เสียง (Sound) เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งในทางฟิสิกส์ มีลักษณะคลื่นเชิงกล (Mechanical Wave) ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง (Medium) เช่น อากาศไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านตัวกลางที่เป็นสสารในสถานะก๊าซ, ของเหลว และของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้ เพราะไม่มีตัวกลาง ซึ่งเมื่อการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงนั้นมาถึงหู มันจะถูกแปลงเป็นพัลส์ประสาท ซึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง ทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่าง ๆ ได้ อย่างไรก็ตามมีเพียงคลื่นเสียงที่มีช่วงความถี่อยู่ระหว่างประมาณ 20 เฮิรตซ์ ถึง 20 กิโลเฮิรตซ์ เท่านั้น ที่กระตุ้นให้มนุษย์รับรู้เสียงได้
ช่วงความถี่ 20 เฮิรตซ์ ถึง 20 กิโลเฮิรตซ์ ถือเป็นช่วงความถี่เสียงที่ประสาทหูมนุษย์เฉลี่ยโดยทั่วไปได้ยิน ซึ่งเรียกว่า Audio Frequency Range…ในอากาศที่ความดันบรรยากาศ (Atmospheric Pressure) คลื่นเสียงในช่วงนี้จะมีความยาวคลื่นที่ 17 เมตร (56 ฟุต) จนถึง 1.7 เซนติเมตร (0.67 นิ้ว) ทั้งนี้คลื่นเสียงที่ความถี่ยิ่งต่ำจะยิ่งมีค่าความยาวคลื่นมาก-คลื่นเสียงที่ความถี่ยิ่งสูงจะยิ่งมีค่าความยาวคลื่นสั้นลง…คลื่นเสียงที่สูงกว่า 20 กิโลเฮิรตซ์ เรียกว่า อัลตราซาวด์ (Ultrasound) ซึ่งมนุษย์ไม่สามารถได้ยิน ส่วนคลื่นเสียงที่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ เรียกว่า อินฟราซาวด์ (Infrasound) ซึ่งมนุษย์ก็ไม่สามารถได้ยินเช่นกัน ในขณะที่สัตว์แต่ละสายพันธุ์มีช่วงการได้ยินที่แตกต่างกันไป ทำให้บางชนิดสามารถได้ยินคลื่นเสียงระดับ อัลตราซาวด์ได้ด้วยซ้ำ
การเกิดเสียง
เริ่มเกิดขึ้นเมื่อวัตถุ หรือ แหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือนส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบ กล่าวคือ โมเลกุลของอากาศเหล่านี้จะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเดิมไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ก่อให้เกิดการถ่ายโอนโมเมนตัมจากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ให้กับโมเลกุลที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันนี้จะแยกออกจากกัน โดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่มาจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฏิกิริยา และโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงานก็จะเคลื่อนที่ไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป เป็นเช่นนี้ไปเรื่อยๆ อย่างต่อเนื่อง ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นสลับกันไปมาได้เมื่อสื่อ หรือตัวกลาง (ในที่นี้คือ อากาศ) มีคุณสมบัติของความยืดหยุ่น การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศนี้จึงเกิดเป็น “คลื่นเสียง”
