ปริศนาของคลื่นโซนิคบูม - คาเธอริน่า คาโอยูริ (Katerina Kaouri)
-
0:07 - 0:11มนุษย์หลงใหลความเร็วมาเนิ่นนานแล้ว
-
0:11 - 0:15สิ่งหนึ่งในประวัติศาสตร์ความก้าวหน้าของมนุษย์
คือการเพิ่มความเร็วให้มากยิ่งขึ้น -
0:15 - 0:19และหนึ่งในความสำเร็จที่สำคัญที่สุด
ของความพยายามที่ยาวนานนี้ -
0:19 - 0:22คือการทำลายกำแพงเสียงลงให้ได้
-
0:22 - 0:25ไม่นานนักหลังจากการนำเครื่องบิน
ขึ้นบินได้สำเร็จเป็นครั้งแรก -
0:25 - 0:30นักบินต่างต้องการ
ที่จะให้เครื่องบินบินให้เร็วขึ้นและเร็วขึ้นไปอีก -
0:30 - 0:32แต่เมื่อทำเช่นนั้นแล้ว
จะทำให้เครื่องบินสั่นมากขึ้น -
0:32 - 0:38แรงกดมหาศาลต่อเครื่องบิน
ทำให้พวกเขาเร่งความเร็วขึ้นไปอีกไม่ได้ -
0:38 - 0:42บางคนพยายามแก้ปัญหา
ด้วยการลองเสี่ยงดำลงไปในน้ำ -
0:42 - 0:44แต่ก็มักได้ผลลัพท์ที่น่าเศร้า
-
0:44 - 0:48ในที่สุด ในปี ค.ศ. 1947
มีการออกแบบที่ดีมากยิ่งขึ้น -
0:48 - 0:52เช่นมีที่ปรับตัวปรับสมดุลระดับแนวนอนเคลื่อนที่ได้
และหางเสือที่เคลื่อนไหวได้ทั้งหมด -
0:52 - 0:56ทำให้ทหารอากาศชาวอเมริกันที่ชื่อว่า
ชัค เยเกอร์ -
0:56 - 1:04นำเครื่องบิน เบลล์ เอ็กซ์วัน บินที่ความเร็ว
1,127 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้สำเร็จ -
1:04 - 1:07กลายเป็นมนุษย์คนแรก
ที่ทำลายกำแพงเสียงลงได้ -
1:07 - 1:10และเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าความเร็วเสียง
-
1:10 - 1:14เบลล์ เอ็กซ์วัน เป็นเครื่องบินเหนือเสียงลำแรก
ก่อนที่จะมีรุ่นอื่น ๆ ตามมา -
1:14 - 1:18โดยรุ่นล่าสุดทำความเร็วเหนือเสียง
ไปได้มากกว่า 3 มัคแล้ว -
1:18 - 1:22เครืองบินที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเสียง
จะสร้างคลื่นกระแทกออกมา -
1:22 - 1:26ด้วยเสียงดังราวกับฟ้าผ่า
ที่รู้จักกันในชื่อว่า คลื่นโซนิคบูม -
1:26 - 1:29ที่อาจไปรบกวนคนและสัตว์ที่อยู่ด้านล่าง
-
1:29 - 1:31หรือแม้กระทั่งสร้างความเสียหาย
ให้กับบ้านเรือน -
1:31 - 1:32ด้วยเหตุผลนี้เอง
-
1:32 - 1:35นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกจึงสนใจคลื่นโซนิคบูมนี้
-
1:35 - 1:38โดยพยายามทำนายเส้นทางของมันในบรรยากาศ
-
1:38 - 1:42ที่ที่มันจะตกกระทบ และระดับเสียงของมัน
-
1:42 - 1:45เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่า นักวิทยาศาสตร์
ศึกษาเรื่องของคลื่นโซนิคบูมอย่างไร -
1:45 - 1:48เรามาเริ่มจากพื้นฐาน
การกำเนิดของเสียงกันก่อน -
1:48 - 1:52ลองคิดว่า เราโยนก้อนหินเล็ก ๆ
ลงไปในบ่อน้ำที่สงบนิ่งดู -
1:52 - 1:53เห็นอะไรไหม
-
1:53 - 1:56ก้อนหินทำให้เกิดคลื่นเดินทางไปในน้ำ
-
1:56 - 1:59ด้วยความเร็วเท่า ๆ กันในทุกทิศทาง
-
1:59 - 2:03วงกลมที่ใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆในทุกทิศทางนี้
เรียกว่าแนวคลื่น -
2:03 - 2:06คล้ายกัน แม้เราจะมองไม่เห็นมันก็ตาม
-
2:06 - 2:09แหล่งต้นกำเนิดเสียงของมัน
