สวนศาสตร์

ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้เพื่อความสะดวกในการศึกษาเพิ่มเติมของผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความ เนื่องจากคำดังกล่าวยังไม่มีบทความในภาษาไทย ลิงก์ข้ามภาษาจะถูกตัดออกเมื่อหมดความจำเป็นแล้ว

สำหรับ อคูสติก ที่โยงมาที่บทความนี้ ดูความหมายอื่นที่ อคูสติก (แก้ความกำกวม)

สวนศาสตร์ (อ่านว่า สะ-วะ-นะ-สาด) หรือ อคูสติกส์ (อังกฤษ: acoustics) เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ ว่าด้วยคุณสมบัติคลื่น เสียงเชิงกล เมื่อเคลื่อนที่ในก๊าส ของเหลว และของแข็ง นักวิทยาศาสตร์ผู้ศึกษาในสาขานี้ เรียกว่า นักอะคูสติกส์ (Acoustician)

การประยุกต์ใช้อะคูสติกส์ในทางเทคโนโลยี เรียกว่า วิศวกรรมอะคูสติกส์(acoustical engineering) และมักจะมีความคาบเกี่ยวกันระหว่างงานของวิศวกรอะคูสติกส์ (acoustical engineer) และนักอะคูสติกส์

คำว่า อะคูสติกนั้น มาจากภาษากรีกโบราณ ว่า “อะคูสติกคอส” หมายถึง “สามารถได้ยิน” ในปัจจุบัน อะคูสติกส์ เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้าง ควบคุม ส่ง รับ และผลกระทบของเสียง โดยเริ่มต้นด้วยการศึกษาการสั่นเชิงกล และการแผ่คลื่นจากการสั่นเหล่านี้ จนถึงการศึกษาคลื่นเชิงกล โดยยังมีการศึกษาค้นคว้าเรื่อยมา งานวิจัยด้านอะคูสติกส์ดำเนินไปหลายลักษณะ จากกระบวนการเชิงฟิสิกส์มูลฐาน ที่เกี่ยวข้องกับคลื่นและเสียง และอาจโยงไปถึงการประยุกต์ใช้กระบวนการเหล่านี้ในชีวิตสมัยใหม่ การศึกษาคลื่นเสียงยังนำไปสู่หลักการทางฟิสิกส์ที่อาจประยุกตใช้กับการศึกษาคลื่นทุกชนิดด้วย

[แก้] สาขาย่อยของสวนศาสตร์

อากาศสวนศาสตร์ (en:aeroacoustics) เป็นการศึกษาทางด้านเสียงเชิงอากาศพลศาสตร์ ซึ่งเกี่ยวกับการกำเนิดของเสียง จากปฏิกิริยาของของไหลกับพื้นผิว หรือ กับของไหลอื่น มีประโยชน์ทางด้านการออกแบบอากาศยาน เช่น การศึกษาเสียงที่กำเนิดจากเครื่องบินไอพ่น และ ฟิสิกส์ของคลื่นกระแทก (shock wave) ที่เรียกว่า โซนิกบูม(en:sonic boom)

สวนศาสตร์ทางสถาปัตยกรรม (en:architectural acoustics) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับผลของสิ่งก่อสร้าง ต่อพฤติกรรมของเสียง เช่น พฤติกรรมของเสียง ในหอประชุม โรงละคร แม้แต่ในอาคารสำนักงาน โรงงาน และ บ้านพักอาศัย

ชีวสวนศาสตร์ (en:bioacoustics) ศึกษาถึงการใช้เสียงของสิ่งมีชีวิตต่างๆ เช่น ปลาวาฬ ปลาโลมา และ ค้างคาว

สวนศาสตร์ทางชีวแพทย์ (en:biomedical acoustics) เป็นการศึกษาการใช้เสียงในทางการแพทย์ เช่น การใช้คลื่นเสียงความถี่สูง (ultrasound) ในการวินิจฉัยและบำบัดโรค

สวนศาสตร์ของเครื่องกระจายเสียง (en:loudspeaker acoustics) เป็นสาขาทางวิศวกรรม ในการออกแบบเครื่องกระจายเสียง (loudspeaker) หรือ ลำโพงนั่นเอง

จิตสวนศาสตร์ (en:psychoacoustics) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับประสาทสัมผัสการได้ยินของมนุษย์ เช่น การได้ยินเสียง (hearing) การรับรู้ และ การรับรู้ตำแหน่งของเสียง (en:sound localization)

สวนศาสตร์เชิงจิตวิทยา (en:psychological acoustics) เป็นการศึกษาการทำงาน ทางกล ทางไฟฟ้า และ ทางชีวเคมี ของการได้ยิน ในสิ่งมีชีวิต