“เสียง” สามารถแพร่กระจายผ่านตัวกลาง (Medium) เช่น อากาศ, น้ำ และของแข็ง ในรูปแบบคลื่นตามยาว (Longitudinal Waves) และคลื่นตามขวาง (Transverse Wave) ในของแข็ง คลื่นเสียงเกิดจากแหล่งกำเนิดเสียง เช่น แผ่นไดอะแฟรมที่สั่นสะเทือนของลำโพง (Speaker) แหล่งกำเนิดเสียงสร้างการสั่นสะเทือนในตัวกลางโดยรอบ เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงสั่นสะเทือน ตัวกลางก็จะแพร่กระจายออกจากแหล่งกำเนิดเสียงด้วยความเร็วเท่ากับเสียง จึงเกิดคลื่นเสียงขึ้น เมื่ออยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงคงที่ แรงดัน (Pressure), ความเร็ว (Velocity) และการเคลื่อนตัวของตัวกลางจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา (Time) ในคาบเวลาหนึ่ง ความดัน, ความเร็ว และการเคลื่อนตัวจะเปลี่ยนแปลงไปในอากาศ อนุภาคของตัวกลางจะไม่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นเสียง ในระหว่างการแพร่กระจาย คลื่นอาจสะท้อน (Reflected), หักเห (Refracted) หรือลดทอน (Attenuated) โดยตัวกลาง
คุณลักษณะของเสียง
คุณลักษณะเฉพาะของเสียง ได้แก่ ความยาวช่วงคลื่น (Wavelength), ความสูงคลื่น (Amplitude), ความเร็ว (Velocity) และ ความเข้มเสียง (Intensity)…เสียงแต่ละเสียงมีความแตกต่างกัน เสียงสูง-เสียงต่ำ, เสียงดัง-เสียงเบา หรือว่าคุณภาพของเสียงลักษณะต่าง ๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเสียง และจำนวนรอบต่อวินาทีของการสั่นสะเทือน
ความถี่ (Frequency)
ระดับเสียง (Pitch) หมายถึง เสียงสูง-เสียงต่ำ สิ่งที่ทำให้เสียงแต่ละเสียงสูง-ต่ำแตกต่างกันนั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วในการสั่นสะเทือนของวัตถุ วัตถุที่สั่นเร็ว เสียงจะสูงกว่าวัตถุที่สั่นช้า โดยจะมีหน่วยวัดความถี่ของการสั่นสะเทือนต่อวินาที เช่น 60 รอบต่อวินาที, 2,000 รอบต่อวินาที (Cycle/Second) เป็นต้น (หรือเรียกเป็นหน่วย Hertz : Hz ในความหมายเดียวกัน) นอกจากนี้, วัตถุที่มีความถี่ในการสั่นสะเทือนมากกว่า จะมีเสียงที่สูงกว่าแล้ว หากความถี่มากขึ้นเท่าตัว ก็จะมีระดับเสียงสูงขึ้นเท่ากับ 1 อ็อกเทฟ (Octave) <ภาษาไทยเรียกว่า 1 ช่วงคู่แปด>
ความยาวช่วงคลื่น (Wavelength)
หมายถึง ระยะทางระหว่างยอดคลื่นสองยอดที่ติดกัน ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการอัดตัวของคลื่นเสียง (คล้ายคลึงกับคลื่นในทะเล) ยิ่งความยาวช่วงคลื่นมีมาก ความถี่ของเสียงยิ่งต่ำลง
ความดันเสียง (Pressure)
หมายถึง ค่าความดันของคลื่นเสียงที่เปลี่ยนแปลงไปจากความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งค่าความดันที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุด คือ ค่าความสูงคลื่น หรือ แอมปลิจูด การตอบสนองของหูต่อความดันเสียงไม่ได้มีลักษณะเป็นเส้นตรง (Linearity) แต่มีความสัมพันธ์ในลักษณะของลอการิทึม (Logarithm) ดังนั้น ค่าระดับความดันเสียง (Sound Pressure Level : SPL) ที่อ่านได้จากการตรวจวัดโดยเครื่องวัดเสียงนั้น เป็นค่าทีได้จากการเปรียบเทียบกับความดันเสียงอ้างอิงแล้ว มีหน่วยวัดเป็น เดซิเบล (Decibel : dB) อนึ่ง dBA-เดซิเบลเอ หรือ dB (A)-เดซิเบล (เอ) เป็นหน่วยวัดความดังเสียงที่ใกล้เคียงกับการตอบสนองต่อเสียงของหูมนุษย์
แอมพลิจูด (Amplitude)
หมายถึง ความสูงระหว่างยอดคลื่นและท้องคลื่นของคลื่นเสียง ที่แสดงถึงความเข้มของเสียง (Intensity) หรือ ความดังของเสียง (Loudness) ยิ่งแอมปลิจูดมีค่ามาก ความเข้ม หรือ ความดังของเสียงก็ยิ่งเพิ่มขึ้น
เสียงดัง
