แผนการจดการเรยนรท 5

กลมสาระการเรยนร วทยาศาสตร ชน มธยมศกษาปท 5 หนวยการเรยนรท 2 เรอง ความเขมของเสยง จำานวน 2 ชวโมง 1. สาระสำาคญ.

พลงงานเสยงตอพนทผวทเสยงตกกระทบตงฉาก เรยกวา ความเขมของเสยง ซงมผลตอการไดยน และเพอความสะดวกจะใชเปนระดบความเขมเสยง โดย 0 เดซเบล เปนระดบความเขมตำาสดทจะไดยนและ 120 เดซเบล เปนระดบความเขมสงสดทหจะทนได

2. จดประสงคการเรยนร2.1 อธบายความเขมของเสยงและระดบความเขมเสยง 2. 2 วเคราะหสมการความเขมของเสยงและระดบความเขมเสยง2.3 วเคราะหและคำานวณหาคาปรมาณตางๆ ในโจทยปญหา

3. สาระการเรยนร 3.1 ความเขมเสยง

= 3.2 ระดบความเขมเสยง

4. กจกรรมการเรยนร4.1 ครนำาเครองวดความเขมเสยงใหนกเรยนทดลองวดความ

เขมเสยงของตนเอง และคำาถามอภปรายเรองความเขมเสยงและระดบความเขม

เสยง จะมากหรอนอยเกยวของ กนสงใด และมความสมพนธกนอยางไร4.2 นกเรยนศกษาศกษาใบความรท 54.3 ใหนกเรยนทำาใบกจกรรมท 54.4 ครและนกเรยนรวมกนเฉลยใบกจกรรมท 54.5 ใหนกเรยนทำาใบงานท 54.6 ใหนกเรยนเขยนผงมโนทศนในการลดและปองกนมลภาวะ

ของเสยง

5. วสดอปกรณ สอและแหลงการเรยนร5.1 เครองวดความเขมเสยง5.2 ใบความร ความเขมของเสยงและมลภาวะของเสยง

5.3 ใบกจกรรมท 5 5.4 ใบงานท 55.6 VDO หรอ CD-ROM เรองเสยง5.7 หองสมดหมวดวทยาศาสตรและโรงเรยน5.8 Web site เกยวกบวชาฟสกสเรองเสยง

6. การวดผลและประเมนผล6.1.วธการวด/สงทวด

- สงเกตการทำาใบกจกรรมท 5 - ตรวจใบกจกรรมท 5- ตรวจใบงานท 5

6.2.เครองมอวด-.ใบประเมนสงเกตการทำากจกรรม- ใบประเมนการตรวจใบกจกรรม และใบงาน- ใบประเมนการทดลอง

6.3 เกณฑการวดเกณฑผานการประเมนไมตำากวา รอยละ 60

7.ขอเสนอแนะ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8.ความเหนผบรหาร------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ลงชอผบรหาร

( นางสาวระเบยบ กอเกยรตคณ )

….. /……./…….

9.บนทกผลหลงสอน------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ลงชอ ผสอน ( นายตรยยเดช ชมเดช ) ….

. /……../…….

ใบกจกรรมท 5กลมสาระการเรยนร วทยาศาสตร ชน มธยมศกษาปท 5 หนวยการเรยนรท 2 เรอง ความเขมของเสยง ชอ…………………………………นามสกล………………………เลขท…………ชน……………กลม………...

กจกรรมท 1 ใหนกเรยนกาเครองหมาย / หนาขอทถก และกาเครองหมาย หนาขอทผด

……1. ระดบเสยง เปนสงทำาใหทราบวาเสยงดงหรอเสยงเบา……2. ความเขมเสยง เปนสงททำาใหทราบวาเสยงดงหรอเสยงเบา……3. ความดงของเสยงขนกบกำาลงของแหลงกำาเนดเสยงและระยะหางจากแหลงกำาเนดเสยง……4. เสยงเบาทสดทหมนษยเรมไดยนอยท 10- 12 วตต/ตารางเมตร……5. เสยงดงทสดทหมนษยทนฟงไดอยท 1 วตต/ตารางเมตร……6. เสยงทหคนปกตรบฟงไดอยทระดบ 0 – 120 เดซเบล……7. ถาเราเปดวทยเครองหนงไวในทโลงกลางสนาม แลวเดนเขาไปหาจากจดทไมไดยนเสยง

จนไดยนเสยงดงทสด ทเราไดยนเสยงดงขน เปนผลมาจากความเขมของเสยงเพมขน---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------กจกรรมท 2 ใหนกเรยน อธบายและเตมคำาตอบ

