ทำความเข้าใจง่ายๆ เกี่ยวกับ “พื้นฐานของเสียง” สำหรับนักเล่นเครื่องเสียง

เสียงในธรรมชาติเป็นพลังงานอย่างหนึ่งที่ไม่มีตัวตน เราไม่สามารถมองเห็นเสียงได้ด้วยตา แต่สามารถสัมผัสเสียงได้ด้วยประสาทหูผ่านการได้ยิน และสัมผัสได้ด้วยผิวหนัง ผ่านจากการสัมผัสกับพลังงานของคลื่นเสียงที่ผลักดันมวลอากาศจนแผ่มาถึงตัวเรา

คุณสมบัติตามธรรมชาติที่ทำให้ เสียงปรากฏมีตัวตนขึ้นมากอปรด้วยคุณสมบัติ 2 ส่วนประกอบกัน ส่วนแรกคือ ความถี่” (frequency) ซึ่งเป็นรูปแบบของพลังงานที่สามารถวัดค่าได้ มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์” (hertz) คลื่นเสียงในโลกนี้มีอยู่หลากหลายความถี่ แต่ที่ประสาทหูของมนุษย์รับรู้ได้ (ได้ยิน) ทางการแพทย์ให้หลักฐานยืนยันไว้ว่าอยู่ระหว่าง 20Hz ขึ้นไปจนถึงไม่เกิน 20kHz เท่านั้น

คุณสมบัติส่วนที่สองที่แสดงความมีตัวตนของเสียงในธรรมชาติ นอกเหนือจากความถี่ก็คือ ความดัง” (amplitude) ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยหน่วยวัดที่เรียกว่า เดซิเบล” (decibel) ซึ่งความดังที่ประสาทหูของมนุษย์รับได้มีทั้งระดับแผ่วๆ เบาๆ ไปจนถึงระดับกัมปนาทสนั่นทุ่ง เหมือนกับเสียงเพลงที่มีทั้งช่วงแผ่วและช่วงโหมสลับกันไปมาทั้งเพลง

กลับขึ้นไปดูภาพประกอบด้านบนอีกที จะเห็นเส้นกราฟแบบ 2 แกนที่ใช้แสดงคุณสมบัติทั้งสองด้านของคลื่นเสียง โดยที่แกนแนวตั้ง (A) จะแสดงคุณสมบัติทางด้านความดังของเสียง ในขณะที่แกนแนวนอน (B) จะแสดงคุณสมบัติทางด้านความถี่ของคลื่นเสียง ส่วนเส้นโค้งๆ (C) นั้นคือคลื่นเสียง ซึ่งจะสะบัดสูงๆ ต่ำๆ ไปตลอด จากภาพจะเห็นว่า ตลอดเส้นทางที่คลื่นเสียงเคลื่อนไปตามแกนนอน (Time = เวลา) นั้นมันจะมีส่วนที่สะบัดขึ้นไปเหนือเส้นเวลา (B) ก่อนจะโค้งลงกลับมาที่เส้นเวลาอีกที ซึ่งความสูงของส่วนโค้งที่สะบัดขึ้นเหนือแกนเวลานั้นคือสัญญาณเสียงที่เป็นเฟสบวก ในขณะที่ความสูงของคลื่นเสียงที่สะบัดลงต่ำกว่าเส้นเวลาลงมาก็คือสัญญาณเสียงที่เป็นเฟสลบ และความสูงของพื้นที่เฟสบวกและเฟสลบตรงจุดที่ลูกศรชี้นั้นคือ ความดังของคลื่นเสียงนี้ ถ้าความสูงของคลื่นมาก (amplitude สูง) เสียงจะดัง (decibel เยอะ) ถ้าความสูงของคลื่นน้อย (amplitude ต่ำ) เสียงจะเบา (decibel น้อย)

อีกส่วนของเสียงคือความถี่ จากภาพให้ดูที่เส้นประสีแดงในแนวตั้ง ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ระบุ ลูกคลื่นของเสียง หมายความว่า เมื่อนับจากจุดเริ่มต้นที่คลื่นเสียงเดินทางไปตามแกนเวลา สะบัดขึ้นด้านบน วกกลับลงมาตัดกับเส้นแกนเวลา แล้วสะบัดลงด้านล่าง ก่อนจะวกกลับขึ้นมาตัดกับเส้นแกนเวลาอีกครั้งที่จุดเส้นประสีแดง ถือว่าครบ cycle หรือนับได้ 1 รูปคลื่น ถ้าหากว่า ที่ตำแหน่งเส้นประนั้นตรงกับแกนเวลาที่ 1 วินาทีพอดี เราก็เรียกว่าคลื่นเสียงนั้นมี ความถี่เท่ากับ 1Hz (หนึ่งเฮิรตซ์)

ดังนั้น การที่จะดูจากกราฟว่าคลื่นเสียงนั้นมีความถี่เท่าไหร่.? ก็ให้นับจำนวนลูกคลื่นที่เกิดขึ้นบนเส้นแกนเวลาในช่วง 1 วินาที ยกตัวอย่างเช่น ถ้าในหนึ่งวินาทีมีจำนวนลูกคลื่นอยู่ 20 ลูก ก็แสดงว่าคลื่นเสียงนั้นมีความถี่เท่ากับ 20Hz ถ้านับได้ 5000 ลูกคลื่น ก็แสดงว่าคลื่นเสียงนั้นมีความถี่เท่ากับ 5000Hz หรือ 5kHz นั่นเอง /

********************

mm

About ธานี โหมดสง่า

View all posts by ธานี โหมดสง่า