ปัญหาเสียงก้องเสียงสะท้อนจากห้องประชุมเกิดจากอะไร

การเกิดปัญหาเสียงก้อง และเสียงสะท้อนจากห้องประชุมเกิดจากอะไร

หลายครั้งที่เรามักจะเจอปัญหาเสียงดังสะท้อนไปมาในห้องเวลาประชุมทำให้ผู้เข้าประชุมรู้สึกฟังไม่ชัดเจนสิ่งเหล่านี้เราสามารถแก้ไขได้โดยการกำจัดเสียงก้องในห้องประชุมหรือเลือกติดตั้งเครื่องเสียงห้องประชุมกับผู้เชี่ยวชาญ sound engineer

การเกิดเสียงสะท้อน

สาเหตุหลักเป็นเรื่องเกี่ยวกับพื้นผิวของวัสดุต่างๆภายในห้อง ไม่ว่าจะเป็นผนัง ฝ้าเพดาน เฟอร์นิเจอร์ หรือของตกแต่ง ซึ่งวัสดุทุกชนิดมีความสามารถในการดูดซับเสียงในระดับที่แตกต่างกัน เมื่อเสียงตกกระทบกับวัตถุ เสียงบางส่วนจะถูกดูดซับไว้และจะมีบางส่วนที่สะท้อนกลับออกมา ยกตัวอย่างจากห้องโล่งๆที่ไร้เฟอร์นิเจอร์ เสียงจะก้องเพราะไม่มีสิ่งของมาช่วยดูดซับเสียงทำให้เสียงสะท้อนผนังกลับไปกลับมานั่นเอง

เสียงเกิดจากการสั่นของแหล่งกำเนิดเสียง ดังนั้นถ้าวัตถุสั่นด้วยพลังงานมากแอมพลิจูดของการสั่นก็จะมาก ถ้าพลังงานที่ใช้ในการสั่นมีค่าน้อย แอมพลิจูดของการสั่นก็จะน้อย การสั่นของแหล่งกำเนิดจะถ่ายโอนพลังงานของการสั่นผ่านตัวกลางมายังผู้ฟัง

ในการได้ยินเสียงครั้งหนึ่ง ๆ จะมีองค์ประกอบ  3  อย่าง คือ ต้นกำเนิดเสียง  ตัวกลาง  และประสาทรับเสียงของผู้ฟัง  ความรู้สึกในการได้ยินเสียงของมนุษย์โดยทั่วไปแยกออกเป็นลักษณะต่าง ๆ ดังนี้

1. ความรู้สึกดัง-ค่อยของเสียง ขึ้นอยู่กับ แอมพลิจูดและความเข้มเสียง
2. ความรู้สึกทุ้ม-แหลมของเสียง ขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียง
3. ความไพเราะของเสียง ขึ้นอยู่กับคุณภาพเสียง

เมื่อเสียงจากแหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ผ่านอากาศมาถึงหูเราคลื่นเสียงทำให้ลำอากาศในหูสั่นก็จะทำให้เยื่อแก้วหู (ซึ่งมีความไวมาก) สั่น การสั่นเพียงเล็กน้อยของเยื่อแก้วหูก็ส่งผลต่อไปยังประสาทรับรู้ในการได้ยินของคนเรา ซึ่งแสดงส่วนประกอบต่าง ๆ ของหู และการได้ยินของคน
ขอบเขตความสามารถการได้ยินเสียงของหูมนุษย์ขึ้นอยู่กับระดับความเข้มเสียง (0 – 120 เดซิเบล) และความถี่ของเสียง (20 – 20,000 Hz) เสียงมีคุณสมบัติเป็นคลื่นดังนั้น เมื่อเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปกระทบอีกตัวกลางหนึ่งซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า เสียงจะสะท้อนกลับหมด เช่น เสียงตะโกนไปกระทบผนังห้อง ทำให้เกิดการสะท้อนกลับมายังผู้จะโกน และ ได้ยินเสียงอีกครั้งหนึ่ง

ซึ่งโดยปกติแล้วการใส่เฟอร์นิเจอร์เข้าไปในห้อง สามารถช่วยดูดซับเสียงได้ในระดับหนึ่ง แต่ด้วยเฟอร์นิเจอร์ที่ใส่เข้าไปเป็นโต๊ะเรียนและเก้าอี้ ที่มีพื้นผิวเรียบและแข็ง สามารถดูดซับเสียงได้ไม่เพียงพอ ทำให้เสียงสะท้อนกลับออกมามากเกินจนเกิดเสียงก้อง ถึงแม้จะใส่เฟอร์นิเจอร์เข้าไปแล้วก็ตาม

