ธรรมชาติของเสียง

1. กำเนิดเสียง

    เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุที่เป็นต้นกำเนิดเสียง  เช่นการดีดสายกีตาร์ พลังงานในการดีดซึ่งเป็นพลังงานกล จะถูกถ่ายโอนให้กับสายกีตาร์ ทำให้สายกีตาร์สั่น  พลังงานในการสั่นของสายกีตาร์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานเสียงแผ่กระจายออกไปโดยรอบ



การแผ่กระจายพลังงานเสียงออกไป ถูกส่งออกไปในลักษณะของคลื่นกล ซึ่งต้องอาศัยตัวกลางในการส่งผ่านพลังงาน ตัวกลางที่คลื่นเสียงผ่านได้มีทั้ง ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โดยตัวกลางที่เป็นของแข็งคลื่นเสียงผ่านได้ดีกว่าในของเหลว และ ก๊าซตามลำดับ

ความถี่ของเสียงจะเท่ากับความถี่การสั่นของอนุภาคตัวกลาง(แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก) และเท่ากับความถี่การสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง โดยความถี่ของเสียงที่แตกต่างกันจะทำให้ได้ยินเป็นเสียงแหลมและเสียงทุ้มต่างกัน ดังนั้นเสียงดนตรีที่ไพเราะจึงเกิดจากการส่งเสียงออกไปด้วยความถี่เสียงที่แตกต่างกันอย่างมีลำดับที่สวยงามและสอดคล้องกันจากจินตนาการของนักประพันธ์เพลง



เสียงเป็นคลื่นตามยาว แบบเดียวกับคลื่นในสปริง เมื่อเสียงออกจากแหล่งกำเนิดถ่ายทอดพลังงานออกไปทำให้อนุภาคตัวกลางสั่นไปและกลับในแนวขนานกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง

2. อัตราเร็วเสียง(Sound Speed)

• อัตราเร็วเสียงในของแข็ง    ค่าอัตราเร็วเสียงขึ้นอยู่กับค่ามอดูลัสของยังก์ และความหนาแน่นของตัวกลาง ตามสมการ



• อัตราเร็วเสียงในของเหลว   ค่าอัตราเร็วขึ้นอยู่กับค่ามอดูลัสตามปริมาตร และค่าความหนาแน่นของตัวกลาง ตามสมการ

• อัตราเร็วเสียงในก๊าซ   ค่าอัตราเร็วขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของก๊าซ  โดยเมื่ออุณหภูมิสูง อัตราเร็วเสียงจะมาก



3. สมการคำนวณการเดินทางของเสียง

ในตัวกลางเดิม เช่นในอากาศอุณหภูมิคงที่ คลื่นเสียงจะเดินทางด้วยอัตราเร็วคงตัว ดังนั้นเมื่อคำนวณการเดินทางของเสียงจึงใช้สมการ

สมบัติของเสียง

จากที่นักเรียนทราบแล้วว่าเสียงเป็นคลื่นกลชนิดคลื่นตามยาว ดังนั้นเสียงจึงแสดงสมบัติของคลื่นครบทั้ง 4 ข้อ ได้แก่  การสะท้อน  การหักเห  การแทรกสอด และการเลี้ยวเบน

1. การสะท้อนของเสียง

เสียงเป็นคลื่นจึงมีการสะท้อนตามกฏการสะท้อนของคลื่น คือ มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน รังสีตกกระทบ  รังสีสะท้อน และเส้นปกติต้องอยู่บนระนาบเดียวกัน



ข้อสังเกตการสะท้อนของเสียงที่ควรทราบ

1.การสะท้อนของเสียงเกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ไปกระทบตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า
2.ขนาดวัตถุหรือตัวกลางที่ไปตกกระทบต้องมีขนาดเท่ากับหรือใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงนั้น
3. เสียงสะท้อนได้ดีกับวัตถุผิวเรียบ แข็ง
4. คลื่นเสียงความถี่สูงสะท้อนได้ดีกว่าความถี่ต่ำ(เมื่ออัตราเร็วเสียงคงตัว จะได้ความถี่เสียงแปรผกผันกับความยาวคลื่นเสียง ดังนั้นความถี่สูงจึงมีความยาวคลื่นสั้น จึงสามารถสะท้อนได้กับวัตถุที่มีขนาดเล็กๆ เช่น Ultra sound )
5. การคำนวณการทะท้อนเสียงใช้สมการชุดเดียวกับคำนวณการเดินทางของเสียง