ก็คล้ายกับเครื่องเสียงภายในบ้าน -
2:09 - 2:12สร้างคลื่นเสียงที่เดินทางออกมาเรื่อย ๆ
-
2:12 - 2:14ความเร็วคลื่นขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ
-
2:14 - 2:18รวมถึงระดับความสูงและอุณหภูมิของอากาศ
ที่มันเคลื่อนที่ผ่านไป -
2:18 - 2:24ที่ระดับน้ำทะเล เสียงเคลื่อนที่เร็วประมาณ
1,225 กิโลเมตรต่อชั่วโมง -
2:24 - 2:27แต่แทนที่จะเป็นวงกลมบนพื้นผิวสองมิติ
-
2:27 - 2:31ตอนนี้หน้าคลื่นมีศูนย์กลางเป็นทรงกลม
-
2:31 - 2:36โดยมีเสียงที่เดินทางไปตามแนวรังสี
ที่ตั้งฉากกับแนวคลื่นเหล่านี้ -
2:36 - 2:40มาลองคิดถึงแหล่งกำเนิดเสียงที่เคลื่อนที่
อย่างนกหวีดรถไฟดู -
2:40 - 2:43เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงกำลังเคลื่อนที่
ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง -
2:43 - 2:48คลื่นด้านหน้าของมันที่มีความต่อเนื่อง
จะทำให้คลื่นรวมใกล้กันมากขึ้น -
2:48 - 2:53คลื่นความถี่ที่สูงขึ้นนี้
ทำให้เกิดปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ที่โด่งดัง -
2:53 - 2:56ที่ยิ่งวัตถุนั้นเข้าใกล้มากเท่าไหร่
ก็จะยิ่งมึเสียงแหลมสูงมากขึ้นเท่านั้น -
2:56 - 3:00แต่ตราบใดที่ต้นเสียงยังเคลื่อนที่ช้ากว่า
คลื่นเสียงที่มันสร้างขึ้น -
3:00 - 3:03พวกมันจะซ้อนยู่ภายในซึ่งกันและกัน
-
3:03 - 3:08แต่เมื่อวัตถุกลายเป็นซุปเปอร์โซนิค
ที่เคลื่อนที่ได้เร็วกว่าเสียงที่มันสร้าง -
3:08 - 3:11นั่นทำให้เกิดความแตกต่างขึ้นอย่างมาก
-
3:11 - 3:13ในขณะที่มันแซงหน้าคลื่นที่มันได้ปล่อยออกมา
-
3:13 - 3:16ระหว่างนั้นมันก็สร้างคลื่นขึ้นใหม่
ณ ตำแหน่งที่มันอยู่ -
3:16 - 3:20คลื่นจะถูกอัดเข้าด้วยกันกลายเป็นกรวยหน้าคลื่นมัค
(Mach cone) -
3:20 - 3:23ผู้สังเกตุการณ์จะไม่ได้ยินเสียงใด ๆ
ในขณะที่มันเข้ามาใกล้ -
3:23 - 3:28เพราะวัตถุเคลื่อนที่เร็วกว่า
เสียงที่มันสร้างขึ้นมา -
3:28 - 3:33หลังจากวัตถุผ่านไป
ผู้สังเกตุการณ์ถึงจะได้ยินเสียงโซนิคบูมนี้ -
3:33 - 3:37เมื่อกรวยมัคกระทบกับพื้นดิน
มันจะสร้างไฮเพอร์โบลาขึ้นมา -
3:37 - 3:41ทิ้งหางที่รู้จักกันในชื่อว่าหางพรม (boom carpet)
เมื่อมันเคลื่อนที่ไปข้างหน้า -
3:41 - 3:46นี่จึงทำให้เราสามารถวัดพื้นที่
ที่ได้รับผลกระทบของโซนิคบูมได้ -
3:46 - 3:49แล้วจะหาความแรง
ของคลื่นโซนิคบูมได้อย่างไรล่ะ -
3:49 - 3:53มันต้องใช้การแก้ปัญหาสมการนาเวียร์-สโตกส์
ที่มีชื่อเสียง -
3:53 - 3:56เพื่อค้นหาความแปรผันของความกดอากาศ
-
3:56 - 4:00อันเนื่องมาจากการบินผ่าน
ของเครื่องบินเหนือเสียง -
4:00 - 4:04ผลลัพธ์ก็คือคลื่นที่เป็นเอกลักษณ์
ที่เรียกว่า เอ็นเวฟ (N-wave) -
4:04 - 4:05รูปร่างนี้มีความหมายว่าอย่างไร
-
4:05 - 4:10โซนิคบูมเกิดขึ้น
เมื่อความดันเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว -
4:10 - 4:12และเอ็นเวฟเกี่ยวข้องกับโซนิคบูมสองครั้ง
-
