Chapter 10 | Sound Waves | ध्वनि तरंगें

🔴 भाग 1/5 - ध्वनि क्या है कैसे बनती है

ध्वनि एक रोज़मर्रा का संवेदी अनुभव है जो हमें अपने परिवेश से अवगत कराती है। हर दिन हम कई तरह की ध्वनियाँ सुनते हैं जैसे मानव आवाज़ें पक्षी चहचहाना समुद्र तट पर लहरें टकराना पत्ते सरसराहट मोबाइल फोन बजना वाहन हॉर्न बजाना संगीत और गड़गड़ाहट की ताली। आपने Chapter 7 में सीखा है कि ध्वनि ऊर्जा का एक रूप है। आपने यह भी सीखा है कि ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है न नष्ट। यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदलती है। कौन सा ऊर्जा रूप ध्वनि ऊर्जा में परिवर्तित होता है? ध्वनि कैसे उत्पन्न होती है और हमारे कानों तक कैसे पहुँचती है? इस Chapter में इन सवालों के जवाब खोजेंगे।

10.1 ध्वनि का उत्पादन - Think It Over पेज 184:
- दो अंतरिक्ष यात्री स्पेस स्टेशन की भुजा की मरम्मत स्पेसवॉक के दौरान साथ-साथ कर रहे हैं। क्या वे एक-दूसरे से बात कर सकते हैं और धातु टकराने की आवाज़ सुन सकते हैं जैसे पृथ्वी पर करते हैं?
- अधिकांश चमगादड़ रात में अंधेरे में अपने शिकार का पता लगाने के लिए ध्वनि का उपयोग कैसे करते हैं?

Fig 10.1 Taal वाद्ययंत्र - Sonority: कुछ धातुओं का गुण जहाँ किसी वस्तु से टकराने पर ध्वनि उत्पन्न होती है।

गतिविधि 10.1 - रबड़ बैंड प्रयोग पेज 185 Fig 10.2:
कार्डबोर्ड बॉक्स एक तरफ खुला रबड़ बैंड फैलाएँ बॉक्स स्थिर एक हाथ से दूसरे हाथ से उंगली से रबड़ बैंड खींचें - क्या ध्वनि सुनते हैं? फिर ध्यान से देखें क्या कंपन कर रहा है? कंपन बंद होने तक प्रतीक्षा करें - क्या अभी भी ध्वनि सुनते हैं? तनाव बदलकर अधिक ढीला करके खींचें - क्या ध्वनि बदलती है? बॉक्स से रबड़ बैंड हटाएँ दो उंगलियों के बीच फैलाकर कान के पास खींचें - क्या अभी भी ध्वनि उत्पन्न होती है? क्या पहले जितनी तेज?
निष्कर्ष: जब तक रबड़ बैंड फैला और कंपन कर रहा है ध्वनि उत्पन्न होती है। कंपन बंद होते ही ध्वनि भी बंद। ध्वनि कंपन से उत्पन्न होती है। कंपन किसी वस्तु की आवधिक आगे-पीछे गति दोलन को संदर्भित करता है। फैली हुई डोरी खींचना या धातु वस्तु पर प्रहार उन्हें कंपन कराता है जो ध्वनि उत्पन्न करता है। इसी तरह बांसुरी में खोखले पाइप के अंदर हवा का कंपन ध्वनि उत्पन्न करता है। कई वाद्ययंत्रों में कंपन करने वाले तार झिल्ली वायु स्तंभ और कई अन्य कंपन वस्तुएँ। अधिकांश वाद्ययंत्रों में ध्वनि उत्पादन में एक से अधिक कंपन भाग शामिल। ध्वनि उत्पन्न करने वाली वस्तु को ध्वनि का स्रोत कहा जाता है।

🔵 भाग 2/5 - मानव स्वर यंत्र ट्यूनिंग फोर्क

मानव और जंतु ध्वनि कैसे बनाते हैं? - पेज 185 Fig 10.3:
बात करते या गाते समय धीरे से गले को छुएँ - क्या कहीं कंपन महसूस करते हैं? मनुष्यों और कुछ अन्य जंतुओं में ध्वनि स्वर रज्जु Vocal cords के कंपन से उत्पन्न होती है जो गले में वॉयस बॉक्स या स्वरयंत्र Larynx के अंदर कसकर फैली हुई मांसपेशीय परतें हैं Fig 10.3। जीभ होंठ मुंह और नाक गुहा ध्वनि को भाषण या संगीत में बदलने में मदद करते हैं। कुछ जंतु शरीर के कुछ हिस्सों को मारकर या रगड़कर ध्वनि उत्पन्न करते हैं। उदाहरण टिड्डे और झींगुर ध्वनि उत्पन्न करने के लिए अपने पंख या पैर रगड़ते हैं।

10.1.1 ट्यूनिंग फोर्क - पेज 186 Fig 10.4:
ध्वनि प्रयोगों के लिए अक्सर उपयोग किया जाने वाला उपकरण ट्यूनिंग फोर्क है। U-आकार की धातु पट्टी तने के साथ। आमतौर पर स्टील या एल्यूमीनियम से बनी। U की भुजाओं को प्रोंग्स या टाइन्स कहा जाता है Fig 10.4a जिन्हें पैड पर मारकर कंपन कराया जाता है।

गतिविधि 10.2:
ट्यूनिंग फोर्क और नरम रबड़ पैड लें तने से पकड़ें एक प्रोंग को धीरे से रबड़ पैड पर मारें Fig 10.4b और कान के पास लाएँ - क्या ध्वनि सुनते हैं? कठोर सतह पर न मारें। अब कंपन करने वाले प्रोंग्स में से एक से पानी की सतह को धीरे से छुएँ - क्या पानी की सतह पर लहरें बनते देखते हैं? Fig 10.4c - हाँ प्रोंग्स वास्तव में कंपन कर रहे हैं। अलग-अलग ओरिएंटेशन में कान के पास लाएँ - ध्वनि सुनते हैं? यह इस विचार का समर्थन करता है कि ध्वनि कंपन वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है।

Pause and Ponder - Kongthong Whistling Village मेघालय: शिलांग के पास हर व्यक्ति का एक धुन नाम होता है जिसे गाया या सीटी बजाया जा सकता है। परंपरा Jingrwai Iawbei जन्म पर माँ बच्चे के लिए लोरी जैसी धुन बनाती है।

10.2 ध्वनि का प्रसार - पेज 186-187 गतिविधि 10.3 Fig 10.5:
आप और आपका दोस्त डेस्क के विपरीत किनारों पर खड़े हों दोस्त डेस्क पर धीरे से खटखटाए या खरोंचे हवा में कान से ध्यान से सुनें। अब अपना कान डेस्क से लगाएँ दूसरा कान बंद करें और फिर सुनें Fig 10.5 - क्या मेज के माध्यम से ध्वनि सुन पाते हैं? यह दर्शाता है ध्वनि ठोस के माध्यम से भी यात्रा कर सकती है।

गतिविधि 10.4 - पानी में ध्वनि पेज 187 Fig 10.6:
बड़ा टब बाल्टी किनारे तक पानी भरें दो धातु चम्मच। हवा में चम्मचों को आपस में टकराएँ और ध्वनि सुनें Fig 10.6a। अब दो धातु चम्मचों को बिना किनारे या तल छुए पानी में डुबोएँ और फिर आपस में टकराएँ Fig 10.6b - क्या फिर ध्वनि सुनते हैं? जलमग्न चम्मचों की ध्वनि बताती है ध्वनि पानी और हवा से होकर आप तक पहुँची है। यदि ध्वनि तरल पदार्थों से नहीं गुजरती तो क्या आपने यह ध्वनि सुनी होती? ध्वनि ठोस तरल गैसों के माध्यम से यात्रा या प्रसार कर सकती है। जिस पदार्थ से ध्वनि प्रसारित होती है उसे माध्यम कहा जाता है। ध्वनि स्रोत से आप तक माध्यम से प्रसारित होती है। लेकिन मान लीजिए आपके और ध्वनि स्रोत के बीच कोई माध्यम नहीं है। जहाँ कोई माध्यम नहीं वह स्थान निर्वात Vacuum कहलाता है। क्या आप निर्वात में ध्वनि सुनेंगे?

🟢 भाग 3/5 - निर्वात बेल जार, स्लिंकी, संपीडन विरलन

10.2.1 ध्वनि को प्रसार के लिए माध्यम चाहिए - पेज 187-188 Fig 10.7:
ध्वनि को प्रसार के लिए माध्यम चाहिए यह दिखाने के लिए सामान्य प्रयोग निर्वात बेल जार प्रयोग Fig 10.7। बेल जार में रखी बिजली की घंटी चालू की जाती है और ध्वनि की जोर नोट की जाती है। जैसे-जैसे वैक्यूम पंप का उपयोग करके बेल जार से हवा निकाली जाती है ध्वनि धीमी हो जाती है। एक बार निकट निर्वात पहुँचने पर लगभग कोई ध्वनि नहीं सुनी जा सकती भले ही घंटी बजती दिखाई दे। जब हवा वापस जार में आने दी जाती है तो ध्वनि फिर सुनी जा सकती है और धीरे-धीरे पहले जितनी तेज हो जाती है।
यह प्रयोग दर्शाता है ध्वनि निर्वात में प्रसारित नहीं हो सकती। ध्वनि को प्रसार के लिए माध्यम चाहिए। माध्यम ठोस तरल या गैस हो सकता है। बाहरी अंतरिक्ष में निकट निर्वात है और इस प्रकार ध्वनि प्रसारित नहीं हो सकती। इसलिए स्पेससूट में स्पेसवॉक करने वाले अंतरिक्ष यात्री सीधे एक-दूसरे को बोलते या दो धातु वस्तुओं के टकराने जैसी ध्वनियाँ नहीं सुन सकते। इसके बजाय वे अपने स्पेससूट में लगे विशेष उपकरणों के माध्यम से संवाद करते हैं।