 เสียงก้อง (Echo)

เมื่อเราตะโกนออกไป เราจะได้ยินเสียงแรกเป็นเสียงที่ตะโกนต่อมาเราได้ยินเสียงเดิมอีกเป็นครั้งที่สองจากการที่เสียงเดินทางไปตกกระทบวัตถุแล้วสะท้อนกลับมาเข้าหูเรา เรียกว่า "ได้ยินเสียงก้อง" เงื่อนไขของการได้ยินเสียงก้องคือ หลังจากได้ยินเสียงครั้งแรกแล้ว เสียงครั้งที่สองที่สะท้อนมาเข้าหูเราจะต้องใช้เวลาต่างจากได้ยินครั้งแรกไม่น้อยกว่า 0.1 วินาที เพราะถ้าเสียงที่สองสะท้อนมาถึงหูใช้เวลาน้อยกว่า0.1 วินาที หูจะไม่สามารถแยกออกว่าเป็นการได้ยินเสียงสองครั้ง

ตัวอย่าง  ขณะอากาศอุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส  คนต้องยืนตะโกนห่างจากหน้าผาสะท้อนเป็นระยะอย่างน้อยที่สุดเท่าไร จึงจะได้ยินเสียงก้องของตัวเอง

แนวคิด  ให้คนอยู่ห่างหน้าผาอย่างน้อยที่สุด X  เมตร  เสียงเดินทางไปและสะท้อนกลับได้ S = 2X  เมตรโดยใช้เวลาน้อยที่สุดที่จะได้ยินเสียงก้อง ได้ เวลา t = 0.1 วินาที   หาอัตราเร็วเสียงในอากาศเมื่อทราบอุณหภูมิเซลเซียสได้จาก v = 331+(0.6x15) =  340 เมตรต่อวินาที

สมการ   S = v.t  แทนค่า ได้ 2X = 340 x 0.1  แก้สมการ ได้ X = 17 เมตร เป็นอย่างน้อย(ใกล้หน้าผาระยะน้อยกว่า 17 เมตร ไม่ได้ยินเสียงก้อง แต่มากกว่า 17 เมตร ได้ยิน) 

2. การหักเหเสียง

การหักเหเสียงเกิดขึ้นเมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางซึ่งมีความแตกต่างกัน มีผลทำให้อัตราเร็วเสียงเปลี่ยนแปลงไป และทำให้ความยาวคลื่นเสียงเปลี่ยนแปลงด้วย เนื่องจากความถี่เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงสั่นคงที่  ความสัมพันธ์ของปริมาณของการหักเหคงเหมือนเดิมคือเป็นไปตามกฏของสเนลล์  คือ

ในกรณีการเกิดมุมวิกฤตของเสียง   เกิดเมื่อเสียงเริ่มต้นจากบริเวณอากาศอุณหภูมิต่ำไปสู่อากาศอุณหภูมิสูงกว่า หรือเริ่มต้นจากบริเวณที่เสียงมีอัตราเร็วน้อย ไปยังบริเวณที่มีอัตราเร็วมาก

การหักเหเสียงในอากาศ เป็นปรากฏการณ์ที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน เช่นในตอนกลางวันเราเห็นฟ้าแลบแต่ไม่ได้ยินเสียงทั้งที่ความจริงจะต้องมีเสียง เหตุผลสามารถอธิบายได้ด้วยหลักการหักเหเสียงในอากาศ