4:12 - 4:15ส่วนแรกคือความดันแรก
ที่เพิ่มขึ้นบริเวณส่วนปลายหัวของเครื่องบิน -
4:15 - 4:18และอีกส่วนที่หางที่ผ่านเข้ามา
-
4:18 - 4:21และความดันก็กลับไปสู่ปกติในทันที
-
4:21 - 4:23มันจึงทำให้เกิดโซนิคบูมสองครั้ง
-
4:23 - 4:27แต่หูมนุษย์มักจะได้ยินเพียงครั้งเดียวเท่านั้น
-
4:27 - 4:30ในทางปฎิบัติ ตัวอย่างจำลองในคอมพิวเตอร์
ที่ใช้หลักการเดียวกันนี้ -
4:30 - 4:34สามารถคาดการณ์ตำแหน่ง
และความเข้มของโซนิคบูมได้ -
4:34 - 4:38ในแต่ละสภาพบรรยากาศและวิถีการบิน
-
4:38 - 4:41และก็มีการวิจัยที่กำลังศึกษา
เพื่อลดผลกระทบผลของมัน -
4:41 - 4:46ระหว่างนี้ เครื่องบินเหนือเสียง
ยังคงถูกห้ามบินเหนือผืนดิน -
4:46 - 4:49แล้วโซนิคบูมเป็นสิ่งใหม่
ที่เพิ่งถูกสร้างขึ้นใช่ไหม -
4:49 - 4:50ก็ไม่ใช่เสียทีเดียว
-
4:50 - 4:53ในขณะที่เรากำลังพยายามหาทาง
ทำให้มันเงียบลงอยู่นั้น -
4:53 - 4:56สัตว์บางชนิดใช้คลื่นเหนือเสียงนี้
ให้เป็นประโยชน์ -
4:56 - 5:01ไดโนเสาร์ ไดพลอโดคัส
อาจสามารถสะบัดหางของมัน -
5:01 - 5:08ด้วยความเร็วเหนือเสียงที่มากกว่า
1,200 กิโลเมตรต่อขั่วโมงเพื่อไล่นักล่า -
5:08 - 5:12กุ้งบางชนิดสามารถสร้างสิ่งที่คล้ายกันนี้
อย่างคลื่นกระแทกใต้น้ำ -
5:12 - 5:16ทำให้เหยื่อหยุดค้างอยู่กับที่
หรือทำให้เหยื่อตายในระยะไกล -
5:16 - 5:20เพียงแค่ดีดก้ามใหญ่โตของมันเท่านั้น
-
5:20 - 5:22ในขณะที่มนุษย์กำลังพัฒนา
สุดยอดความก้าวหน้านี้ขึ้นมา -
5:22 - 5:25ด้วยการแสวงหาความรวดเร็วอย่างไม่หยุดยั้ง
-
5:25 - 5:27กลับกลายเป็นว่าธรรมชาติทำได้ก่อนแล้ว
- Title:
- ปริศนาของคลื่นโซนิคบูม - คาเธอริน่า คาโอยูริ (Katerina Kaouri)
- Speaker:
- Katerina Kaouri
- Description:
-
more » « less
ชมบทเรียนแบบเต็มได้ที่: http://ed.ted.com/lessons/what-causes-sonic-booms-katerina-kaouri
วัตถุที่สมารถบินด้วยความเร็วมากกว่าเสียง (เช่นเครื่องบินความเร็วสูง) ทำให้เกิดคลื่นกระแทกที่มีเสียงคล้ายกับฟ้าผ่าได้อย่างไร มันคือคลื่นโซนิคบูม คลื่นที่รบกวนทั้งคนและสัตว์ และแม้กระทั้งสร้างความเสียหายให้กับสิ่งก่อสร้าง คาเธอริน่า คาโอยูริ อธิบายวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้คณิตศาสตร์คาดการณ์เส้นทางของโซนิคบูมในชั้นบรรยากาศ จุดที่มันจะตกลงที่พื้นโลก และความดังของเสียงของมัน
บทเรียนโดย Katerina Kaouri, แอนิเมชันโดย Anton Bogaty
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:44
|
Kelwalin Dhanasarnsombut approved Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut accepted Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
Gosol Rattanapinta edited Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Gosol Rattanapinta edited Thai subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut declined Thai subtitles for The sonic boom problem |