Pause and Ponder Assertion Reason पेज 188:
A: हम बंद जार में अधिकांश हवा निकालने के बाद घंटी की ध्वनि नहीं सुन सकते। R: ध्वनि को यात्रा के लिए माध्यम चाहिए। सही विकल्प (ii) A और R दोनों सत्य और R A की सही व्याख्या है।

10.3 ध्वनि तरंगें - पेज 188-189:
ध्वनि को प्रसार के लिए पदार्थ माध्यम चाहिए लेकिन यह माध्यम से कैसे प्रसारित होती है? गतिविधि 10.2 में आप कंपन करते ट्यूनिंग फोर्क को अलग-अलग ओरिएंटेशन में कान के पास रखते हुए ध्वनि सुन सकते थे। यह इंगित करता है ध्वनि स्रोत से कई दिशाओं में प्रसारित होती है इस मामले में ट्यूनिंग फोर्क से। सामान्य तौर पर ध्वनि किस दिशा में प्रसारित होती है यह स्रोत के आकार पर निर्भर हो सकता है। हालांकि सरलता के लिए हम ध्वनि को केवल एक दिशा में गति करते हुए मानेंगे और चित्रित करेंगे।
सरल गतिविधि के लिए स्लिंकी (लंबा लचीला धातु या प्लास्टिक स्प्रिंग खिलौना) को माध्यम के रूप में उपयोग करें जिसके माध्यम से ध्वनि यात्रा करती है। ध्वनि उत्पादन का अनुकरण करने के लिए हम स्लिंकी के एक छोर को कंपन कराएँगे।

गतिविधि 10.5 Fig 10.8:
स्लिंकी और मार्कर लें। स्लिंकी के एक मोड़ पर मार्कर से निशान लगाएँ स्लिंकी को मेज या फर्श पर क्षैतिज रूप से बिछाएँ। दोस्त को एक छोर स्थिर रखने के लिए कहें आप दूसरा छोर स्लिंकी को थोड़ा खींचकर पकड़ें। अपने छोर पर स्लिंकी को दोस्त की ओर तेज धक्का दें और फिर जल्दी वापस खींचें Fig 10.8 - क्या स्लिंकी में बना व्यवधान दोस्त की ओर जाता देखते हैं? अब स्लिंकी के छोर को तेजी से कई बार धक्का और खींचें ध्वनि लगातार उत्पन्न होने के समान। क्या स्लिंकी में व्यवधानों की श्रृंखला उत्पन्न होती है? क्या ये व्यवधान स्लिंकी की लंबाई में चलते हैं? क्या स्लिंकी पर निशान व्यवधान की दिशा के समानांतर आगे-पीछे चलता है?

Fig 10.9 हवा में घनत्व पेज 189:
स्लिंकी में देखते हैं कुछ क्षेत्रों में मोड़ सामान्य से अधिक पास होते हैं अन्य में अधिक फैले होते हैं। ये निकट और फैले क्षेत्र स्लिंकी के साथ यात्रा करते प्रतीत होते हैं। हालांकि निशान स्लिंकी के साथ यात्रा नहीं करता केवल अपनी विराम स्थिति के बारे में दोलन करता है विराम स्थिति के समानांतर। हर मोड़ अपनी स्थिति के बारे में दोलन करता है जबकि व्यवधान स्लिंकी के एक छोर से दूसरे तक जाता है।
ध्वनि माध्यम से समान तरीके से चलती है। हमारी उपमा में स्लिंकी के मोड़ों का निकटता या फैलाव हवा के उच्च या निम्न घनत्व को दर्शाता है जिससे होकर ध्वनि यात्रा कर रही है। हवा से भरी लंबी ट्यूब पर विचार करें जिसके एक छोर पर पिस्टन है और दूसरा खुला है। पिस्टन ट्यूब के अंदर आगे-पीछे दोलन कर सकता है। यहाँ दोलन करता पिस्टन ध्वनि स्रोत के सरल आदर्श मॉडल के रूप में उपयोग किया जाता है यह समझने में मदद करने के लिए कि ध्वनि हवा में कैसे यात्रा करती है।
जब पिस्टन दोलन नहीं कर रहा ट्यूब के अंदर हवा का एक निश्चित समान घनत्व होता है जिसे औसत घनत्व कहते हैं Fig 10.9a जहाँ बिंदु हवा कणों को दर्शाते हैं। जैसे पिस्टन आगे बढ़ता है यह निकट हवा कणों को आगे दिशा में धकेलता और विस्थापित करता है जिससे पिस्टन के करीब छोटे क्षेत्र में हवा को संपीड़ित करता और घनत्व बढ़ाता है Fig 10.9b। हवा का यह क्षेत्र उच्च घनत्व वाला औसत घनत्व की तुलना में संपीडन Compression C कहलाता है।
संपीड़ित हवा कण आगे कणों से टकराते हैं संपीडन को आगे भेजते हैं। संपीड़ित कण आगे अपने पड़ोसी कणों से टकराते हैं और इसी तरह। परिणामस्वरूप उच्च घनत्व संपीडन हवा में आगे बढ़ता है भले ही हवा कण स्वयं उसके साथ यात्रा नहीं करते।
जैसे पिस्टन पीछे जाता है हवा कण पिस्टन की दिशा में पीछे जाते हैं और पिस्टन के करीब छोटे क्षेत्र में हवा कम घनी हो जाती है Fig 10.9c। औसत घनत्व की तुलना में कम घनत्व वाला यह क्षेत्र विरलन Rarefaction R कहलाता है। फिर पास के कणों के साथ टकराव के कारण विरलन आगे बढ़ता है जबकि कण स्वयं केवल अपनी औसत स्थितियों के बारे में दोलन करते हैं।
जैसे पिस्टन आगे-पीछे दोलन करता है संपीडन और विरलन बारी-बारी से उत्पन्न होते हैं Fig 10.9d। ये स्रोत से दूर जाते हैं और संपीडन विरलन की श्रृंखला उत्पन्न होती है। माध्यम के कणों के वास्तविक प्रवाह के बिना बारी-बारी से संपीडन और विरलन की श्रृंखला से मिलकर बना व्यवधान जो माध्यम से प्रसारित होता है ध्वनि तरंग कहलाता है। तरंग जिस दिशा में यात्रा करती है उसे तरंग प्रसार की दिशा कहा जाता है।

🟣 भाग 4/5 - अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंग, ऊर्जा, ग्राफ

Fig 10.10 गोलाकार तरंगें पेज 190:
जब माध्यम ट्यूब तक सीमित नहीं होता इसके कंपन कण सभी दिशाओं में आसपास के कणों से टकराते हैं और इस प्रकार ध्वनि तरंग सभी दिशाओं में फैलती है। छोटा ध्वनि स्रोत सभी दिशाओं में लगातार ध्वनि उत्पन्न करता है संपीडन और विरलन पैदा करता है जो आसपास के माध्यम से सभी दिशाओं में गोलाकार तरंगों के रूप में फैलते हैं Fig 10.10। जब वे श्रोता तक पहुँचते हैं तो ध्वनि के रूप में महसूस होते हैं।

धमाका और सोनिक बूम - Threads of Curiosity पेज 190:
अचानक तेज आवाज़ें जैसे पटाखे फटना या गड़गड़ाहट की ताली थोड़े अलग तरीके से उत्पन्न होती हैं। जब हवा या गैसें तेजी से गर्म होती हैं तो वे थोड़े समय में बहुत तेजी से फैलती हैं। यह तेजी से फैलाव हवा घनत्व में अचानक व्यवधान पैदा करता है जो बाहर की ओर यात्रा करता है। जब यह व्यवधान हमारे कानों तक पहुँचता है तो हम इसे तेज ध्वनि पल्स के रूप में महसूस करते हैं। इसी तरह लेकिन अधिक जटिल व्यवधान तब उत्पन्न होता है जब सुपरसोनिक विमान Fig 10.11 ध्वनि गति से अधिक गति से उड़ता है तेज ध्वनि जिसे सोनिक बूम कहा जाता है बनाता है।

अनुदैर्ध्य तरंग और यांत्रिक तरंग - पेज 190 Fig 10.12:
क्या आपने देखा Fig 10.9 में माध्यम का विस्थापन तरंग प्रसार की दिशा के समानांतर है? ध्वनि तरंगों में माध्यम के कण व्यवधान प्रसार की दिशा के समानांतर आगे-पीछे कंपन करते हैं Fig 10.12। ऐसी तरंगें जहाँ कण तरंग प्रसार दिशा के समानांतर दिशा में कंपन करते हैं अनुदैर्ध्य तरंगें कहलाती हैं।
यदि कोई माध्यम नहीं यानी कोई कण नहीं तो क्या ध्वनि तरंगों का प्रसार संभव है? पदार्थ माध्यम के बिना ध्वनि तरंगें प्रसारित नहीं हो सकतीं। ऐसी तरंगें जिन्हें प्रसार के लिए पदार्थ माध्यम की आवश्यकता होती है यांत्रिक तरंगें कहलाती हैं। ध्वनि तरंग एक प्रकार की यांत्रिक तरंग है।