ในตอนกลางวันอากาศที่สูงขึ้นไปจะมีอุณภูมิต่ำกว่าบริเวณใกล้พื้น  ทำให้เสียงจากฟ้าแลบที่ลงมา มีมุมหักเหโกว่ามุมตกกระทบ เมื่อหักเหหลายครั้งทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมดกลับขึ้นไป ไม่มีเสียงมาถึงผู้ฟังที่อยู่บนพื้น

3. การแทรกสอด

การแทรกสอดของเสียงเกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงอาพันธ์ 2 แหล่ง คลื่นเสียงจากสองแหล่งแผ่เข้าซ้อนทับกันเกิดปฏิบัพ(เสียงดัง) และบัพ(เสียงเบา)  ลากแนวปฏิบัพและบัพได้ตามรูป

สมการการแทรกสอด  แหล่งกำเนิดอาพันธ์ส่งคลื่นเสียงเฟสตรงกัน
เมื่อจุดสังเกต P อยู่บนแนวแทรกสอดปฏิบัพ(เสียงดัง)  และจุด Q อยู่บนแนวแทรกสอดบัพ(เสียงเบา)

รูปแสดงการเกิดแนวการแทรกสอดจากแหล่งกำเนิดคลื่นอาพันธ์



4. การเลี้ยวเบนของเสียง

เสียงเป็นคลื่นจึงแสดงสมบัติการเลี้ยวเบน  การเลี้ยวเบนของเสียงคือปรากฏการณ์ที่เสียงอ้อมสิ่งกีดขวาง หรือลอดผ่านช่องเปิดเดี่ยวเลี้ยวเบนผ่านแยกบนท้องถนน หรือผ่านช่องหน้าต่าง ช่องประตู เสียงจะเลี้ยวเบนได้ดีเมื่อความกว้างของช่องเปิดเท่ากับความยาวคลื่นเสียงนั้น  ดังนั้นในชีวิตประจำวันพบว่าเสียงที่มีความถี่ต่ำ(ความยาวคลื่นมาก) จะเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดต่างๆได้ดีกว่าเสียงความถี่สูง(ความยาวคลื่นน้อย)

จากรูป คนสามารถได้ยินเสียงจากวิทยุได้ แม้ว่าจะมีมุมห้องบังเสียงไว้เพราะว่าเสียงสามารถเลี้ยวเบนได้

ในกรณีที่มีขบวนวงโยทวาธิตผ่านไปตามท้องถนน พบว่าเสียงกลอง(หน้าคลื่นสีแดง)ซึ่งมีความถี่ต่ำแต่ความยาวคลื่นยาว จะเลี้ยวเบนได้ดีกว่าเสียงจากเครื่องเป่า(หน้าคลื่นสีน้ำเงิน) ซึ่งมีความถี่เสียงสูง เนื่องจากการเลี้ยวเบนดีช่องกว้างต้องเท่ากับหรือใกล้เคียงความยาวคลื่นเสียง

รูปการเลี้ยวเบนคลื่นผ่านช่องเดี่ยว

การเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดเดี่ยว บางกรณีหลังจากเลี้ยวเบนแล้วไปเกิดการแทรกสอดกันอีก เกิดแนวบัพและปฏิบัพ คำนวณการแทรกสอดกรณีนี้ได้จากสมการ

