ทำไมเคาะแก้วใบเดิม พอเติมน้ำแล้วเสียงเปลี่ยน?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

เสียงจากการเคาะแก้วเปลี่ยนเพราะ น้ำบางส่วนเคลื่อนตามผนังแก้ว ทำให้จังหวะสั่นของภาชนะเปลี่ยน งานทดลองกับแก้วไวน์พบว่าเมื่อเติมน้ำมากขึ้น ความถี่สั่นพ้องของแก้วลดลง ส่วนการเป่าข้ามปากขวดให้เกิดเสียงหวีดเป็นอีกกลไก เพราะเสียงเกิดจาก อากาศในช่องเหนือผิวน้ำเป็นหลัก

แก้วแต่ละใบมีจังหวะการสั่นที่ทำให้เสียงกังวานเด่นที่สุด เรียกว่า “ความถี่สั่นพ้อง” เวลาเคาะแก้ว ผนังจะขยับเข้าออกเพียงเล็กน้อย น้ำใกล้ผนังก็เคลื่อนตามไปด้วย ของเหลวที่ขยับไปพร้อมแก้วเพิ่มแรงเฉื่อย ผนังจึงสั่นช้าลงและเสียงต่ำลง พูดง่าย ๆ คือแก้วไม่ได้สั่นลำพัง แต่ต้องขยับน้ำบางส่วนไปด้วย

นักวิจัย Jundt และคณะทดลองกับแก้วไวน์ที่เติมน้ำหลายระดับ ใช้แท่งโลหะเคาะเบา ๆ แล้วบันทึกเสียงเพื่อวัดความถี่สั่นพ้อง ผลที่วัดได้คือความถี่ลดลงเมื่อมีน้ำมากขึ้น พวกเขาอธิบายว่าน้ำส่วนที่เคลื่อนตามผนังแก้วมีส่วนกับการเปลี่ยนเสียง จึงไม่ใช่แค่น้ำกดน้ำหนักลงบนก้นแก้วอย่างเดียว

ผลนี้ไม่ได้แปลว่าแก้วทุกใบจะให้เสียงทุ้มลงในอัตราเดียวกัน รูปทรง ความหนา และขนาดทำให้ผนังแก้วสั่นต่างกัน แก้วน้ำปากกว้างกับแก้วไวน์มีก้านจึงอาจให้ผลไม่เหมือนกัน แม้เติมน้ำระดับใกล้เคียงกัน งานวิจัยดังกล่าววัดแก้วไวน์ตามแบบทดลอง ไม่ได้ครอบคลุมภาชนะทุกชนิดในบ้าน

ถ้าเป่าข้ามปากขวดคอแคบ เสียงจะเกิดจากอากาศที่สั่นอยู่เหนือผิวน้ำ ระดับน้ำเปลี่ยนขนาดช่องอากาศ จึงเปลี่ยนเสียงได้ แต่หลักนี้ต่างจากการเคาะที่ทำให้ผนังแก้วสั่น สมาคมอะคูสติกแห่งสหรัฐฯ แสดงให้เห็นว่าเสียงจากแก้วที่ถูกทำให้สั่น กับเสียงหวีดจากการเป่าปากขวด เกิดจากคนละหลักการ

ลองฟังเองโดยใช้แก้วใบเดิม เติมน้ำทีละระดับ แล้วเคาะด้านข้างเบา ๆ ที่จุดเดิมด้วยช้อนคันเดิม แรงเคาะหรือตำแหน่งที่โดนแก้วต่างกันก็ทำให้เสียงเปลี่ยนได้ ถ้าอยากลองเป่าด้วย ให้ใช้ขวดคอแคบ เป่าผ่านปากขวด ไม่เป่าลงไปตรง ๆ และเทียบเสียงด้วยขวดใบเดิมทุกครั้ง

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th