ध्वनि ऊर्जा का रूप है - गतिविधि 10.6 पेज 192:
कंटेनर पर शीट धागे दाने - ध्वनि स्रोत शीट या कंटेनर को छुए बिना दाने हिलते कूदते हैं? क्योंकि ध्वनि हवा में प्रसारित होकर शीट तक पहुँचती है और कंपन कराती है। यह कंपन दानों को हिलाता है। यह दर्शाता है ध्वनि ऊर्जा का एक रूप है। जब ध्वनि स्रोत कंपन करता है तो यह आसपास के माध्यम को ऊर्जा स्थानांतरित करता है। जैसे ध्वनि तरंगें माध्यम में प्रसारित होती हैं माध्यम के कणों का कंपन और अन्य कणों के साथ टकराव ऊर्जा स्थानांतरण का परिणाम होता है।
माइक्रोफोन Fig 10.15a ध्वनि ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है जब हम माइक्रोफोन में बोलते या गाते हैं ध्वनि तरंगें पतली झिल्ली डायाफ्राम को कंपन कराती हैं ये कंपन विद्युत सिग्नल में बदल जाते हैं। स्पीकर Fig 10.15b विपरीत करता है विद्युत सिग्नल स्पीकर के अंदर लगे शंकु या डायाफ्राम को कंपन कराता है जो ध्वनि उत्पन्न करता है। यदि सभी घटक ठीक काम करें तो स्पीकर से ध्वनि मूल रूप से कैप्चर की गई ध्वनि से मिलती है।

Pause and Ponder Q5 पेज 192:
जब ध्वनि ट्यूनिंग फोर्क से आपके कान तक जाती है तो वास्तव में क्या आपके कान तक पहुँचता है?
(i) ट्यूनिंग फोर्क के पास हवा कण (ii) ध्वनि तरंगों द्वारा ले जाई गई ऊर्जा (iii) ट्यूनिंग फोर्क सामग्री (iv) संपीड़ित हवा की निरंतर धारा
उत्तर: (ii) ध्वनि तरंगों द्वारा ले जाई गई ऊर्जा - कण यात्रा नहीं करते केवल अपनी औसत स्थिति के बारे में कंपन करते हैं ऊर्जा स्थानांतरित होती है नोट पेज 192

10.5 ध्वनि तरंग का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व - पेज 192-193 Fig 10.16:
जैसे ध्वनि तरंग प्रसारित होती है किसी भी क्षण माध्यम का घनत्व स्रोत से दूरी के साथ आवधिक रूप से बदलता है। Fig 10.16a किसी क्षण दूरी के साथ घनत्व का आवधिक भिन्नता दिखाता है। इसका ग्राफ Fig 10.16b जहाँ x-अक्ष पर दूरी y-अक्ष पर माध्यम का घनत्व औसत घनत्व क्षैतिज डैश रेखा के रूप में। घनत्व औसत से ऊपर नीचे बदलता है।
Note: प्रसार में ऊर्जा स्थानांतरित होती है माध्यम के कण नहीं। माध्यम के कण कभी भी वास्तव में विराम पर नहीं होते वे हमेशा तापीय ऊर्जा के कारण यादृच्छिक कंपन करते हैं। जब ध्वनि तरंग माध्यम से गुजरती है तो यह अस्थायी रूप से इन कणों के कंपन को बढ़ा देती है। तरंग गुजरने के बाद कण अपने सामान्य यादृच्छिक गति में लौट आते हैं।

✅ भाग 5/5 - तरंगदैर्ध्य आवृत्ति आयाम तीव्रता गति

तरंग के लक्षण - पेज 194-197:
- तरंगदैर्ध्य Wavelength λ: दो लगातार संपीडन या दो लगातार विरलन के बीच की दूरी या दो लगातार शिखर या दो लगातार गर्त के बीच की दूरी तरंग की तरंगदैर्ध्य कहलाती है।
- घनत्व दोलन: माध्यम के घनत्व में किसी निश्चित बिंदु पर अधिकतम से न्यूनतम और फिर अधिकतम तक परिवर्तन या इसके विपरीत एक पूर्ण दोलन बनाता है।
- आवृत्ति Frequency ν: किसी निश्चित बिंदु पर प्रति इकाई समय में घनत्व दोलनों की संख्या ध्वनि तरंग की आवृत्ति है।
- आवर्त काल Time Period T: किसी निश्चित बिंदु पर एक पूर्ण घनत्व दोलन के लिए लिया गया समय तरंग का आवर्त काल कहलाता है। संबंध ν = 1/T Eq 10.1
- आयाम Amplitude: संपीडन या विरलन में औसत घनत्व की तुलना में हवा घनत्व में अधिकतम परिवर्तन ध्वनि तरंग का आयाम है।
- तीव्रता Intensity: ध्वनि तरंग प्रसार दिशा के लंबवत इकाई क्षेत्र से इकाई समय में गुजरने वाली ध्वनि ऊर्जा की मात्रा ध्वनि की तीव्रता कहलाती है।
- ध्वनि की गति Speed v: वह दूरी जो तरंग पर एक बिंदु जैसे शिखर या गर्त इकाई समय में तय करता है। v = λ / T = λ ν Eq 10.2 गति = तरंगदैर्ध्य × आवृत्ति

आयाम और तीव्रता - Fig 10.20:
ध्वनि घनत्व दोलन संपीडन विरलन के माध्यम से प्रसारित होती है। आयाम औसत घनत्व की तुलना में संपीडन या विरलन में हवा घनत्व में अधिकतम परिवर्तन है। घनत्व में बड़ा परिवर्तन बड़े आयाम से मेल खाता है Fig 10.20 (a) कम आयाम (b) उच्च आयाम। आयाम और तरंग द्वारा ले जाई जाने वाली ऊर्जा की मात्रा संबंधित है। बड़े आयाम वाली तरंग छोटे आयाम वाली तरंग की तुलना में अधिक ऊर्जा ले जाती है। गतिविधि 10.6 में प्लेट को जोर से मारने पर आसपास के माध्यम कणों को अधिक ऊर्जा स्थानांतरित अधिक विस्थापन शीट बड़े विस्थापन में कंपन दाने अधिक ऊँचे कूदते हैं। ध्वनि ऊर्जा इकाई क्षेत्र लंबवत दिशा में इकाई समय में गुजरना तीव्रता कहलाता है।

ध्वनि स्रोत से दूर जाने पर - Fig 10.21 पेज 196:
जैसे ध्वनि तरंग अपने स्रोत से दूर जाती है यह बड़े क्षेत्र पर फैलती है Fig 10.21। ऊर्जा संरक्षण के कारण समान ऊर्जा अब बड़े क्षेत्र पर फैली है। इसलिए स्रोत से दूरी के साथ तीव्रता घटती है। प्रारंभिक बड़े आयाम के साथ उत्पन्न ध्वनियाँ अधिक ऊर्जा ले जाती हैं और तीव्रता शून्य होने से पहले बड़ी दूरी तय कर सकती हैं।

ध्वनि की गति - पेज 196-197 Table 10.1:
ध्वनि तरंगें माध्यम से कितनी तेजी से प्रसारित होती हैं यह बताती है। संपीडन विरलन के संदर्भ में गति को घनत्व व्यवधान माध्यम में कितनी तेजी से प्रसारित होते हैं के रूप में सोचा जा सकता है। गति v = λ / T।
ध्वनि की गति माध्यम पर निर्भर करती है। ठोस में सबसे तेज तरल में धीमी गैस में सबसे धीमी। उदाहरण ध्वनि पानी में हवा की तुलना में लगभग 4-5 गुना तेज और आमतौर पर ठोस में हवा की तुलना में 15-20 गुना तेज यात्रा करती है।
हवा में ध्वनि की गति तापमान और आर्द्रता पर भी निर्भर करती है। तापमान या आर्द्रता बढ़ाने पर गति बढ़ती है। उदाहरण शुष्क हवा में ध्वनि गति लगभग 331 m s⁻¹ 0°C पर और लगभग 344 m s⁻¹ 22°C पर।
अधिकांश माध्यमों में जैसे हवा में ध्वनि की गति केवल माध्यम पर निर्भर करती है स्रोत या आवृत्ति पर नहीं। यदि स्रोत की आवृत्ति बदलती है तो माध्यम में ध्वनि तरंग की तरंगदैर्ध्य बदलती है जबकि गति स्थिर रहती है। कुछ विशेष सामग्री जैसे छिद्रित फोम या इंजीनियर्ड संरचनाएँ अलग व्यवहार कर सकती हैं।

Table 10.1 15°C पर विभिन्न माध्यमों में ध्वनि गति:
ठोस स्टील 5000 m s⁻¹, तरल पानी 1500 m s⁻¹, गैस हवा 340 m s⁻¹
अनुपात: पानी/हवा ~4.4, स्टील/पानी ~3.33

Example 10.2 मानव श्रवण 20 Hz से 20 kHz:
v=344 m s⁻¹
(i) ν=20 Hz λ=v/ν=344/20=17.2 m
(ii) ν=20 kHz=20000 Hz λ=344/20000=0.0172 m=1.72 cm

Example 10.3 बिजली चमक 5 s देरी:
दूरी = v×t =340×5=1700 m=1.7 km दूर बिजली गिरी - प्रकाश गति 300000 km s⁻¹ लगभग तुरंत पहुँचती है इसलिए ध्वनि देरी से।

Example 10.4 स्टील में तरंग Fig 10.22 λ=50 m v=5000 m s⁻¹:
ν=v/λ=5000/50=100 Hz, T=1/ν=1/100=0.01 s

🔴 भाग 1/5 - श्रवण परास Loudness Pitch Timbre

परिभाषा: श्रवण परास Audible Range: मनुष्य केवल सीमित परास की ध्वनि आवृत्तियाँ सुन सकते हैं। श्रवण परास या मानव श्रवण परास 20 Hz से 20,000 Hz (20 kHz) तक है। हालाँकि यह परास व्यक्ति से व्यक्ति और उम्र के साथ घटती है।
- Infrasonic अवश्रव्य तरंगें: आवृत्ति 20 Hz से कम
- Ultrasonic पराश्रव्य तरंगें: आवृत्ति 20 kHz से अधिक
मनुष्य अवश्रव्य या पराश्रव्य नहीं सुन सकते लेकिन कुछ जंतु सुन सकते हैं। कुत्ते बिल्ली चमगादड़ डॉल्फिन पराश्रव्य पहचान सकते हैं जबकि हाथी अवश्रव्य पहचान सकते हैं।