อัตราเร็วเสียง

		อัตราเร็วเสียง   ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติตัวกลางที่เสียงเคลื่อนที่ผ่าน ได้แก่ ความหนาแน่น ความยืดหยุ่น เป็นต้น โดยปกติเสียงเดินทาง ในของแข็งได้ดีที่สุด รองลงมาคือของเหลวและก๊าซ นอกจากนี้อัตราเร็วเสียงยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางที่เสียงเคลื่อนที่ผ่าน โดยพบว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราเร็วเสียงจะมีค่ามากขึ้น สำหรับตัวกลางที่เป็นอากาศ อัตราเร็วเสียงที่อุณหภูมิใด ๆ
		อัตราเร็วของเสียงขึ้นอยู่กับ 1. ความหนาแน่น ความหนาแน่นมาก อัตราเร็วมาก 2. ความยืดหยุ่น ความยืดหยุ่นมาก อัตราเร็วมาก 3. อุณหภูมิ อุณหภูมิสูง อัตราเร็วมาก
		อัตราเร็วของเสียงในอากาศ : " สิ่งใดที่ทำให้ความหนาแน่นของอากาศเปลี่ยนแปลง  โดยไม่ทำให้ความดันเปลี่ยน สิ่งนั้นย่อมเป็นเหตุให้อัตราเร็วของเสียงเปลี่ยน" อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงสามารถมีผลกระทบต่ออัตราเร็วของเสียงได้ ถ้าอุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น ณ ความดันคงที่ อากาศย่อม ขยายตัวออกตามกฏของชาร์ล และจะมีความหนาแน่นลดลงทำให้อัตราเร็วของเสียงเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ อัตราเร็วของเสียงในอากาศจะแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิ(อุณหภูมิเคลวิน)
		สามารถสรุปความสัมพันธ์ได้เป็น แต่ถ้าอุณหภูมิเป็นเซลเซียส ได้ความสัมพันธ์ดังนี้
		เสียงมีคุณสมบัติเป็นคลื่น ดังนั้นอัตราเร็วของเสียงสามารถหา จากสูตร
		ตัวอย่าง
		วิเคราะห์ : อัตราเร็วของเสียงในอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
		2. เมื่อเคาะท่อเหล็กครั้งหนึ่งปรากฏว่าผู้ที่ยืนอยู่ที่ปลายอีกข้างหนึ่งของท่อเหล็ก ได้ยินเสียง 2 ครั้งหลังจากเคาะแล้วเป็นเวลา 0.2 วินาที และ 3.0 วินาที ตามลำดับ ถ้าขณะที่ทำการทดลองมี อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส จงหา ก. ความยาวของท่อเหล็ก ข. ความเร็วของเสียงในท่อเหล็ก
		วิเคราะห์ : 1. การที่เราได้ยินเสียง 2 ครั้ง โดยเสียงเดินทางผ่านท่อเหล็กและอากาศ     เสียงจะเดินทางในอากาศช้ากว่าในเหล็ก      ดังนั้น เสียงเดินทางในอากาศใช้เวลา 3 วินาที       ในเหล็กใช้เวลา 0.2 วินาที
		3. ระยะทางในอากาศ เท่ากับระยะทางในท่อเหล็ก ..... และ อัตราเร็วของเสียงในเหล็ก จาก    S=v.t วิธีทำ (ก) การที่เราได้ยินเสียง 2 ครั้ง โดยเสียงเดินทางผ่านท่อเหล็กและอากาศ  ...............เสียงจะเดินทางในอากาศช้ากว่าในเหล็ก ...............ดังนั้น เสียงเดินทางในอากาศใช้เวลา 3 วินาที ...........................................ในเหล็กใช้เวลา 0.2 วินาที
		นั่นคือ ความยาวท่อเหล็ก = ระยะทางที่เสียงเดินทางในอากาศ                                 .....= 1029 m ตอบ ความยาวท่อเหล็ก 1029 เมตร
		(ข) อัตราเร็วของเสียงในท่อเหล็ก ความยาวท่อ 1029 m เวลา 0.2 วินาที
		หมายเหตุ: ความถี่เสียงที่มนุษย์ได้ยิน (Audible Frequency)จะมีความถี่ในช่วง 20-20000 Hz (เฮิรตซ์) เสียงที่มนุษย์ไม่ได้ยินมีความถี่เสียงที่สูงกว่าหูมนุษย์รับฟังได้(Ultrasonic Frequency) เป็นเสียงที่มีความถี่ มากกว่า 20000 Hz ซึ่งหูของสัตว์บางชนิดได้ยิน เช่น ค้างคาว สุนัข ฯ ส่วน เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่าหูมนุษย์ได้ยิน (Infrasonic Frequency) มีความถี่ต่ำกว่า 20 Hz

การเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงผ่านตัวกลาง

คลื่นเสียงเดินทางจากแหล่งกำเนิดเสียง ผ่านอากาศซึ่งเป็นตัวกลาง กระบวนการส่งพลังงานเสียงไปถึงผู้ฟังเป็นอย่างไร

เมื่อวัตถุแหล่งกำเนิดเสียงเกิดการสั่น จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของโมเลกุลอากาศต่อเนื่องสลับกันไป เกิดการถ่ายถอดพลังงานผ่านโมเลกุลอากาศออกไป บริเวณที่อากาศอัดตัว อากาศจะมีความดันสูงกว่าปกติ และบริเวณที่อากาศขยายตัวจะมีความดันต่ำกว่าปกติ

จากรูป 

• ณ ตำแหน่งที่อากาศอัดตัว จะทำให้ความดันอากาศสูงสุด โดยโมเลกุลที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงอัดไม่มีการกระจัด ดังนั้นตำแหน่งนี้การกระจัดโมเลกุลอากาศเป็นศูนย์
• ณ ตำแหน่งที่อากาศขยายตัว จะทำให้ความดันอากาศต่ำสุด โดยโมเลกุลที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงอัดไม่มีการกระจัด ดังนั้นตำแหน่งนี้การกระจัดโมเลกุลอากาศเป็นศูนย์ 
• เมื่อเปรียบเทียบเฟสของกราฟความดันอากาศกับกราฟการกระจัดโมเลกุลอากาศ พบว่ากราฟมีเฟสต่างกัน 90 องศา(โดยเฟสการกระจัดมากกว่า)
• ระยะจากกลางช่วงอัดถึงอัดที่อยู่ถัดกัน หรือขยายถึงขยายที่อยู่ถัดกันไป จะมีระยะห่างกันเท่ากับ 1 ความยาวคลื่น

ความเข้มเสียงและระดับความเข้มเสียง

1. ความเข้มเสียง

เสียงเกิดจากการสั่นของวัตถุต้นกำเนิดเสียง        ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงสั่นแรงจะทำให้มีแอมปลิจูดมากและถ้าสั่นเบา แอมปลิจูดน้อย เมื่อมีโมเลกุลของอากาศที่อยู่รอบๆแหล่งกำเนิดเสียง และจะเกิดการถ่ายโอนพลังงานเสียงไปสู่ผู้ฟัง  ผู้ฟังจะได้ยินเสียงดังหรือเบาขึ้นกับพลังงานเสียงที่ถ่ายโอนผ่านโมเลกุลอากาศมาว่ามีพลังงานถ่ายโอนมามากหรือน้อย  นอกจากนั้นยังมีเรื่องระยะทางในการถ่ายโอนพลังงานเสียงซึ่งจะมีผลต่อการได้ยินเสียงดังหรือเบาอีกด้วย

กำลังเสียง ( Power of sound wave )

อัตราการถ่ายโอนพลังงานเสียงของแหล่งกำเนิดเสียง คือพลังงานเสียงที่ส่งออกมาจากแหล่งกำเนิดในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่า กำลังเสียง มีหน่วยเป็น  จูลต่อวินาที หรือ วัตต์(watt)  

สำหรับแหล่งกำเนิดเสียงที่เป็นจุด ถือว่าหน้าคลื่นเสียงจะแผ่ออกไปโดยรอบเป็นรูปทรงกลม โดยมีแหล่งกำเนิดคลื่นเป็นจุดศูนย์กลางของทรงกลมนั้น

จากรูป แสดงการแผ่ของหน้าคลื่นเสียงออกจากแหล่งกำเนิดที่จุดศูนย์กลางทรงกลม  ยิ่งไกลจากแหล่งกำเนิดพื้นที่ผิวทรงกลมที่คลื่นเสียงตกกระทบยิ่งมีค่ามาก

กำลังเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียงส่งออกไปต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ผิวทรงกลม     เรียกว่า     ความเข้มเสียง ( intensity of a sound wave) ถ้าให้กำลังเสียงที่ส่งออกจากแหล่งกำเนิเสียงมีค่าคงตัว จะได้ความสัมพันธ์ว่า