1.0 แหลงกำาเนดเสยง 2 แหลงมอตราการใหพลงงานทตางกน ถาอยหางจากแหลง

กำาเนดเสยงทงสองเปนระยะทางไมเทากน จะไดยนเสยงจากแหลงกำาเนดทงสองเทากนหรอไม อยางไร

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.0 จากการทดลองการไดยนของคนปกต2.1 เสยงคอยทสดทมนษยสามารถไดยนจะมความเขมเทาไร

………………. 2.2 เสยงดงทสดทมนษยสามารถทนฟงไดจะมความเขม

เทาไร……………… 2.3 อตราสวน ขอ 2.2 ตอ ขอ 2.1 มคา

เทาไร…………………………………….3.0 ระดบความเขม

3.1 เสยงคอยทสดทมนษยสามารถไดยนจะมระดบความเขมเทาไร.................

3.2 เสยงดงทสดทมนษยสามารถไดยนจะมระดบความเขมเทาไร...................

3.3 เบลกบเดซเบลมความสมพนธกนอยางไร..................................................4.0 จงพสจนสมการ

= 10 log ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………กจกรรมท 3 ใหนกเรยนวเคราะหและแสดงวธคดคำานวณแกปญหาโจทย

1.0 เครองยนตเครองหนงมกำาลงเสยง 1000 วตต จงหาความเขมเสยงทระยะหาง 100 เมตร มคาเทาไร………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.0 เสยงทมความเขมเสยง 10-6 วตตตอ ตารางเมตร จะมระดบความเขมเสยงเทาไร………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3.0 เสยงมระดบความเขมเสยง 50 เดซเบล จะมความเขมเสยง เทาไร………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4.0 เสยงมระดบความเขมเสยง 0 เดซเบล จะมความเขมเสยง…….……… ” 10 เดซเบล ” ……………… ” 20 เดซเบล ” ……………… ” 30 เดซเบล ” ……………… ” 40 เดซเบล ” ……………… ” 50 เดซเบล ” ……………… ” 60 เดซเบล ” ………………

” 70 เดซเบล ” ……………… ” 80 เดซเบล ” ……………… ” 90 เดซเบล ” ……………… ” 100 เดซเบล ” ……………… ” 110 เดซเบล ” ……………… ” 120 เดซเบล ” ………………

5.0 โรงงานแหงหนงมเครองจกรสามเครอง เครองทหนงและสองใหเสยงทมระดบ ความเขมเสยงเทากน คอ 70 เดซเบล สวนเครองทสามใหเสยงทมระดบความเขมเสยง 90 เดซเบล จงหาระดบความเขมเสยงเมอเครองจกรสองเครองแรกทำางานพรอมกน เมอเครองจกรเครองแรกและเครองทสามทำางานพรอมกน………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ใบงานท 5กลมสาระการเรยนร วทยาศาสตร ชน มธยมศกษาปท 5 หนวยการเรยนรท 2 เรอง ความเขมของเสยง ชอ…………………………………นามสกล………………………เลขท…………ชน……………กลม………...ใหนกเรยนเลอกคำาตอบขอทถกตองทสดเพยงขอเดยวและแสดงวธคด1. เมอยนหางจากแหลงกำาเนดเสยง 100 เมตร จะตองเดนหางจาก

จดเดมกเมตร จงจะไดยนเสยงทมความเขมเปน 1/4 เทาของความเขมเสยงเดมก. 50 ข. 100 ค. 150

ง. 200แสดงวธคด

2. ผฟงจะไดยนมความเขมเปนกเทาของความเขมเสยงเดม ถาระยะหางระหวางแหลงกำาเนดเสยงกบผฟงเพมขนเปน 5 เทา

ก. ข. ค. ง.

แสดงวธคด

3. จงหาวาทระยะหางจากแหลงกำาเนดเสยง 10 เมตร จะไดยนเสยงกวตตตอตารางเมตร ถาทระยะหางจากแหลงกำาเนดเสยง 25 เมตร ไดยนเสยง 10- 8 วตตตอตารางก. 6.25 x 10 – 6 W/m2 ข. 6.25 x 10 – 7 W/m2 ค.