परिभाषा: Loudness प्रबलता: मनुष्य ध्वनि तरंग के आयाम को प्रबलता के रूप में अनुभव करते हैं। बड़े आयाम वाली ध्वनियाँ तेज सुनाई देती हैं छोटे आयाम वाली धीमी। स्रोत से दूर जाने पर प्रबलता घटती है।
रोजमर्रा की भाषा में प्रबलता और तीव्रता अक्सर एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग होते हैं। हालाँकि तीव्रता मापने योग्य मात्रा है जबकि प्रबलता श्रोता की सुनने की क्षमता पर निर्भर करती है।
ध्वनि प्रबलता आमतौर पर decibel dB में मापी जाती है। बहुत धीमी ध्वनि जैसे पत्ते सरसराहट कुछ dB, सामान्य बातचीत लगभग 60 dB, बहुत तेज ध्वनि जैसे पटाखे 100 dB से अधिक। dB स्तर में छोटी वृद्धि भी ध्वनि तीव्रता में बड़ी वृद्धि का मतलब।
अवांछित या हानिकारक ध्वनि शोर Noise कहलाती है। शोर प्रदूषण गंभीर समस्या। अनुशंसित सीमा से ऊपर ध्वनि स्तर के संपर्क में विशेष रूप से लंबे समय तक स्वास्थ्य नींद सुनने पर प्रभाव। लंबे समय तक तेज ध्वनि के संपर्क में रहने से सुनने की क्षमता हानि हो सकती है जिसे audiogram से परखा जा सकता है। सुनने की क्षमता हानि वाले लोग hearing aids उपयोग कर सकते हैं जिसमें माइक्रोफोन एम्पलीफायर स्पीकर होते हैं पहनने वाले को सुनने संवाद बेहतर करने में मदद।

मानव कान कैसे काम करता है? - Fig 10.24 Ready to Go Beyond पेज 199:
जब ध्वनि कान में प्रवेश करती है तो यह पतली झिल्ली जिसे eardrum कर्णपटह कहा जाता है को कंपन कराती है Fig 10.24। छोटी हड्डियाँ तेजी से इन कंपनों को बढ़ाती हैं और cochlea कर्णावर्त उन्हें विद्युत संकेतों में बदल देता है जो मस्तिष्क तक दौड़ते हैं जो उन्हें ध्वनि के रूप में अनुभव करता है।
दो कान होने से मस्तिष्क ध्वनि उत्पत्ति की दिशा pinpoint कर पाता है। तुलना करके कौन सा कान पहले ध्वनि सुनता है यह पता लगाता है कि ध्वनि कहाँ से आई छोटे समय अंतराल के आधार पर दो के बीच अक्सर एक हजारवें सेकंड से भी कम।
जंतु अलग-अलग तरीकों से सुनते हैं। सांप और मछली शरीर के माध्यम से कंपन महसूस करते हैं जबकि कुछ कीट शरीर के अंगों पर कान जैसी संरचनाएँ रखते हैं।

10.6.4 Human perception of sound - पेज 198
ध्वनि के भौतिक गुण जैसे आवर्त काल तरंगदैर्ध्य आवृत्ति आयाम और गति अच्छी तरह परिभाषित और मापे जा सकते हैं। हालाँकि हम ध्वनि को कैसे अनुभव करते हैं व्यक्तिपरक है। मानव ध्वनि धारणा को प्रबलता और तीव्रता जैसे शब्दों द्वारा वर्णित किया जाता है जिनका भौतिक गुणों के साथ सरल संबंध नहीं है।

Pitch तारत्व: आवृत्ति को मनुष्य कैसे अनुभव करता है तारत्व कहलाता है। तीव्र महसूस होने वाली ध्वनियाँ जैसे सीटी या सायरन उच्च तारत्व वाली कही जाती हैं जबकि गहरी ध्वनियाँ जैसे गड़गड़ाहट या विमान गड़गड़ाहट कम तारत्व वाली। सामान्यतः उच्च तारत्व ध्वनियों में उच्च आवृत्ति और कम तारत्व ध्वनियों में कम आवृत्ति होती है हालाँकि सटीक गणितीय संबंध जटिल है।
Threads of Curiosity: हर किसी की आवाज़ अनूठी क्यों? पुरुष महिला बच्चों की आवाज़ न केवल आवृत्ति में बल्कि गले मुंह नाक गुहा द्वारा ध्वनि आकार में भी अलग। किशोरावस्था में लड़कों की स्वर रज्जु लंबी मोटी हो जाती है कम बार कंपन इस प्रकार आवाज़ गहरी Deepening।

Tone, Musical Note, Timbre - पेज 200 Fig 10.25:
- Tone टोन: एकल आवृत्ति की ध्वनि जैसे ट्यूनिंग फोर्क या मौखिक सीटी द्वारा उत्पन्न Fig 10.25a।
- Musical Note संगीत स्वर: तानपुरा तार तोड़ना या गाना Fig 10.25b - सबसे कम आवृत्ति Fundamental और उच्च आवृत्तियाँ Overtones का संयोजन जो समृद्ध सुखद ध्वनि बनाता है। भारतीय तार वाद्ययंत्र सारंगी सितार वीणा अक्सर इस संयोजन को समृद्ध करने के लिए अतिरिक्त तार उपयोग करते हैं।
- Timbre लय/स्वर गुणवत्ता: अलग-अलग वाद्ययंत्र बांसुरी एकतारा तबला एक ही स्वर एक ही प्रबलता पर बजाएँ हर एक अनूठा लगता है। यह गुणवत्ता timbre कहलाती है और आकार सामग्री निर्माण से आती है जो overtones के पैटर्न और तीव्रता निर्धारित करते हैं।
- Octave सप्तक: दो स्वरों के बीच अंतराल जहाँ एक की आवृत्ति दूसरे की दोगुनी (उदाहरण 200 Hz और 400 Hz) उनके fundamental आवृत्तियों के बीच मापा जाता है।
- Tabla Fig 10.26 - ब्लैक पैच ड्रम हेड झिल्ली केंद्र पर स्याही Syahi - झिल्ली कंपन बदलता इन वाद्ययंत्रों को समृद्ध विविध ध्वनि पैदा करने देता है स्याही अन्य ड्रम में दुर्लभ tonal नियंत्रण देती है।
- C.V. Raman - भारत का पहला नोबेल विज्ञान Raman Effect प्रकाश में खोजा - तबला मृदंगम जैसे भारतीय ताल वाद्ययंत्रों का अध्ययन ध्वनिकी में महत्वपूर्ण योगदान कैसे समृद्ध बारीक ध्वनि पैदा करते हैं समझने के लिए।

🔵 भाग 2/5 - ध्वनि परावर्तन प्रतिध्वनि गूँज

10.7 ध्वनि का परावर्तन - पेज 200
ध्वनि तरंगें ठोस या तरल जैसी बाधाओं से उछल सकती हैं और इसे ध्वनि का परावर्तन कहा जाता है। ध्वनि प्रकाश के परावर्तन के समान नियमों का पालन करती है जो आपने पहले सीखे हैं। जिस दिशा में ध्वनि आपतित होती है और उसके बाद परावर्तित होती है आपतन बिंदु पर परावर्तक सतह के अभिलंब के साथ समान कोण बनाती है सभी तीन एक ही तल में होते हैं। ध्वनि परावर्तन का सबसे आम उदाहरण प्रतिध्वनि Echo है।

10.7.1 प्रतिध्वनि Echo - पेज 201
यदि हम पहाड़ चट्टान या लंबे गलियारे के पास चिल्लाते हैं तो कुछ समय बाद अपनी आवाज़ फिर सुन सकते हैं। यह प्रतिध्वनि के रूप में जाना जाता है। ध्वनि दूरस्थ वस्तु की कठोर सतह से परावर्तित होकर हमारे पास वापस आती है।
प्रतिध्वनियाँ हर जगह नहीं सुनी जातीं। छोटे कमरे में दीवार परावर्तन मस्तिष्क को मूल ध्वनि से अलग करने के लिए बहुत जल्दी पहुँचते हैं। यदि दो ध्वनियों के हम तक पहुँचने के बीच समय अंतराल कम से कम 0.1 s है तो हम उन्हें अलग ध्वनियों के रूप में सुन सकते हैं। यदि 0.1 s से कम तो स्पष्ट रूप से अलग नहीं कर सकते। यह 0.1 s की अवधि हमें परावर्तक सतह की न्यूनतम दूरी अनुमान लगाने में मदद कर सकती है जहाँ से हम प्रतिध्वनि सुन सकते हैं।

सूत्र: न्यूनतम प्रतिध्वनि दूरी:
ध्वनि गति 340 m s⁻¹ लें 0.1 s में तय दूरी = गति × समय = 340 × 0.1 = 34.0 m
ध्यान दें 34 m स्रोत से परावर्तक सतह तक और वापस जाने की दूरी होगी। इसलिए न्यूनतम प्रतिध्वनि दूरी इसका आधा या 17 m है।
प्रतिध्वनियाँ कठोर और चिकनी सतहों से मजबूत जो ध्वनि परावर्तित करती हैं। पर्दे जैसी नरम सतहें ध्वनि अवशोषित करती हैं जबकि खुरदरी सतहें इसे अलग-अलग दिशाओं में बिखेरती हैं और ऐसे मामलों में प्रतिध्वनि स्पष्ट रूप से सुनना संभव नहीं।

Example 10.5 - खाली गलियारे में ताली 0.5 s बाद प्रतिध्वनि:
ध्वनि दीवार तक और वापस जाती है इस प्रकार दीवार से दूरी = v×t /2 = 340×0.5/2 =85 m

Pause and Ponder Q12 पेज 201:
प्रयोग में प्रतिध्वनि उत्सर्जन के कम से कम 0.2 s बाद पहुँचनी चाहिए। परावर्तक सतह न्यूनतम दूरी क्या होनी चाहिए? ध्वनि गति 343 m s⁻¹ मानें।
उत्तर: दूरी = v×t/2 =343×0.2/2=343×0.1=34.3 m

