RRB JE 2019: ध्वनि (SOUND) भाग 1

RRB JE 2019: ध्वनि (SOUND) भाग 1

ध्वनि

ध्वनि एक यांत्रिक ऊर्जा है जो श्रवण की अनुभूति उत्पन्न करती है। विभिन्न वस्तुओं के कंपन के कारण ध्वनि उत्पन्न होती है।

ध्वनि तरंग माध्यम में संपीडन और विरलन के रूप में प्रसारित होती है। ध्वनि तरंगें अनुदैर्ध्य तरंगें हैं।

ध्वनि का उत्पादन: ध्वनि का उत्पादन वस्तुओं के कम्पन द्वारा किया जाता है। कंपन का अर्थ है किसी वस्तु की तीव्र गति से आगे और पीछे की गति से है। मनुष्य की आवाज़ की स्वरतन्त्री डोरियों में कंपन के कारण उत्पन्न होती है।

ध्वनि का प्रसार: वह पदार्थ या वस्तु जिसके माध्यम से ध्वनि का संचार होता है, एक माध्यम कहलाता है। यह ठोस, तरल या गैस हो सकता है। श्रोत बिंदु से श्रोता तक ध्वनि एक माध्यम से संचारित होती है। ध्वनि तरंगें दबाव और माध्यम के घनत्व में भिन्नता के कारण उत्पन्न होती हैं।

तरंगों के प्रकार

संचरण की दिशा के आधार पर, तरंगों को 2 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

 

अनुदैर्ध्य तरंगें: इन तरंगों में माध्यम के अलग-अलग कण विक्षोभ के संचरण की दिशा के समानांतर दिशा में चलते हैं। कण एक स्थान से दूसरे स्थान पर नहीं जाते हैं, बल्कि वे स्थिति के सन्दर्भ में आगे पीछे गति करते हैं। जैसे ध्वनि तरंगें।

अनुप्रस्थ तरंगें: इन तरंगों में, कण तरंग प्रसार की रेखा के साथ दोलन नहीं करते हैं, लेकिन तरंग की यात्रा के रूप में उनकी स्थिति के सन्दर्भ में ऊपर और नीचे दोलन करते हैं। जैसे प्रकाश एक अनुप्रस्थ तरंग है।

ध्वनि तरंगों की विशेषता एवं संबंधित शब्द 

• संपीडन (C): ये उच्च दाब और घनत्व के क्षेत्र होते हैं जहाँ कणों की भीड़ होती है और इसे वक्र के ऊपरी भाग द्वारा दर्शाया जाता है जिसे शिखर कहते हैं।

• दुर्लभ-धड़े (R): ये निम्न दाब और घनत्व के क्षेत्र होते हैं जहाँ कण बाहर फैले होते हैं और गर्त या घाटियों नामक वक्र केनिचले हिस्से द्वारा दर्शाए जाते हैं।

• आयाम: औसत मान के दोनों ओर माध्यम में अधिकतम दोलन की तीव्रता को तरंग का आयाम कहा जाता है। यह आमतौर पर अक्षर A द्वारा दर्शाया जाता है। ध्वनि के लिए इसकी इकाई घनत्व या दबाव की इकाई होगी।

• दोलन: यह घनत्व (या दबाव) में अधिकतम मूल्य से न्यूनतम मूल्य और फिर से अधिकतम मूल्य में परिवर्तन है।

• आवृति: प्रति इकाई समय में एक तरंग की दोलनों की संख्या ध्वनि तरंग की आवृत्ति है। यह आमतौर पर ν (ग्रीक अक्षर, nu) द्वारा दर्शाया जाता है। इसकी SI मात्रक हर्ट्ज़ (प्रतीक, Hz) है।

कंपन का आयाम जितना बड़ा होगा, ध्वनि उतनी तीव्र होगी है।

कंपन की आवृत्ति अधिक होती है, तो उच्चतर पिच होती है, और ध्वनि अधिक सुरीली होती है।

• समयावधि: निश्चित बिंदु को पार करने के लिए दो क्रमागत संकुचन या आंकुंचन द्वारा लिए गए समय को तरंग की समयावधि कहा जाता है। इसे प्रतीक T द्वारा दर्शाया गया है। इसकी SI मात्रक सेकंड है।

समयावधि = 1 / आवृत्ति

•तरंग दैर्ध्य: यह दो क्रमागत श्रिंग या दो क्रमागत गर्त के बीच की दूरी है। तरंग दैर्ध्य को आमतौर पर λ (ग्रीक अक्षर लैम्ब्डा) द्वारा दर्शाया जाता है। इसकी SI मात्रक मीटर (m) है

• ध्वनि की गति: यह उस दूरी के रूप में परिभाषित की जाती है जो एक तरंग पर एक बिंदु, जैसे कि एक संपीड़न या एक रेयरफैक्शन, प्रति यूनिट समय पर यात्रा करती है।

गति = तरंग दैर्ध्य × आवृत्ति

उदाहरण: एक ध्वनि तरंग में 2 kHz की आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य 35 सेमी है। 1.5 किमी की यात्रा में कितना समय लगेगा?

आवृति, ν = 2 kHz = 2000 हर्ट्ज

तरंग दैर्ध्य, λ = 35 सेमी = 0.35 मीटर

तरंग की गति = तरंग दैर्ध्य × आवृत्ति

v = λ ν = 0.35 m × 2000 Hz = 700 m / s

1.5 किमी की दूरी तय करने के लिए तरंग द्वारा दूरी तय करने में लगने वाला समय है

1500/700 = 2.1 सेकंड

इस प्रकार, ध्वनि को 1.5 किमी की दूरी तय करने में 2.1 सेकंड लगेगा।

ध्वनि की श्रवण की सीमा: मनुष्य के लिए ध्वनि की श्रव्य श्रेणी लगभग 20 हर्ट्ज से 20000 हर्ट्ज (एक हर्ट्ज = एक चक्र / सेकंड) तक है।

20 हर्ट्ज से नीचे की आवृत्तियों की ध्वनियों को इन्फ्रासोनिक ध्वनि या इन्फ्रा साउंड कहा जाता है। गेंडा 5 हर्ट्ज की आवृत्ति के अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हुए संवाद करते हैं। व्हेल और हाथी इन्फ्रा साउंड रेंज में ध्वनि उत्पन्न करते हैं।

20 kHz से अधिक की आवृत्तियों को अल्ट्रासोनिक ध्वनि या अल्ट्रासाउंड कहा जाता है। अल्ट्रासाउंड डॉल्फ़िन, चमगादड़ और सूंस द्वारा उत्पन्न की जाती है।