ดังนั้น หลักการที่สามารถลดเสียงสะท้อนภายในห้องได้คือ ทำให้องค์ประกอบภายในห้องสามารถดูดซับเสียงด้วยวัสดุที่มี “พื้นผิวขรุขระ” โดยวิธีที่ง่ายที่สุดคือ การเพิ่มเฟอร์นิเจอร์ที่บุโฟม บุผ้านวม การติดผ้าม่าน หรือปูพรมก็จะสามารถช่วยป้องกันเสียงก้องได้ แต่ถ้าห้องมีพื้นที่จำกัดแนะนำให้ติดตั้ง “แผ่นดูดซับเสียง” บริเวณผนังและฝ้า

การสะท้อนของเสียงถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างมากมาย ดังตัวอย่างที่นำเสนอต่อไปนี้

การหาความลึกของทะเล การหาฝูงปลา การตรวจจับเรือดำน้ำหรือวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำ โดยส่งสัญญาณเสียงโซนาร์ออกไป แล้วจับเวลาที่สัญญาณเสียงสะท้อนกลับมา แล้วจึงนำมาคำนวณหาความลึกของทะเล

โซนาร์

เสียงที่มีความถี่สูง พบว่า ความยาวคลื่นเสียงจะสั้น ถ้าหากำเนิดคลื่นเสียงไปกระทบกับวัตถุที่มีขนาดเท่ากับหรือใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงที่มาตกกระทบ จะเกิดการสะท้อนของคลื่นเสียงนั้น

หลักการทำงานของเครื่องโซนาร์ 

เริ่มต้นจากเครื่องโซนาร์ส่งเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน (คลื่นเหนือเสียง) ผ่านไปในน้ำ เสียงนั้นมีความถี่ประมาณ 50,000 เฮิรตซ์ เมื่อเสียงนั้นเดินทางไปกระทบวัตถุ เช่น เรือดำน้ำ หรือพื้นทะเล ก็จะสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ โดยการวัดช่วงเวลาที่เสียงเดินทางไปและกลับ ก็จะสามารถคำนวณหาระยะทางของวัตถุจากความเร็วของคลื่นเสียงใต้น้ำได้ และสมการที่ใช้คำนวณคือ  s=vt

เสียงก้อง เสียงสะท้อน

เนื่องจากมนุษย์สามารถบันทึกเสียงที่ได้ยิน ติดอยู่ในประสาทหูได้นานประมาณ 0.1 วินาที ดังนั้น ถ้าตะโกนออกไป เสียงสะท้อนจะกลับสู่หูช้ากว่าเสียงที่ตะโกนออกไป ภายในเวลา 0.1 วินาทีขึ้นไป จะเกิดเสียงก้อง นั่นคือถ้าตะโกนก่อน จากนั้นเงียบ แล้วจะได้ยินเสียงที่ตะโกนตามมาภายหลัง เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปจนถึงสุดปลายของตัวกลางและพบตัวกลางที่มีความหนาแน่นกว่ามาก เช่น ผนัง กำแพง ฯลฯ คลื่นเสียงจะเกิดการสะท้อนกลับมายังแหล่งกำเนิดเสียงอันเป็นไปตามกฎของการสะท้อน สมมติเพื่อนของท่านซึ่งยืนอยู่ใกล้ ๆ ท่านกำลังตะโกนใส่ผนังที่อยู่ห่างออกไป เนื่องจากสมองมนุษย์จะยังจำเสียงติดหูอยู่ได้ภายในช่วงเวลา 0.1 วินาทีหลังจากที่ได้ยินเสียงอันเกิดจากการหน่วงของระบบประสาท

ดังนั้น หากผนังอยู่ค่อนข้างไกล และท่านได้ยินเสียงที่สะท้อนกลับมาหลังจากที่ท่านได้ยินเสียงจากแหล่งจริง (คือจากปากเพื่อนของท่าน) นานกว่า 0.1 วินาที ท่านจะได้ยินเสมือนเป็น 2 เสียง คือเสียงจากแหล่งจริง และหลังจากนั้น  เล็กน้อยก็จะได้ยินเสียงที่สะท้อนจากผนัง เราเรียกเสียงสะท้อนในกรณีนี้ว่า เสียงสะท้อน (echo)แต่หากสมมติว่าผนังอยู่ไม่ห่างนัก เมื่อเพื่อนของท่านตะโกน เสียงสะท้อนจะมาถึงหูท่านภายในเวลาน้อยกว่า 0.1 วินาที ในกรณีนี้ท่านจะได้ยินเสียงจากแหล่งจริงและเสียงสะท้อนต่อเนื่อง  เหมือนเป็นเสียงเดียวกัน เสียงที่สะท้อนในกรณีหลังนี้เราเรียกว่า เสียงก้อง (reverberation)

โดยทั่วไปแล้ว หากผนัง กำแพง หรือวัตถุขวางกั้น อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงเกินกว่า 17 เมตร (ระยะโดยประมาณ) ผู้ฟังที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดเสียงจะได้ยินเสียงสะท้อน แต่หากผนังอยู่ภายในระยะ 17 เมตร ผู้ฟังจะได้ยินเสียงก้อง