10.7.2 गूँज Reverberation - पेज 201
कभी-कभी उत्सर्जित ध्वनि बड़े हॉल या सभागार में दीवारों से कई परावर्तन से गुजर सकती है। कई परावर्तन स्रोत द्वारा ध्वनि उत्सर्जन बंद करने के बाद भी ध्वनि बनी रहती है यह घटना गूँज Reverberation कहलाती है। यह तब होती है जब सतहों से ध्वनि परावर्तन 0.05 s से कम समय अंतराल के साथ आते हैं।
आधुनिक सभागार और बड़े कॉन्सर्ट हॉल वास्तुकला रूप से वांछनीय गूँज के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जो दर्शकों को हर जगह भाषण संगीत और अन्य ध्वनियों को बिना किसी विकृति के स्पष्ट रूप से सुनने की अनुमति देते हैं। ध्वनि अवशोषक पैनल गद्देदार कुर्सियाँ पर्दे और अन्य नरम छिद्रित सतहें अवांछित स्रोतों द्वारा गूँज को कम करती हैं अन्यथा यह गड़बड़ ध्वनि पैदा कर सकती है।
Threads of Curiosity पेज 202: दुनिया भर में मध्यकालीन वास्तुकारों भारत सहित ने गहरी ध्वनिक अंतर्दृष्टि के साथ कई स्मारक डिज़ाइन किए। कर्नाटक बीजापुर में गोल गुम्बज की प्रसिद्ध Whispering Gallery में उल्लेखनीय डिज़ाइन है जो बड़े गुंबद में कई बार फुसफुसाहट भी सुनने की अनुमति देता है।

🟢 भाग 3/5 - सोनार अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग

10.8 अल्ट्रासोनिक और इन्फ्रासोनिक तरंगें और उनके अनुप्रयोग - पेज 202 Fig 10.27
मानव श्रवण परास के बाहर आवृत्तियों वाली ध्वनि तरंगों के विज्ञान चिकित्सा प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।

Flow Chart:
Sound waves 3 प्रकार:
- Infrasonic <20 Hz: प्राकृतिक घटनाओं का पता लगाने जैसे भूकंप ज्वालामुखी विस्फोट, गंभीर तूफानों का पता लगाने क्योंकि ऐसी तरंगें हवा और पृथ्वी के माध्यम से लंबी दूरी तय करती हैं
- Human audible 20 Hz से 20 kHz
- Ultrasonic >20 kHz:
• सर्जरी के बिना आंतरिक अंगों की इमेजिंग ultrasonography के रूप में जानी जाती
• गुर्दे की पथरी को छोटे टुकड़ों में तोड़ना जो शरीर से बाहर निकल सकते हैं
• उद्योगों में अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग और नाजुक मशीन भागों की सफाई
• निर्माण और औद्योगिक परीक्षण के दौरान धातु ब्लॉक के अंदर दोषों का पता लगाने
• वस्तुओं का पता लगाने जब ध्वनि तरंगें उनसे परावर्तित होती हैं

10.8.1 Echolocation प्रतिध्वनि स्थान निर्धारण - पेज 202 Fig 10.27:
चमगादड़ रात्रिचर जीव हैं जो अंधेरे में बिना वस्तुओं से टकराए उड़ते हैं और अपने शिकार की खोज करते हैं। अधिकांश चमगादड़ पराश्रव्य तरंगों के छोटे विस्फोट उत्सर्जित करते हैं जो निकट वस्तुओं से परावर्तित होते हैं। प्रतिध्वनि को महसूस करके चमगादड़ बाधाओं और शिकार की स्थिति निर्धारित कर सकता है Fig 10.27।
परावर्तित ध्वनि तरंगों का उपयोग करके वस्तुओं का पता लगाने की यह क्षमता echolocation कहलाती है। चमगादड़ के अलावा डॉल्फिन व्हेल और कुछ पक्षी भी नेविगेशन और शिकार के लिए echolocation उपयोग करते हैं।
What if... मनुष्य कुत्तों की तरह पराश्रव्य तरंगें पहचान सकें? फायदे नुकसान क्या होंगे?

10.8.2 SONAR - पेज 203 Fig 10.28 Example 10.6:
मनुष्यों ने पानी के नीचे अन्वेषण में वही सिद्धांत अपनाया sonar (sound navigation and ranging) के माध्यम से। सोनार में पराश्रव्य तरंगें पानी में भेजी जाती हैं और परावर्तित तरंगों का विश्लेषण करके पानी के नीचे की वस्तुओं जैसे पनडुब्बी या जहाज के मलबे की दूरी दिशा और गति निर्धारित की जाती है Fig 10.28।

सूत्र: SONAR दूरी:
Example 10.6: नौसैनिक सोनार संकेत समुद्री पानी में भेजा 0.90 s बाद लौटता है। समुद्री पानी में ध्वनि गति 1530 m s⁻¹। वस्तु कितनी दूर?
उत्तर: संकेत को वस्तु तक पहुँचने और वापस यात्रा करने में लगा समय =0.90 s
वस्तु तक पहुँचने में लगा समय इसका आधा =0.90/2=0.45 s
इस प्रकार दूरी = गति × समय =1530×0.45=688.5 m
सामान्य सूत्र: दूरी = (गति × कुल समय)/2 क्योंकि तरंग जाकर वापस आती है।

Drone Audio Surveillance - पेज 203 Fig 10.29:
ड्रोन Fig 10.29 और विमान अपने मोटर और इंजनों से विशिष्ट ध्वनि पैदा करते हैं। जब उन्हें देखना मुश्किल हो तो भी वे जो कम आवृत्ति गुनगुनाहट उत्पन्न करते हैं संवेदनशील ध्वनि सेंसर का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। यह विधि audio surveillance कहलाती है हवाई क्षेत्र की सुरक्षा निगरानी में मदद करती है।

🟣 भाग 4/5 - गति उदाहरण और At a Glance

गतिविधि 10.8 - आवृत्ति सुनना पेज 198:
मोबाइल ऐप से ध्वनि उत्पन्न करें। आवृत्ति 100 Hz सेट करें play सुनें। 100 Hz चरणों में 1000 Hz तक बढ़ाएँ ध्वनि कैसे बदलती है वर्णन करें। फिर 50 Hz सेट करें लगभग 20 Hz तक घटाएँ जहाँ तक सुनाई न दे।
इस गतिविधि में देखेंगे Sa के लिए आवृत्ति सबसे कम और अन्य नोटों के लिए धीरे-धीरे बढ़ती है। हर संगीत नोट की अलग आवृत्ति जो अलग लगती है। दोस्तों की आवाज़ की आवृत्ति तुलना भी कर सकते हैं।

Example 10.1 पेज 195:
किसी निश्चित स्थिति पर 2 सेकंड में 10 घनत्व दोलन हों तो (i) आवृत्ति (ii) आवर्त काल?
उत्तर: आवृत्ति = दोलन संख्या / समय =10/2=5 Hz, एक दोलन समय =2/10=0.2 s

Q11 स्टील बाड़ पर समय अंतर पेज 198 Fig 10.23:
दो दोस्त 340 m दूर स्टील बाड़ के साथ खड़े। गुंजन कान बाड़ पर रखती दोस्त धातु वस्तु से बाड़ खटखटाता। Table10.1 स्टील 5000 m s⁻¹ हवा 340 m s⁻¹ मान से समय अंतर गणना करें क्या अलग सुन सकती है? 2 ध्वनियों को अलग सुनने के लिए कम से कम 0.1 s अंतर जरूरी।
उत्तर: स्टील में समय =340/5000=0.068 s, हवा में =340/340=1 s, अंतर =1-0.068=0.932 s जो 0.1 से अधिक इसलिए अलग सुन सकती है।

Example 10.2 20 Hz से 20 kHz - पेज 197:
v=344 m s⁻¹
20 Hz → λ=v/ν=344/20=17.2 m
20 kHz=20000 Hz → λ=344/20000=0.0172 m=1.72 cm

Example 10.3 बिजली 5 s देरी:
दूरी =v×t=340×5=1700 m=1.7 km - प्रकाश गति 300000 km s⁻¹ लगभग तुरंत

Example 10.4 स्टील λ=50 m v=5000 m s⁻¹ Fig10.22:
ν=v/λ=5000/50=100 Hz, T=1/ν=0.01 s

Pause and Ponder Q13 पेज 203:
सोनार संकेत समुद्र गहराई पता करने 4 s में लौटता समुद्री पानी गति 1500 m s⁻¹ तो गहराई?
उत्तर: गहराई = v×t/2 =1500×4/2=3000 m

At a Glance सार - पेज 204:
- ध्वनि कंपन वस्तुओं द्वारा उत्पन्न।
- ध्वनि अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंग जिसे यात्रा के लिए माध्यम चाहिए।
- ध्वनि ठोस तरल गैसों के माध्यम से प्रसार कर सकती है।
- ध्वनि प्रसार में घनत्व व्यवधान यात्रा करता है माध्यम के कण नहीं। माध्यम के कण केवल औसत स्थितियों के बारे में कंपन करते हैं जैसे ध्वनि तरंग गुजरती है।
- दो लगातार शिखर या दो लगातार गर्त के बीच दूरी तरंग की तरंगदैर्ध्य कहलाती है।
- माध्यम के घनत्व में निश्चित बिंदु पर अधिकतम से न्यूनतम और फिर अधिकतम तक परिवर्तन या विपरीत एक पूर्ण दोलन बनाता है।
- निश्चित बिंदु पर प्रति इकाई समय घनत्व दोलनों की संख्या ध्वनि तरंग की आवृत्ति।
- निश्चित बिंदु पर एक पूर्ण घनत्व दोलन के लिए लिया गया समय आवर्त काल।
- ध्वनि तरंग का आयाम औसत घनत्व की तुलना में संपीडन (या विरलन) में हवा घनत्व में अधिकतम परिवर्तन।
- ध्वनि तरंग प्रसार दिशा के लंबवत इकाई क्षेत्र से इकाई समय में गुजरने वाली ध्वनि ऊर्जा की मात्रा तीव्रता।
- ध्वनि गति को तरंग पर बिंदु जैसे शिखर (या गर्त) इकाई समय में तय दूरी के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।
- प्रतिध्वनि और गूँज विभिन्न सतहों से ध्वनि परावर्तन के कारण सुनाई देती हैं।
- 20 Hz से कम आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें अवश्रव्य, 20 kHz से अधिक पराश्रव्य कहलाती हैं।