จากสมการความเข้มเสียง จะเห็นความสัมพันธ์ว่า  

• ความเข้มเสียง แปรผันตรงกับกำลังเสียงของแหล่งกำเนิด (กำลังเสียงแหล่งกำเนิดมาก ได้ความเข้มเสียงมาก)
• ความเข้มเสียง แปรผกผันกับขนาดพื้นที่ผิวทรงกลมรับเสียง (พื้นที่รับเสียงมาก ความเข้มเสียงน้อย)
• ความเข้มเสียง แปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง  (ยิ่งไกล ความเข้มเสียงยิ่งลดลง)
• ถ้ามีต้นกำเนิดเสียงหลายแหล่ง  สามารถหาความเข้มเสียงรวมที่ปรากฏที่จุดหนึ่งได้จากการรวมแบบปกติ   โดยความเข้มเสียงรวม = I1 + I2 + I3 + ...

สมการเปรียบเทียบความเข้มเสียง 2 ค่า    



ความเข้มเสียงแปรผันตรงกับค่าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงยกกำลังสอง  ความเข้มเสียงมากจะได้เสียงดัง  ความเข้มเสียงน้อยจะได้เสียงเบา 

ตัวอย่าง  แหล่งกำเนิดสียงมีกำลังเสียง 12.75 วัตต์ ที่ระยะห่างออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง 1 เมตร และ 2 เมตร  ความเข้มเสียงใดจะมากกว่า และมากกว่ากันกี่เท่า   และที่ระยะห่างแหล่งกำเนิด 10 เมตร มีค่าความเข้มเสียงกี่วัตต์ต่อตารางเมตร

แนวคิด   ใช้สมการ 

ที่ระยะห่าง 1 เมตร  มีความเข้มเสียงมากกว่าความเข้มเสียงที่ระยะ 2 เมตร เมื่อ P คงตัว  I แปนผกผันกับรัศมี r ยกกำลังสอง  หาอัตราส่วนความเข้มเสียง ได้ว่า

  

หาความเข้มเสียงที่ระยะห่าง 10 เมตร  แทนค่าในสมการ



2. ระดับความเข้มเสียง

การบอกความดังหรือเบาของเสียงด้วยความเข้มเสียงที่ผ่านมานั้นจะเห็นว่าช่วงจากเสียงเบาที่สุด ไปหาดังที่สุด มีช่วงมากกว่ากันถึง 10 ยกกำลัง 12  เท่า  จึงไม่เหมาะจะใช้บอกถึงความดังหรือเบา จึงเปลี่ยนมาใช้การบอกดัง หรือเบา ด้วยค่า ระดับความเข้มเสียง โดยเทียบมาจากความเข้มเสียง  โดยระดับความเข้มเสียง จะมีลักษณะคล้ายค่าลอกการิทึม ในวิชาคณิตศาสตร์  โดยระดับความเข้มเสียงมีความสัมพันธ์กับความเข้มเสียงต่ำสุด ได้ว่า

จากสมการ ระดับความเข้มเสียง เมื่อแทนค่าความเข้มเสียงสูงสุดที่ทนฟังได้ เมื่อแก้สมการ จะได้ค่าระดับความเข้มเสียงสูงสุดที่ทนฟังได้เท่ากับ 120  dB  และแทนค่าความเข้มเสียงน้อยสุดที่ได้ยินลงไปแล้วแก้สมการ จะได้ระดับความเข้มเสียงน้อยที่สุด 0 dB  ดังนั้นเมื่อบอกระดับความเข้มเสียงจะทำให้ระดับความเข้มเสียงสูงสุดและต่ำสูงต่างกันอยู่เพียง 120 dB หรือ 12 B เท่านั้น

ถ้ามีการสังเกตที่ 2 ตำแหน่ง ซึ่งมีค่าระดับความเข้มเสียงแตกต่างกัน สามารถเขียนสมการผลต่างของระดับความเข้มเสียงได้ดังนี้