หมายถึง เสียงรบกวน (Noise) ซึ่งไม่เป็นที่ต้องการของคนเรา เพราะทำให้เกิดการรบกวนการรับรู้ต่อเสียงที่ต้องการ และอาจเป็นเสียงที่เป็นอันตรายต่อการได้ยิน หากเสียงนั้นดังจนเกินไป (ความดังเสียงขึ้นอยู่กับความสูงคลื่น หรือ แอมปลิจูดของคลื่นเสียง ส่วนความทุ้ม-แหลมของเสียงขึ้นกับความถี่ของเสียง)
อันตรายต่อสุขภาพที่เกิดจากเสียง
การได้รับฟัง หรือ สัมผัสเสียงดังในระยะเวลานาน อาจก่อให้เกิดการสูญเสียการได้ยิน หรือ ความสามารถในการได้ยินเสียงลดลง เมื่อเปรียบเทียบกับคนที่มีการได้ยินปกติ
“การสูญเสียการได้ยิน” เนื่องจากเสียงดังโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญ คือ ระดับความดังเสียง, ชนิดของเสียง, ระยะเวลาที่ได้รับเสียงต่อวัน และตลอดอายุการทำงาน นอกจากนี้ยังพบปัจจัยอื่นที่มีส่วนเกี่ยวข้องทำให้เกิดเกิดการสูญเสียการได้ยิน เช่น ความไวต่อเสียงในแต่ละบุคคล, อายุ, สภาพแวดล้อมของแหล่งเสียง ฯลฯ
“การสูญเสียการได้ยิน” แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ การสูญเสียการได้ยินแบบชั่วคราว และ การสูญเสียการได้ยินแบบถาวร-การสูญเสียการได้ยินแบบชั่วคราวจะเกิดขึ้นจากการสัมผัสเสียงดังเป็นระยะเวลาหนึ่ง ทำให้เซลล์ขน* (Hair Cell) กระทบกระเทือนไม่สามารถทำงานได้ชั่วคราว แต่เซลล์ขนจะกลับสู่สภาพเดิมได้หลังสิ้นสุดการสัมผัสเสียงดังเป็นเวลาประมาณ 14-16 ชั่วโมง ทว่าการสูญเสียการได้ยินแบบถาวร จะไม่สามารถทำการรักษาให้การได้ยินกลับคืนสภาพเดิมได้
*เซลล์ขน เป็นเซลล์รับความรู้สึก (Sensory Receptor) ของทั้งระบบการได้ยิน (Auditory System) และระบบการทรงตัว (Vestibular System) อยู่ในหูชั้นในของสัตว์มีกระดูกสันหลัง โดยตรวจจับการเคลื่อนไหวของน้ำในระบบหูชั้นในผ่านกระบวนการถ่ายโอนแรงกล (Mechanotransduction)…ทั้งนี้รายละเอียดอ้างอิงได้จาก National Library of Medicine
โดยทั่วไปมนุษย์จะได้ยินเสียงในช่วงความถี่ตั้งแต่ 20-20,000 เฮิรตซ์ ถ้าต่ำกว่า หรือ สูงกว่านี้จะไม่สามารถรับรู้ได้ ทั้งนี้การสูญเสียการได้ยินจะเริ่มที่ความถี่ 4,000 เฮิรตซ์ เป็นลำดับแรก ในระยะเวลาต่อมา จึงจะสูญเสียการได้ยินที่ความถี่สูงกว่า หรือ ต่ำกว่า ความถี่ 4,000 เฮิรตซ์ ส่วนความถี่ของการสนทนา ซึ่งมีความถี่ต่ำอยู่ที่ 500 เฮิรตซ์ถึง 2,000 เฮิรตซ์ จะสูญเสียช้ากว่าช่วงความถี่สูง
##วิธีการสังเกตเบื้องต้นว่า สิ่งแวดล้อมการใช้ชีวิต หรือการทำงานของเรา มีเสียงดังที่อาจเป็นอันตรายต่อการได้ยินหรือไม่? ทดสอบได้โดยยืนห่างกัน 1 เมตร แล้วพูดคุยกันด้วยเสียงปกติ แต่ถ้าไม่สามารถได้ยิน และถึงขั้นต้องพูดซ้ำๆ หรือต้องตะโกนคุยกัน แสดงว่า สภาพแวดล้อมในชีวิต หรือการทำงานนั้นมีความดังเสียงประมาณ 90 เดซิเบลเอ (dBA) หรือมากกว่า ซึ่งถือว่า อยู่ในขั้นเป็นอันตรายอย่างได้กล่าวไว้ข้างต้นได้ เสียงดังตลอดเวลาการทำงาน อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุในการทำงานขึ้นได้ ทั้งนี้เพราะเสียงดังทำให้พฤติกรรมส่วนบุคคลเปลี่ยนแปลง เช่น บางคนอาจรู้สึกเชื่องช้าต่อการตอบสนองต่อสัญญาณต่าง ๆ , ความว้าวุ้นใจจนทำงานผิดพลาดกระทั่งเกิดอุบัติเหตุขึ้น นอกจากนี้ยังรบกวนการติดต่อสื่อสารทำให้ผู้ปฏิบัติงานไม่ได้ยินสัญญาณอันตรายที่ดังขึ้น หรือไม่ได้ยินเสียงเตือนของเพื่อนพนักงานจนอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุขึ้นได้
________________________