✅ भाग 5/5 - अग्निवीर ट्रिक + सूत्र

🔴 भाग 1/5 - Pause and Ponder + Q1-Q2

Pause and Ponder - PDF पेज 188, 192, 195, 197, 198, 201, 203:
Q3 पेज 188 Assertion (A): बंद जार में अधिकांश हवा निकालने के बाद घंटी की ध्वनि नहीं सुन सकते। Reason (R): ध्वनि को यात्रा के लिए माध्यम चाहिए। सही विकल्प?
उत्तर: (ii) A और R दोनों सत्य और R A की सही व्याख्या है। - बेल जार प्रयोग Fig10.7 - निर्वात में ध्वनि नहीं - माध्यम चाहिए ठोस तरल गैस।

Q4 पेज 191 Assertion (A): संपीडन और विरलन माध्यम से चलते हैं। Reason (R): माध्यम के अलग-अलग कण लगातार तरंग के साथ आगे बढ़ते हैं।
उत्तर: (iii) A सत्य लेकिन R असत्य। - कण यात्रा नहीं करते केवल औसत स्थिति के बारे में कंपन करते हैं ऊर्जा स्थानांतरित होती है - स्लिंकी निशान नहीं चलता।

Q5 पेज 192: जब ध्वनि ट्यूनिंग फोर्क से कान तक जाती है तो वास्तव में कान तक क्या पहुँचता है? (i) ट्यूनिंग फोर्क के पास हवा कण (ii) ध्वनि तरंगों द्वारा ले जाई गई ऊर्जा (iii) ट्यूनिंग फोर्क सामग्री (iv) संपीड़ित हवा की निरंतर धारा
उत्तर: (ii) ध्वनि तरंगों द्वारा ले जाई गई ऊर्जा।

Q7-9 पेज 195: Q7 मोटी रबड़ बैंड vs पतली - पतली तेजी से कंपन? Q8 पिस्टन आवृत्ति 20 Hz तो प्रति मिनट दोलन? Q9 Fig10.19 ग्राफ में आधा तरंगदैर्ध्य क्या?
उत्तर: Q7 हाँ पतली तेज कंपन आवृत्ति अधिक आवर्त काल कम। Q8 20 Hz = 20 प्रति सेकंड ×60 = 1200 दोलन प्रति मिनट। Q9 Fig10.19 Distance 0-1.5-3.0-4.5 cm - एक तरंगदैर्ध्य 3.0 cm तो आधा 1.5 cm।

Q10-11 पेज 197-198: Q10 Table10.1 से अनुपात (i) पानी/हवा (ii) स्टील/पानी Q11 340 m स्टील बाड़ Gunjan कान रखती मित्र खटखटाता हवा और स्टील से समय अंतर?
उत्तर: Q10 (i) 1500/340≈75/17≈4.41 (ii) 5000/1500=10/3≈3.33 Q11 स्टील समय 340/5000=0.068 s हवा 340/340=1 s अंतर 0.932 s जो 0.1 से अधिक इसलिए अलग सुन सकती है - Yes।

Q12 पेज 201: प्रयोग में प्रतिध्वनि उत्सर्जन के कम से कम 0.2 s बाद आनी चाहिए। परावर्तक सतह न्यूनतम दूरी? गति 343 m/s।
उत्तर: दूरी = v×t/2 =343×0.2/2=34.3 m।

Q13 पेज 203: सोनार संकेत समुद्र गहराई 4 s में लौटता गति 1500 m/s तो गहराई?
उत्तर: 1500×4/2=3000 m।

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Revise, Reflect, Refine - पेज 204-206 - Q1-Q2
Q1. कौन सा अवलोकन सबसे अच्छा समर्थन करता है कि ध्वनि यांत्रिक तरंग है?
(i) ध्वनि परावर्तन दिखाती (ii) ध्वनि को प्रसार के लिए माध्यम चाहिए (iii) ध्वनि में आवृत्ति (iv) ध्वनि ऊर्जा ले जाती
उत्तर: (ii) माध्यम चाहिए - यांत्रिक परिभाषा ही माध्यम चाहिए - बेल जार प्रयोग।

Q2. ध्वनि तरंग के माध्यम में प्रसार में आवृत्ति बढ़ाने से क्या बढ़ेगा?
(i) तरंगदैर्ध्य (ii) गति (iii) प्रति सेकंड संपीडन संख्या (iv) आवर्त काल
उत्तर: (iii) प्रति सेकंड संपीडन संख्या = आवृत्ति - गति माध्यम पर निर्भर स्रोत आवृत्ति पर नहीं v=λν में λ घटेगा गति स्थिर - T=1/ν घटेगा।

🔵 भाग 2/5 - Q3-Q5

Q3. यदि 20 संपीडन एक बिंदु से 4 सेकंड में गुजरते हैं तो आवृत्ति है
(i) 80 Hz (ii) 5 Hz (iii) 10 Hz (iv) 0.2 Hz
उत्तर: (ii) 5 Hz - आवृत्ति = दोलन संख्या/समय =20/4=5 Hz - Answer Key 5 Hz।

Q4. कमरे में परावर्तित ध्वनि कान तक उत्पादन के 0.05 s बाद पहुँचती है। क्या यह प्रतिध्वनि या गूँज पैदा करेगी? कारण।
उत्तर: गूँज Reverberation पैदा करेगी प्रतिध्वनि नहीं। क्योंकि अलग सुनने के लिए कम से कम 0.1 s अंतर चाहिए। 0.05 s <0.1 s इसलिए मस्तिष्क अलग नहीं कर पाता मूल ध्वनि बनी रहती है गूँज कहलाती है जब परावर्तन <0.05 s अंतर से आते हैं। प्रतिध्वनि के लिए न्यूनतम दूरी 17 m चाहिए 0.1 s से।

Q5. दो ध्वनि तरंगों के ग्राफ Fig10.30 में दिए गए हैं। यदि X और Y अक्षों पर पैमाने समान हैं तो दोनों में से किस ध्वनि तरंग की (i) अधिक तरंगदैर्ध्य और (ii) छोटा आयाम है? Density vs Distance ग्राफ (a) कम आवृत्ति बड़ी तरंगदैर्ध्य (b) अधिक आवृत्ति छोटी तरंगदैर्ध्य
उत्तर: PDF Answer Key - (i) (a) की तरंगदैर्ध्य अधिक (ii) (a) का आयाम छोटा। - Fig10.30 (a) में 2 तरंगें दूरी में (b) में 5 तरंगें समान दूरी में इसलिए (a) λ बड़ी। (a) में घनत्व ऊँचाई कम इसलिए आयाम छोटा।

Fig10.30 विवरण: Y अक्ष Density X अक्ष Distance औसत घनत्व डैश रेखा Crest Trough - आयाम अधिकतम घनत्व परिवर्तन।

🟢 भाग 3/5 - Q6-Q9

Q6. तीन स्रोतों A, B, C द्वारा उत्सर्जित ध्वनि तरंगें Fig10.31 में दर्शाई गई हैं। यदि A की आवृत्ति अधिकतम और C की न्यूनतम है तो संबंधित वक्रों को पहचानें और उन पर A, B, C चिह्नित करें। Density vs Distance ग्राफ तीन रंगीन वक्र।
उत्तर: आवृत्ति अधिक = तरंगदैर्ध्य कम = अधिक दोलन। PDF Answer Key: A - Green curve (सबसे अधिक आवृत्ति सबसे कम λ), B - Red curve (मध्य), C - Blue curve (सबसे कम आवृत्ति सबसे अधिक λ)।
कारण: v=λν गति समान माध्यम में तो ν अधिक → λ कम।

Q7. एक ग्राफ बनाएं जो ध्वनि तरंग को दर्शाए जिसके लिए घनत्व आयाम 3 इकाई और तरंगदैर्ध्य 4 cm है।
उत्तर: X अक्ष Distance cm Y अक्ष Density - औसत घनत्व रेखा से ऊपर 3 इकाई Crest नीचे 3 इकाई Trough - दो Crest के बीच 4 cm - ग्राफ Fig10.16b जैसा।
बनाने का तरीका: औसत रेखा खींचें 0,4,8 cm पर Crest Trough - आयाम 3।

Q8. फिल्म में अंतरिक्ष यान के विस्फोट को दिखाते समय प्रकाश की चमक के साथ-साथ ध्वनि एक ही समय पर दिखाई जाती है। इस चित्रण में क्या त्रुटियाँ हैं?
उत्तर: दो त्रुटियाँ: (1) ध्वनि निर्वात में प्रसार नहीं कर सकती माध्यम चाहिए - बाहरी अंतरिक्ष निकट निर्वात इसलिए विस्फोट की ध्वनि नहीं सुनी जानी चाहिए - बेल जार प्रयोग। (2) प्रकाश गति 3×10⁸ m/s ध्वनि गति हवा में 340 m/s पानी 1500 स्टील 5000 - प्रकाश लगभग तुरंत पहुँचती ध्वनि देरी से - एक ही समय पर नहीं दिखना चाहिए - Example बिजली 5 s देरी 1.7 km। इसलिए फिल्म में ध्वनि दिखाना गलत।