6.25 x 10 – 8 W/m2 ง.6.25 x 10 – 9 W/m2

แสดงวธคด4. ชายคนหนงยนหาง 10 เมตร จากวทยทกำาลงเปดเสยงอย เขา

ไดยนเสยง 10 – 10 วตตตอตารางเมตร เขาจะตองเดนออกไปจากตำาแหนงทยนกเมตร จงจะเรมไมไดยนเสยงวทยก. 19 เมตร ข. 10 เมตร ค. 100 เมตร

ง. 90 เมตรแสดงวธคด

5. ไดยนเสยงตะโกนสดเสยงจากคนในกลม วดระดบความเขมเสยงได 60 เดซเบล ถาใหคน 10 คน ในกลมตะโกนสดเสยงเชนกนพรอมกน จะไดยนเสยงทมระดบความเขมกเดซเบลก. 70 ข. 60 ค. 50

ง. 40แสดงวธคด

6. ถ าสมมตวาขณะเครองบนโดยสารไอพนกำาลงบนขนจากสนามบนกอใหเกดเสยงทมระดบความเขมเสยง 120 เดซเบล ณ จดทหางจากเครองบน 50 เมตร จะตองปลกบานหางจากสนามบนกกโลเมตร จงจะไดยนเสยงดงไมเกน 80 เดซเบล

ก. 4 ข. 5 ค. 6ง. 7

แสดงวธคด

ตอนท 1 ตอนท 2ขอ คำาตอบ ขอ คำาตอบ

1 X 1 ข

2 / 2 ก

3 / 3 ค

4 / 4 ง

5 / 5 ก

6 / 6 ข7 /8 /9 X

10 /

@@@@@@@@@@@@@@@

ใบความร 5กลมสาระการเรยนร วทยาศาสตร ชน มธยมศกษาปท 5 หนวยการเรยนรท 2 เรอง ความเขมของเสยงและระดบความเขมเสยง

ความเขมของเสยงและการไดยน

เสยงเกดจากการสนของวตถทเปนแหลงกำาเนดเสยงและในการทำาใหวตถสนจำาตองใชพลงงาน ถาพลงงานทใชมคามากแอมพลจดของการสนกมคามาก และถาใชพลงงานนอย แอมพลจดของการสนกจะนอยตามไปดวย พลงงานการสนของตนกำาเนดเสยงจะถกถายโอนใหแกโมเลกลของอากาศทอยรอบ ๆ แหลงกำาเนดเสยงซงพลงงานจะถกถายโอนผานโมเลกลของอากาศตอกนไปถงหผฟง ทำาใหแกวหสนสะเทอน เปนผลใหผฟงไดยนเสยง การไดยนเสยงของผฟง ขนกบปจจยหลายประการ ซงจะศกษาตอไป

ความเขมของเสยงแหลงกำาเนดทมชวงกวางของการสน ( amplitude ) กวาง

มาก จะเกดเสยงดงกวาเสยงทม amplitude นอย ในทางวทยาศาสตร เรยกความดงของเสยงวา ความเขมของเสยง การวดความเขมของเสยงวดไดจากพลงงานของเสยงทตกตงฉากบน 1 หนวยพนทใน 1 หนวยเวลา มหนวยเปนวตตตอตารางเมตร ( Watt/m2 ) และหาไดจากสมการดงตอไปน

เมอ I คอ ความเขมของเสยงทจดใดจดหนง ( Watt/m2 )P คอ กำาลงของเสยงจากแหลงกำาเนด ( Watt )R คอ ระยะระหวางแหลงกำาเนดเสยงกบจดทพจารณา (

m )A คอ พนทของเสยงทตกตงฉากกบแหลงกำาเนดS คอ จดกำาเนดคลนเสยงทมหนาคลนเปนรปทรงกลม พนท ๆ เสยงตกตงฉากกคอ พนทผวทรงกลม ซงมพนท

= 4R2

SR A

I = = =

เมอ ปนความเขมเสยงซงจะไดวาความเขมเสยงแปรผนกบระยะทางกำาลงสองถา และ เปนความเขมเสยงทระยะ R1 และ R2 ตามลำาดบจะได

ความเขมเสยงสงสดทมนษยไดยน ( เสยงดง ) 1 watt / m2

ความเขมเสยงตำาสดทมนษยไดยน ( เสยงเบา ) 10- 12 watt/m2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ตวอยางท 1 ชายคนหนงขณะอยหางจากแหลงกำาเนด 3 เมตร จะไดยนเสยงมความเขม 10- 8 watt / m2 แหลงกำาเนดเสยงมกำาลงเสยงกวตตวธทำาจาก I = P =