3. มลภาวะของเสียง

ถ้าเสียงที่มีพลังงานมากๆ เข้าสู่หูซึ่งเป็นอวัยวะรับเสียง อาจทำให้เกิดความเจ็บปวดหู หรือเกิดความรำคาญ เสียงจึงเป็นสิ่งที่อาจทำให้เกิดอันตรายได้ เช่น มีผลต่ออารมณ์ ความรู้สึก ตลอดจนตอบสนองต่อสิ่งเร้า ทำให้รู้สึกได้ถึงแหล่งกำเนิดเสียง เช่น เสียงด่า เสียงโกรธ  เสียงไพเราะ  ถ้าเสียงที่ได้ยินทำให้เกิดผลเสียต่อผู้ฟังไม่ว่าจะด้านร่างกายหรือจิตใจ ถือว่าเป็นมลพิษอย่างหนึ่ง

ในปัจจุบัน ขณะที่เทคโนโลยี่พัฒนามากขึ้น ทำให้เราต้องได้รับมลพิษทางเสียงมากขึ้น  ในการป้องกันมลพิษทางเสียง ได้มีประกาศเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทำงานในบริเวณที่มีเสียงดัง ของกระทรวงมหาดไทย ดังนี้

4. หูกับการได้ยิน

เสียงเกิดจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง ดังนั้นถ้าวัตถุสั่นด้วยพลังงานมากแอมปลิจูดของการสั่น ก็จะมาก ถ้าพลังงานที่ใช้ในการสั่นมีค่าน้อย แอมปลิจูดของการสั่นก็จะน้อย การสั่นของแหล่งกำเนิดจะ ถ่ายโอนพลังงานของการสั่นผ่านตัวกลางมายังผู้ฟังในการได้ยินเสียงครั้งหนึ่งๆ จะมีองค์ประกอบ   3  อย่าง คือ ต้นกำเนิดเสียง  ตัวกลาง  และประสาทรับ       เสียงของผู้ฟัง  ในการได้ยินเสียงครั้งหนึ่งๆ ความรู้สึกในการได้ยินเสียงของมนุษย์โดยทั่วไปแยกออก เป็นลักษณะต่างๆ ดังนี้ 1.  ความรู้สึกดัง-ค่อยของเสียง ขึ้นอยู่กับ แอมปลิจูดและความเข้มเสียง 2.  ความรู้สึกทุ้ม-แหลมของเสียง ขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียง 3.  ความไพเราะของเสียง ขึ้นอยู่กับคุณภาพเสียง           เมื่อเสียงจากแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ผ่านอากาศมาถึงหูเราคลื่นเสียงทำให้ลำอากาศในหูสั่นก็จะ ทำให้เยื่อแก้วหู (ซึ่งมีความไวมาก) สั่น การสั่นเพียงเล็กน้อยของเยื่อแก้วหูก็ส่งผลต่อไปยังประสาท รับรู้ในการได้ยินของคนเรา ซึ่งแสดงส่วนประกอบต่างๆ ของหู และการได้ยินของคนเรา  ขอบเขตความสามารถการได้ยินเสียงของหูมนุษย์ขึ้นอยู่กับระดับความเข้มเสียง (0 - 120 เดซิเบล) และความถี่ของเสียง (20 - 20000 Hz)

5. เวลาก้องเสียง    Tr เป็นเวลาที่นับจากขณะที่เสียงออกจากแหล่งกำเนิดจนมีพลังงานลดลง  60 dB  และระยะเวลาที่ เสียงจากแหล่งกำเนิดและเสียงสะท้อนมาถึงหูผู้ฟัง (ไม่ใช่  Tr) มีค่าน้อยกว่า  0.1  วินาที่ หูของมนุษย์ จะแยกไม่ออก แต่ถ้าเวลาต่างกันมากขึ้น หูของคนเราก็จะแยกออกเป็นเสียงคนละเสียงดังแสดงใน รูปข้างล่าง  รูป แสดงการเกิดเสียงก้องจากการสะท้อน