Q9. स्रोत 3.44 m तरंगदैर्ध्य की ध्वनि तरंग उत्पन्न करता है। यदि तरंग 344 m/s गति से यात्रा करती है तो इसका आवर्त काल ज्ञात करें।
उत्तर: सूत्र v=λν, ν=v/λ=344/3.44=100 Hz, T=1/ν=1/100=0.01 s - Answer Key 0.01 s।

🟠 भाग 4/5 - Q10-Q12

Q10. डूबे हुए जहाज की खोज में जहाज ने सोनार संकेत भेजा और 5 s बाद प्रतिध्वनि का पता लगाया। यदि पराश्रव्य तरंग समुद्री पानी में 1525 m/s गति से यात्रा करती है तो लगभग कितनी गहराई में डूबे हुए जहाज का मलबा स्थित है?
उत्तर: दूरी = v×t/2 =1525×5/2=1525×2.5=3812.5 m - Answer Key 3812.5 m।
सूत्र: कुल समय जाकर वापस इसलिए आधा।

Q11. वाहन में अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर पार्किंग सहायता प्रणाली के हिस्से के रूप में लगाया गया है जो प्रतिध्वनि स्थान निर्धारण प्रदान करता है जब चालक वाहन पीछे कर रहा है। यह पराश्रव्य तरंग (लगभग 40 kHz) उत्सर्जित करता है जो बाधा से परावर्तित होती है। जब चेतावनी बीप बाधा से 1.2 m दूरी पर बजना शुरू करती है तो पराश्रव्य तरंग को बाधा तक जाने और वापस आने में कितना समय लगता है? मान लें पराश्रव्य तरंग की हवा में गति 345 m/s है।
उत्तर: कुल दूरी = जाने+आने =1.2+1.2=2.4 m, समय = दूरी/गति =2.4/345≈0.006956≈0.007 s - Answer Key 0.007 s।

Q12. हवा में ध्वनि गति लगभग 331 m/s 0°C पर और लगभग 344 m/s 22°C पर। यदि हवा तापमान 22°C से 0°C बदलता है तो गड़गड़ाहट की ध्वनि को 1720 m दूरी तय करने में लगभग कितना अतिरिक्त समय लगेगा? मान लें अन्य सभी स्थितियाँ समान रहें।
उत्तर: t0 =1720/331≈5.195 s, t22=1720/344=5.0 s, अतिरिक्त =5.195-5.0=0.195 s =65/331 s≈0.196 s - Answer Key 65/331 s। - तापमान बढ़ने पर गति बढ़ती है इसलिए ठंड में अधिक समय।

✅ भाग 5/5 - Q13-Q15 + सार

Q13. माध्यम के घनत्व भिन्नता एक ध्वनि तरंग के लिए जो 340 m/s गति से प्रसार करती है Fig10.32 में दिखाई गई है। ध्वनि तरंग की तरंगदैर्ध्य और आवृत्ति की गणना करें। Fig10.32 में 8 cm चिह्नित।
उत्तर: Fig10.32 में 8 cm में 2 तरंगदैर्ध्य? Answer Key: तरंगदैर्ध्य 0.04 m =4 cm, आवृत्ति =v/λ=340/0.04=8500 Hz। - 8 cm में 2 λ इसलिए λ=4 cm।

Q14. दो ध्वनि तरंगों A और B का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व जो समान गति 345 m/s से प्रसार करती हैं Fig10.33 में दिखाया गया है। प्रत्येक की तरंगदैर्ध्य क्या है? उनकी आवृत्तियाँ भी गणना करें। Fig10.33 Distance 0-2.5-5.0 cm
उत्तर: Answer Key: λA=0.025 m=2.5 cm, λB=0.05 m=5.0 cm, νA=13800 Hz, νB=6900 Hz।
गणना: A में 5.0 cm में 2 तरंगें तो λ=2.5 cm, B में 5.0 cm में 1 तरंग तो λ=5.0 cm, ν=v/λ=345/0.025=13800, 345/0.05=6900।

Q15. दो समान ध्वनि स्रोत A और B पर रखे गए - एक हवा में और एक पानी में डूबा हुआ Fig10.34। दोनों एक ही समय पर ध्वनि उत्पन्न करते हैं जो क्षैतिज रूप से चट्टान की ऊर्ध्वाधर सतह तक यात्रा करती है और वापस आती है। यदि A पर लौटने में लगा समय B की तुलना में 4.5 गुना है तो हवा और पानी में ध्वनि गति के बीच अनुपात क्या है?
उत्तर: दूरी समान D, समय t=2D/v, tA/tB= (2D/v_air)/(2D/v_water)=v_water/v_air=4.5 इसलिए v_air/v_water=1/4.5=2/9 - Answer Key 2:9।

🔴 भाग 1/5 - Q1-Q5

Q1. ध्वनि किससे उत्पन्न होती है? [PDF पेज 185 गतिविधि 10.1 रबड़ बैंड]
A) कंपन B) प्रकाश C) चुंबक D) गर्मी
उत्तर: A) कंपन - जब तक रबड़ बैंड कंपन तब तक ध्वनि, कंपन बंद ध्वनि बंद - तनी डोरी धातु पर प्रहार बांसुरी में हवा कंपन - स्रोत
ट्रिक: कंपन = ध्वनि।

Q2. मनुष्यों में ध्वनि कैसे बनती है? [Fig10.3]
A) स्वर रज्जु Vocal cords कंपन स्वरयंत्र Larynx में कसकर फैली मांसपेशीय परतें जीभ होंठ मुंह नाक भाषण संगीत में बदलते B) नाक से C) कान से D) हाथ से
उत्तर: A) गले को छुएँ कंपन महसूस - टिड्डे झींगुर पंख पैर रगड़कर

Q3. ट्यूनिंग फोर्क में प्रोंग्स क्या है? [Fig10.4 पेज 186]
A) U-आकार स्टील/एल्यूमीनियम तने के साथ भुजाएँ प्रोंग्स/टाइन्स पैड पर मारकर कंपन पानी सतह पर लहरें Fig10.4c अलग ओरिएंटेशन में भी ध्वनि B) केवल तना C) केवल पैड D) कोई नहीं
उत्तर: A) - कठोर सतह पर न मारें

Q4. ध्वनि किस माध्यम से यात्रा करती है? [गतिविधि 10.3 Fig10.5 डेस्क, 10.4 Fig10.6 पानी चम्मच]
A) ठोस तरल गैस तीनों B) केवल हवा C) केवल पानी D) निर्वात
उत्तर: A) ठोस - कान डेस्क से लगाएँ सुनाई देता, तरल - चम्मच पानी में टकराएँ ध्वनि सुनाई देती पानी और हवा से होकर, गैस - हवा - माध्यम कहते हैं

Q5. क्या ध्वनि निर्वात में यात्रा करती है? [Fig10.7 बेल जार पेज 187]
A) नहीं - बेल जार में बिजली घंटी चालू हवा निकाली ध्वनि धीमी निकट निर्वात लगभग कोई ध्वनि नहीं घंटी बजती दिखती हवा वापस ध्वनि फिर तेज B) हाँ C) कभी-कभी D) तेज
उत्तर: A) ध्वनि को प्रसार के लिए माध्यम चाहिए - बाहरी अंतरिक्ष निकट निर्वात इसलिए स्पेसवॉक अंतरिक्ष यात्री सीधे नहीं सुन सकते विशेष उपकरण से संवाद
ट्रिक: निर्वात = नहीं।

🔵 भाग 2/5 - Q6-Q10

Q6. स्लिंकी में संपीडन विरलन क्या है? [Fig10.8 Fig10.9 पेज 188-189]
A) मोड़ पास = उच्च घनत्व संपीडन C, फैले = कम घनत्व विरलन R, निशान यात्रा नहीं केवल औसत स्थिति दोलन, पिस्टन आगे = संपीडन पीछे = विरलन बारी-बारी श्रृंखला = ध्वनि तरंग B) केवल संपीडन C) केवल विरलन D) कोई नहीं
उत्तर: A) कण टकराते संपीडन आगे भेजते - कण स्वयं यात्रा नहीं - व्यवधान यात्रा - तरंग प्रसार दिशा

Q7. गोलाकार तरंगें और सोनिक बूम क्या है? [Fig10.10 Fig10.11 पेज 190]
A) माध्यम ट्यूब तक सीमित नहीं कण सभी दिशा में टकराते ध्वनि सभी दिशा में फैलती छोटा स्रोत गोलाकार तरंगें Fig10.10 श्रोता तक ध्वनि, धमाका - हवा गैसें तेजी से गर्म तेजी से फैलाव अचानक व्यवधान तेज ध्वनि पल्स पटाखे गड़गड़ाहट, सुपरसोनिक विमान ध्वनि गति से अधिक सोनिक बूम B) केवल एक दिशा C) कोई नहीं D) केवल सीधी
उत्तर: A)

Q8. अनुदैर्ध्य और यांत्रिक तरंग क्या है? [Fig10.12 Fig10.13 पेज 190-191]
A) माध्यम विस्थापन तरंग प्रसार दिशा समानांतर = अनुदैर्ध्य कण आगे-पीछे कंपन, माध्यम चाहिए = यांत्रिक, अनुप्रस्थ में कण कंपन प्रसार दिशा लंबवत Fig10.13 प्रकाश अनुप्रस्थ निर्वात में यात्रा कर सकता इसलिए सूर्य तारों का प्रकाश पहुँचता - भूकंप भूकंपीय तरंगें अनुदैर्ध्य या अनुप्रस्थ अनुदैर्ध्य पहले पता चलती B) केवल अनुप्रस्थ C) केवल यांत्रिक नहीं D) कोई नहीं
उत्तर: A) ध्वनि अनुदैर्ध्य यांत्रिक