4R2 ( I )แทนคา P = 4(3 )2 ( 10- 8 ) =

36x10- 8 วตตตอบ แหลงกำาเนดเสยงมกำาลงเสยงเทากบ 36x10- 8

วตต

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ระดบความเขมของเสยงเมอหาอตราสวนระหวางความเขมเสยงทดงทสดทมนษยทน

ฟงไดกบความเขมเสยงเบาทสดทมนษยไดยนมคามากถง 1012 ดงนนเพอความสะดวกในทางปฏบต จงนยมใช ระดบความเขมเสยง เปนปรมาณทบอกความดงของเสยงแทน ความเขมเสยง และเปนเกยรตแก อเลกซาน-เดอร เกรแฮม เบล ระดบความเขมของเสยงและมหนวยเรยกวา เบล แตเนองจากเบลเปนหนวยทใหญเกนไป ไมสามารถบอกความละเอยดทจะบอกคาความดงของเสยงตาง ๆ ได จงแบงเปนหนวยยอยลงไป เรยกวา เดซเบล ( dB )

มนษยสามารถไดยนเสยงทมความดงทระดบความเขมของเสยงตงแต 0 – 120 เดซเบล เสยงทดงมากเกนไปอาจทำาใหหหนวกได เชน เสยงฟาผาใกลๆตว ทมคาความดงเกน 120 dB เปนตน เสยงทมความดงไมมากแตไดยนเปนเวลานานหลายชวโมงกอาจเปนอนตรายได เชน เสยงเครองจกรในโรงงานอตสาหกรรม ( มลภาวะทางเสยง ) องคการอนามยโลกจงกำาหนดวาเสยงทปลอดภยตองมความเขมไมเกน 85 dB เมอตองไดยนตดตอกนวนละ 8 ชวโมงขนไป เสยงทดงไมถงขนเปนอนตรายกบห แตอาจมผลกระทบทางดานจตใจได เชน ทำาใหเกดความเครยด ไมมสมาธ เปนตน

เราสามารถหาระดบความเขมของเสยง ไดดงนเมอ คอ ระดบความเขมของเสยงทจด

พจารณา ( dB , เดซเบล )I คอ ความเขมของเสยงขณะใดขณะหนงทจด

พจารณา ( watt/m2 )I0 คอ ความเขมของเสยงตำาสดทมนษยไดยน

= 10- 12 watt/m2

= 10 log

= 10 log

ตวอยางท 2หนาตางแหงหนง มคลนเสยงผานวดระดบความเขมของเสยง

ได 80 dB จงหาวา ขณะนนมความเขมของเสยงกวตตตอตารางเมตรวธทำา จาก = 10 log

แทนคา 80 = 10 log = 10 ( log I – log 10-12 )

80 = 10 ( log I – (-12)log 10 ) = log I + 12

8 – 12 = log I-4 = log I10- 4 = II = 10- 4 watt/m2

ตอบ คลนเสยงขณะทผานหนาตางมความเขมของเสยงเทากบ 10-

4 วตตตอตารางเมตรตวอยางท 3

ถาเสยงลมหายใจของมนษยรบฟงทระยะ 10 เซนตเมตร วดระดบความเขมเสยงได 10 เดซเบล ถามวาเราตองยนหางกนเทาไรจงจะไมไดยนเสยงหายใจของกนและกนวธทำา ให r1 และ r2 เปนระยะทหางกนในตอนแรกและตอนหลงทเรมไมไดยน และ เปนความเขมทระยะ r1 และ r2 ตามลำาดบ

จาก

……….(1) จาก

……….(2) และ

………..(3) เมอ และ เปนระดบความเขมเสยงทระยะ r1 และ r2 ตามลำาดบ จากสมการ (2) และ (3) ได

10- 0 = 10 log

1 = log ……….(4) จาก (1)และ (4); 1 = log

1 = 2log r2 = 10 = 31.62 cm

ตอบ ตองยนหางกน 31.62 เซนตเมตร จงจะไมไดยน ตวอยาง 4

กองเชยรของมหาวทยาลยแหงหนง 1,000 คน นงบนอฒจนทรเชยรดานไมมหลงคาในสนามศภชลาศย สมมตวาคนหนงตะโกนเชยรทำาใหคนฟงทนงฝงตรงขามไดยนเสยงดง 70 เดซเบล ถามวาถากองเชยรทงหมดตะโกนพรอมกนคนทฟงอยตรงขามจะไดยนเสยงดงกเดซเบล

วธทำา จาก

………..(1) ……….(2)