สวนศาสตร์กายภาพ (en:physical acoustics) ศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาของเสียง ต่อ วัสดุ และ ของไหลต่างๆ เช่น ปรากฏการณ์ โซโนลูมิเนสเซนส์ (en:sonoluminescence) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์การเปล่งแสงของฟองอากาศในของเหลวที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียง และ อุณหสวนศาสตร์ (en:thermoacoustics) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาระหว่างเสียงและความร้อน

การสื่อสารทางเสียงพูด (en:speech communication) เป็นการศึกษาถึง การกำเนิด และ การวิเคราะห์ สัญญาณเสียงพูด รวมถึง การถ่ายทอดเสียงพูด การเก็บข้อมูลเสียงพูด การจดจำเสียงพูด และ การปรับแต่งเสียงพูด

สวนศาสตร์ของการสั่น (en:vibration acoustics) หรือเรียก เสียงและการสั่นของโครงสร้าง เป็นการศึกษาถึงปฏิกิริยาระหว่างเสียง และ การสั่นทางกลของโครงสร้าง เช่น การส่งผ่านการสั่นของเสียงบนกำแพง และ การแผ่ของเสียง (en:radiation of sound) จากผนังส่วนต่างๆ ของรถยนต์

สวนศาสตร์ทางดนตรี (en:musical acoustics) ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเครื่องดนตรี

สวนศาสตร์ใต้น้ำ (en:underwater acoustics) ศึกษาเกี่ยวกับการแผ่กระจายของเสียงในทะเล มีความเกี่ยวข้องกับการวิจัยพัฒนาเกี่ยวกับโซนาร์ (en:sonar)

วิศวกรรมทางเสียง (en:acoustic engineering) ศึกษาเกี่ยวกับการกำเนิด และ การวัดเสียงโดยอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ลำโพง ไมโครโฟน ไฮโดรโฟน (en:hydrophone) และ อุปกรณ์รับรู้ (en:sensor) ต่างๆ

คุณลักษณะของคลื่นเสียงนั้นกำหนดโดย ความเร็ว ความยาวคลื่น และ ขนาด (แอมพลิจูด) ความเร็วของเสียงขึ้นกับตัวกลาง และอุณหภูมิ โดยไม่ขึ้นกับความกดอากาศ ความเร็วของเสียงในอากาศมีค่าประมาณ 340 เมตรต่อวินาที และ 1500 เมตรต่อวินาทีในน้ำ ความยาวคลื่นคือระยะทางระหว่างยอดคลื่นของลูกที่อยู่ติดกัน โดยความสัมพันธ์ระหว่าง ความยาวคลื่น $\, \lambda \,$ ความเร็วของเสียง $\,c\,$ และ ความถี่เสียง $\,f\,$ คือ

$\lambda = \frac{c}{f}$

[แก้] วิธีการวัดเสียง

วิธีการที่นิยมใช้ในการวัดเสียงทางวิทยาศาสตร์ นั้นมีสองแบบ คือ "วิธีการวัดโดยตรง" และ "วิธีการวัดแบบสัมพัทธ์"

วิธีการวัดโดยตรง เป็นค่าระดับของเสียง ที่หาจากค่าที่วัดทางกายภาพโดยตรง เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ช่วงเวลา ฯลฯ วิธีการวัดในรายละเอียดดูได้จาก มาตรฐานสากลทางเสียง ISO3745
วิธีการวัดแบบสัมพัทธ์ เป็นการวัดค่าต่างๆ โดยเปรียบเทียบค่าที่ได้จากการวัด กับค่าของแหล่งกำเนิดเสียงอ้างอิง ที่มีระดับกำลังของเสียงตามที่กำหนดให้

การวัดโดยตรง	การวัดแบบสัมพัทธ์
ความดันเสียง (en:sound pressure) p	ระดับความดันเสียง (en:sound pressure level) (SPL)
ความเร็วอนุภาค (en:particle velocity) v	ระดับความเร็วอนุภาค (en:particle velocity level) (SVL)
ความเข้มเสียง (en:sound intensity) I	ระดับความเข้มเสียง (en:sound intensity level) (SIL)
กำลังเสียง (en:sound power) P_ac	ระดับกำลังเสียง (en:sound power level) (SWL)
ระยะเคลื่อนของอนุภาค (en:particle displacement) ξ
ความหนาแน่นพลังงานเสียง (en:sound energy density) E
ฟลักซ์พลังงานเสียง (en:sound energy flux) q
ความต้านทานทางเสียง (en:acoustic impedance) Z
ความเร็วเสียง c

หมายเหตุ : ระดับความเร็วอนุภาค (particle velocity level) (SVL) นั้น เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ระดับความเร็วเสียง หรือ sound velocity level ซึ่งเป็นที่มาของตัวย่อ SVL

ดึงข้อมูลจาก "http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%AA%E0%B8%A7%E0%B8%99%E0%B8%A8%E0%B8%B2%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9%8C".