เรื่อง คลื่นกระแทก เสนอโดย อาจารย์ธนีนาฏ สิทธา

1. รายงาน เรื่องคลื่นกระแทกเสนอโดยอาจารย์ธนีนาฏ สิทธา จัดทำโดย นางสาวสุณิสา จินดา ชั้นม.5/1 เลขที่ 31

2. การเกิดคลื่นกระแทก รูปแสดง Shockwave จากส่วนหัวของเครื่องบิน ถ้าอัตราเร็วของเครื่องบินมากกว่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศ จะเกิดหน้าคลื่นกระแทกของคลื่นเสียง โดยหน้าคลื่นกระแทกจะเป็นรูปกรวยกลม ยิ่งอัตราเร็วของเครื่องบินมากขึ้น ๆ มุมยอดกรวยจะเล็กลง ๆ คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นนี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศอย่างมากและรวดเร็ว เป็นผลให้เกิดเสียงดังคล้ายเสียงระเบิดในบริเวณที่คลื่นกระแทกเคลื่อนที่ผ่าน อาจทำให้กระเบื้องหลังคาหรือกระจกหน้าต่างแตกร้าวได้ เสียงที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า ซอนิกบูม

3. คลื่นกระแทก( shock wave) เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสียง(v s=  v หรือ Mach  1  )หน้าคลื่นทางขวาจะถูกอัดกันอยู่ทางด้านหน้า เป็นแนวเส้นโค้งทำให้หน้าคลื่นเกิดการแทรกสอดแบบเสริมกันความดันของคลื่นเพิ่มขึ้นอย่างมากมายเรียกว่า คลื่นกระแทก( shock wave) ภาพบนคือลูกปืนที่วิ่งด้วยความเร็ว Mach 1.01  จะเห็นคลื่นกระแทกเป็นแนวโค้งหน้าลูกปืนอย่างชัดเจน

4. เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสูงกว่าอัตราเร็วเสียงหน้า คลื่นจะแผ่ออกมาทุกช่วงเวลาและซ้อนเสียงเรียงกันเป็นคลื่นกระแทก

5. SONIC BOOM Sonic Boom คือเสียงดังเช่นเสียงฟ้าร้อง อันเกิดจากอากาศยานเคลื่อนผ่านอากาศเหนือศีรษะของเรา ด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วของเสียง ให้เป็นมุมที่หน้าคลื่นทำกับแนวการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิด เป็นความเร็วคลื่น Vs เป็นความเร็วแหล่งกำเนิดคลื่น คลื่นกระแทกที่เกิดจากคลื่นเสียง ปกติคิดกับเครื่องบินที่เร็วกว่าเสียง และบางครั้งจะเกิดเสียงดังมากเรียกว่า SONIC BOOM

6. สาเหตุการเกิด Sonin Boom คลื่นเสียงเกิดจากอากาศถูกกดดัน โดยต้นกำเนิดของเสียง จะกดดันอากาศให้เกิดความไม่สม่ำเสมอกัน (ในกรณีที่เสียงเคลื่อนผ่านอากาศ) โดยความกดดันที่ไม่สม่ำเสมอนี้จะเคลื่อนตัวผ่านอากาศจนกระทั่งมากระทบหูของเรา ซึ่งเราสามารถ sense ความแตกต่างของความกดดันนี้ แล้วแปลออกมาเป็นเสียงในสมองของเรา

7. ลักษณะของคลื่นกระแทก แสดงแนวหน้าคลื่นกระแทก ภาพเครื่องบินไอพ่น  F-18  บินผ่านทะลุกำแพงเสียง หรือบินเร็วเหนือเสียง จะเห็นคลื่นกระแทกเกิดขึ้นเป็นแนวกรวยอยู่ทางด้านหลัง

8. คลื่นกระแทก จะทำให้เกิดคลื่นกระแทกหรือโซนิกบูมดังแสดงในรูป เครื่องบิน บินจาก A ไปยัง B ผู้ฟังอยู่ที่ตำแหน่ง C. เสียงที่เครื่องบินปล่อยออกมาขณะอยู่ที่ A จะเคลื่อนที่ไปยัง C ได้ระยะทาง AC. ผู้ฟังจะได้ยินเสียง ก็ต่อเมื่อเครื่องบิน บินไปถึงจุด B. (AB > AC ) DC คือระยะทางที่เสียงเดินทางได้ เมื่อเสียงถูกปล่อยที่ D ถ้าความเร็วของเครื่องบิน คือ V และความเร็วเสียง คือ Vs. ผู้ฟังที่ B จะรูสึกว่าเสียงดังมาก

9. สูตรคลื่นกระแทก ให้ เป็นมุมที่หน้าคลื่นเท่ากับแนวการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดu เป็นความเร็วคลื่น เป็นความเร็วแหล่งกำเนิดคลื่น

10. เลขมัค เลขมัค คือ ตัวเลขที่แสดงว่าแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเป็นจำนวนเท่าของของความเร็วคลื่น จำนวนเลขมัค = ความเร็วแหล่งกำเนิด/ ความเร็วคลื่นเสียงหารด้วยความเร็วคลื่นเสียง= 1/sin

11. เว็บไซด์อ้างอิง http://est.buu.ac.th/moodle/mod/resource/view.php?id=922 http://www.geocities.com/chaiwat_bob/wave.htm http://www.electron.rmutphysics.com/sound/ http://www.pt.ac.th/ptweb/prajead/sound/doppler/Doppler/..%5Cdoppler%5Cairplane.html