เมอ และ เปนระดบความเขมเสยงเมอคนเดยวตะโกนกบเมอ 1,000 คนตะโกน

ตามลำาดบ

จาก (1) และ (2) จงได

………..(3) แตคน 1,000 คนตะโกน เสยงทออกมาจะมความเขมเปน 1,000 เทาของคนเดยวตะโกน แสดงวา I2 = 1,000I1 จาก (3) และ (4)

ตอบ ถากองเชยรตะโกนพรอมกนจะดง 100 เดซเบล----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ตวอยาง ท 5

จดหนงในอากาศวดแอมพลจดของความดนคลนเสยงได 2.0 นวตนตอเมตร 2 ถาแอมพลจดของความดนคลนเสยงทนอยทสดทหมนษยไมไดยนมคาเทากบ 2x10-5 นวตนตอเมตร 2 เสยงตรงจดนนจะมระดบความเขมเสยงเทาไรวธทำา ความเขมเสยง (แอมพลจดของความดนคลนเสยง)2 ……(1) ดงนน ให เปนความเขมเสยงของคลนเสยงทมแอมพลจดของความดนเทากบ P1

เปนความเขมเสยงของคลนเสยงทมแอมพลจดของความดนเทากบ PO

จะได

……(2) จาก

= 20 log

= 20 log (105) = 100 dB

ตอบ ระดบความเขมเสยงตรงจดนนมคาเทากบ 100 เดซเบล

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------มลภาวะของเสยง

เมอเราอยใกลบรเวณทกำาลงมการตอกเสาเขมหรอมการขดเจาะถนนดวยเครองเจาะหรอบรเวณโรงงานอตสาหกรรมทมเครองจกรขนาดใหญ หรอแมแตในบรเวณสนามบน เสยงทเกดขนในบรเวณเหลาน จะเปนเสยงทมระดบความเขมเสยงสง ถาหรบฟงเสยงเหลานตดตอกนนาน ๆ จำาทำาใหสภาพหและสภาพจตใจของผฟงผดปกตได ดงนนผททำางานในบรเวณทมระดบความเขมสง จงตองมจกอดหหรอทครอบหหรอวสดเกบเสยงอนๆ เพอชวยลดระดบความเขมเสยงใหหปลอดภย

เนองจากเสยงทมระดบความเขมเสยงสง เปนอนตรายตอผฟงทอยใกล กระทรวงมหาดไทยจงไดออกประกาศเกยวกบความปลอดภยในการทำางานในบรเวณทมเสยงดงโดยมเกณฑ ดงแสดงในตารางตาราง ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรองความปลอดภยเกยวกบเสยง

เวลาในการทำางานตอวน( ชวโมง )

ระดบความเขมเสยงทคนทำางานไดรบอยางตอเนองตองไมเกน

( เดซเบล )นอยกวา 7

7 – 8มากกวา 8

919080

เสยงทมระดบความเขมเสยงสง และเสยงททำาความรำาคาญแกหผฟง คอ มลภาวะของเสยง

การปรบปรงหรอแกไข แหลงกำาเนดเสยงใหมกำาลงเสยงลดลง จะทำาใหระดบความเขมของเสยงลดลงดวย จงจดเปนการลดมลภาวะของเสยงวธหนง ในกรณทเราไมสามารถแกไขความดงของเสยงทแหลงกำาเนดเสยงได การปองกนโดยวธอน ๆ เชน การใชจกอดห หรอทครอบห หรอการตดตงวสดเกบเสยง จะสามารถชวยลดมลภาวะของเสยงได

ตาราง แสดงระดบความเขมเสยงจากแหลงกำาเนดตาง ๆ

แหลงกำาเนดระดบความเขมเสยง

( เดซเบล , dB )

ผลการรบฟง

การหายใจปกต 10 แทบจะไมไดยนการกระซบแผวเบา 30 เงยบมากสำานกงานทเงยบ 50 เงยบการพดคยธรรมดา 60 ปานกลางเครองดดฝน 75 ดงโรงงานทวไป , ถนนทมการจราจรหนาแนน

80 ดง

เครองเสยงสเตอรโอในหอง , เครองเจาะถนน

90 รบฟงบอย ๆ

แบบอดลม การไดยนจะเสอม

เครองตดหญา 100 อยางถาวรดสโกเธค การแสดงดนตรประเภทรอค

120ไมสบายห

ฟาผาระยะใกล 130

เครองบนไอพนกำาลงขนทระยะใกล

150 เจบปวดในห

จรวดขนาดใหญกำาลงขนทระยะใกล

180 แกวหชำารดทนท