การออกแบบและสร้างชุดการทดลองการแทรกสอดของเสียงภายในท่อร่วมกับแอปพลิเคชันสมาร์ตโฟน

Abstract

บทความนี้นำเสนอชุดทดลองการแทรกสอดของคลื่นเสียงโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาชุดทดลองการแทรกสอดของเสียงได้อย่างถูกต้องตรงตามทฤษฎีเรื่อง การแทรกสอดของเสียงใช้แอปพลิเคชันสมาร์ตโฟน(Hoel Boedec)สร้างคลื่นเสียงที่มีความถี่เสียง ในช่วง 600-1200 เฮิรตซ์ โดยชุดทดลองสร้างจากท่อ PVC สามารถปรับเปลี่ยนให้มีความยาวของท่อเพื่อศึกษาค่าผลต่างของทางเดินเสียง (path difference) ระหว่างคลื่นเสียงสองขบวน เมื่อนำชุดทดลองไปทดสอบหาค่าความยาวคลื่นเสียงที่อุณหภูมิห้อง โดยสังเกตจากการแทรกสอดของเสียงแบบเสริมกันผ่านแอปพลิเคชันสมาร์ตโฟน(Advanced spectrum Analyzer PRO) เมื่อปล่อยความถี่ที่ 600-1200 เฮิรตซ์ โดยมีค่าที่วัดความถี่ได้จาก smartphones คือ 602, 710, 796, 904, 1000, 1100 และ 1200 เฮิรตซ์ โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยเป็น 7.2 เปอร์เซ็นต์ ส่วนการแทรกสอดแบบหักล้างกันผ่านสมาร์ตโฟน ซึ่งปล่อยความถี่เช่นเดียวกับการแทรกสอดแบบเสริมและมีค่าที่วัดความถี่ได้จาก smartphones เท่ากัน โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยเป็น 12.8 เปอร์เซ็นต์ และจากผลการทดลองพบว่า ความถี่จะแปรผกผันกับความยาวคลื่น สาเหตุที่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนอาจเกิดจากเครื่องปล่อยความถี่ไม่ได้ปล่อยความถี่ตามที่กำหนด และเครื่องรับสัญญาณความถี่มีคลื่นเสียงจากภายนอกรบกวนจึงส่งผลให้เกิดความคลาดเคลื่อนได้ จากที่กล่าวมาข้างต้นเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ความยาวคลื่นจะลดลง ข้อเสนอแนะในการทำวิจัยในครั้งนี้โรงเรียนควรนำชุดทดลองการแทรกสอดของเสียงนี้ไปเป็นต้นแบบเพื่อผลิตขึ้นใช้ได้เองในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ เนื่องจากวัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถจัดหาได้ง่าย มีวิธีการสร้างไม่ยุ่งยากซับซ้อน และให้ผลการทดลองชัดเจน