตอบเลย
ตอบไดถกตอง 1 ขอ
ตอบไดถกตอง 2 ขอ
ตอบได 3 ขอ แตไมสมบรณ
ตอบไดถกตอง สมบรณทง
3 ขอ รวม 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00
แบบฝกทกษะตองตอบตามเกณฑและถกตองครบทกขนตอนนะครบ
58
หมายเหต 1. นกเรยนตองผานเกณฑรอยละ 80 (ทาถก 8 ขอขนไป) สาหรบแบบทดสอบหลงเรยน และผานเกณฑรอยละ 80 ของแบบฝกทกษะ (แสดงวธทาไดไมนอยกวา 0.8 คะแนน ในแตละขอ ) 2. ถานกเรยนทาไดผานเกณฑทงสองอยาง ใหศกษาแบบฝกทกษะในเลมตอไป 3. ถานกเรยนไมผานเกณฑใหกลบไปศกษาแบบฝกทกษะชดนใหมอกครง แลวทาการ ทดสอบหลงเรยนอกครงจนกวาจะผานเกณฑทกาหนด
เหนไหมวานกเรยนทาได...ไมยากเลยใชไหมครบ
59
ตองผานเกณฑรอยละ 80 กอน จงจะเรยนแบบฝกเลมตอไปไดนะครบ
พวกเรากผานเกณฑ
ไชโย…เราผานเกณฑแลว