Q9. ध्वनि ऊर्जा रूप कैसे सिद्ध? [गतिविधि 10.6 Fig10.14 कंटेनर शीट दाने]
A) ध्वनि स्रोत शीट छुए बिना दाने हिलते कूदते - ध्वनि हवा प्रसारित शीट कंपन दाने हिलते - कंपन वस्तु आसपास माध्यम को ऊर्जा स्थानांतरित कण कंपन टकराव ऊर्जा स्थानांतरण B) ऊर्जा नहीं C) केवल प्रकाश D) कोई नहीं
उत्तर: A) माइक्रोफोन Fig10.15a ध्वनि→विद्युत डायाफ्राम कंपन विद्युत सिग्नल, स्पीकर Fig10.15b विद्युत→ध्वनि शंकु कंपन - मूल जैसी ध्वनि

Q10. तरंगदैर्ध्य आवृत्ति आवर्त काल परिभाषा और संबंध? [पेज 194-195]
A) λ दो लगातार संपीडन/विरलन/शिखर/गर्त दूरी, घनत्व अधिकतम से न्यूनतम फिर अधिकतम एक पूर्ण दोलन, ν निश्चित बिंदु प्रति इकाई समय दोलन संख्या, T एक पूर्ण दोलन समय, ν=1/T Eq10.1 B) कोई नहीं C) केवल λ D) केवल ν
उत्तर: A) Example10.1 10 दोलन 2 s →ν=5 Hz T=0.2 s

🟢 भाग 3/5 - Q11-Q15

Q11. आयाम तीव्रता और गति? [पेज 195-196 Fig10.20 Fig10.21]
A) आयाम = संपीडन/विरलन में औसत घनत्व तुलना अधिकतम परिवर्तन Fig10.20 (a) कम (b) उच्च बड़ा परिवर्तन बड़ा आयाम अधिक ऊर्जा ले जाती प्लेट जोर मारो अधिक ऊर्जा बड़े विस्थापन दाने ऊँचे, तीव्रता = प्रसार दिशा लंबवत इकाई क्षेत्र इकाई समय ध्वनि ऊर्जा, गति = तरंग पर बिंदु शिखर/गर्त इकाई समय दूरी v=λ/T=λν Eq10.2, स्रोत दूर बड़े क्षेत्र फैलाव समान ऊर्जा बड़े क्षेत्र तीव्रता घटे प्रारंभिक बड़ा आयाम अधिक ऊर्जा बड़ी दूरी तय B) कोई नहीं
उत्तर: A)

Q12. ध्वनि गति किस पर निर्भर? Table10.1 [पेज 197]
A) ठोस सबसे तेज तरल धीमी गैस सबसे धीमी पानी हवा से 4-5 गुना तेज ठोस हवा से 15-20 गुना, तापमान आर्द्रता बढ़े गति बढ़े शुष्क हवा 0°C 331 m/s 22°C 344 m/s, अधिकांश माध्यम में गति केवल माध्यम पर निर्भर स्रोत आवृत्ति पर नहीं आवृत्ति बदले λ बदले गति स्थिर कुछ विशेष छिद्रित फोम इंजीनियर्ड अलग B) स्रोत पर C) केवल आवृत्ति पर D) कोई नहीं
उत्तर: A) Table10.1 स्टील 5000 पानी 1500 हवा 340 - पानी/हवा 75/17≈4.41 स्टील/पानी 10/3≈3.33

Q13. Example 20 Hz से 20 kHz तरंगदैर्ध्य? [पेज 197]
A) v=344 20 Hz λ=344/20=17.2 m, 20000 Hz λ=344/20000=0.0172 m=1.72 cm B) समान C) उल्टा D) कोई नहीं
उत्तर: A) बिजली 5 s देरी दूरी=340×5=1700 m=1.7 km प्रकाश 300000 km/s तुरंत, स्टील λ50 m v5000 →ν100 Hz T0.01 s Fig10.22

Q14. श्रवण परास और प्रबलता? [पेज 199]
A) मानव 20 Hz - 20 kHz (20kHz) व्यक्ति उम्र घटती, <20 अवश्रव्य हाथी, >20k पराश्रव्य कुत्ता बिल्ली चमगादड़ डॉल्फिन, प्रबलता = आयाम अनुभव बड़ा तेज छोटा धीमा स्रोत दूर घटे तीव्रता मापने योग्य प्रबलता श्रोता क्षमता पर, dB - पत्ते कुछ dB बातचीत 60 dB पटाखे 100+ dB छोटी वृद्धि बड़ी तीव्रता वृद्धि शोर अवांछित हानिकारक प्रदूषण गंभीर स्वास्थ्य नींद सुनने हानि audiogram hearing aids माइक्रोफोन एम्पलीफायर स्पीकर B) केवल 20 kHz C) केवल 20 Hz D) कोई नहीं
उत्तर: A)

Q15. मानव कान दिशा कैसे पता लगाता? [Fig10.24 पेज 199]
A) ध्वनि→कर्णपटह कंपन→छोटी हड्डियाँ बढ़ाती→कर्णावर्त cochlea विद्युत संकेत→मस्तिष्क ध्वनि, दो कान कौन पहले सुना 0.001 s अंतर से दिशा pinpoint, सांप मछली शरीर से कंपन कीट शरीर अंग पर कान जैसी B) एक कान से C) नहीं पता लगाता D) कोई नहीं
उत्तर: A)

🟠 भाग 4/5 - Q16-Q20

Q16. Pitch Tone Note Timbre Octave? [पेज 198-200 Fig10.25 Fig10.26]
A) Pitch = आवृत्ति अनुभव तीखी सीटी सायरन उच्च pitch उच्च आवृत्ति गहरी गड़गड़ाहट कम pitch कम आवृत्ति - पुरुष महिला बच्चों आवाज़ गले मुंह नाक गुहा आकार लड़कों किशोरावस्था स्वर रज्जु लंबी मोटी कम कंपन गहरी, Tone एकल आवृत्ति ट्यूनिंग फोर्क मौखिक सीटी Fig10.25a, Note fundamental+overtones तानपुरा गाना Fig10.25b सारंगी सितार वीणा अतिरिक्त तार समृद्ध सुखद, Timbre बांसुरी एकतारा तबला एक ही नोट एक ही प्रबलता हर एक अनूठा आकार सामग्री overtones पैटर्न तीव्रता, Octave दोगुनी 200 400 Hz fundamental बीच, तबला मृदंगम स्याही Syahi केंद्र ब्लैक पैच झिल्ली कंपन बदल समृद्ध विविध tonal नियंत्रण, C.V. Raman नोबेल Raman Effect तबला मृदंगम ध्वनिकी B) केवल pitch C) केवल tone D) कोई नहीं
उत्तर: A)

Q17. प्रतिध्वनि Echo न्यूनतम दूरी? [पेज 201 Example10.5]
A) पहाड़ चट्टान लंबे गलियारे चिल्लाना वापस सुनाई - कठोर सतह परावर्तन, छोटे कमरे में दीवार परावर्तन बहुत जल्दी मस्तिष्क अलग नहीं कर पाता अलग सुनने के लिए 0.1 s अंतर जरूरी <0.1 अलग नहीं, गति 340 0.1 s दूरी=340×0.1=34 m स्रोत से सतह और वापस इसलिए न्यूनतम 17 m आधा, कठोर चिकनी मजबूत नरम पर्दे अवशोषित खुरदरी बिखेरती स्पष्ट नहीं, Example ताली 0.5 s →85 m =340×0.5/2 B) 0 s C) 1 s D) कोई नहीं
उत्तर: A) प्रयोग 0.2 s →34.3 m =343×0.2/2

Q18. गूँज Reverberation क्या है? [पेज 201]
A) उत्सर्जित ध्वनि बड़े हॉल सभागार दीवारों कई परावर्तन स्रोत बंद बाद भी बनी रहना <0.05 s परावर्तन अंतर से आते - आधुनिक सभागार बड़े कॉन्सर्ट हॉल वांछनीय गूँज डिज़ाइन दर्शकों हर जगह स्पष्ट बिना विकृति अवशोषक पैनल गद्देदार कुर्सियाँ पर्दे नरम छिद्रित सतह अवांछित कम गड़बड़ रोकते, गोल गुम्बज Whispering Gallery बीजापुर कर्नाटक फुसफुसाहट कई बार B) प्रतिध्वनि ही C) कोई नहीं D) केवल शोर
उत्तर: A)

Q19. Infrasonic Ultrasonic अनुप्रयोग Flow Chart [पेज 202]
A) <20 Hz अवश्रव्य: भूकंप ज्वालामुखी प्राकृतिक घटना पता, गंभीर तूफान लंबी दूरी हवा पृथ्वी, >20kHz पराश्रव्य: ultrasonography आंतरिक अंग इमेजिंग सर्जरी बिना, गुर्दा पथरी छोटे टुकड़े, वेल्डिंग नाजुक मशीन सफाई, धातु ब्लॉक दोष निर्माण औद्योगिक परीक्षण, वस्तु पता परावर्तन B) केवल अवश्रव्य C) केवल पराश्रव्य D) कोई नहीं
उत्तर: A)

Q20. Echolocation और SONAR सूत्र? [Fig10.27 Fig10.28 पेज 202-203 Example10.6]
A) चमगादड़ रात्रिचर बिना टकराए उड़ते शिकार खोज पराश्रव्य छोटे विस्फोट निकट वस्तु परावर्तित प्रतिध्वनि महसूस बाधा शिकार स्थिति Fig10.27 = echolocation डॉल्फिन व्हेल कुछ पक्षी भी, मनुष्य पानी नीचे sonar sound navigation and ranging पराश्रव्य पानी भेज परावर्तित विश्लेषण दूरी दिशा गति पनडुब्बी जहाज मलबा Fig10.28, दूरी=v×t/2 Example 0.90 s 1530→0.45 s→688.5 m B) कोई नहीं
उत्तर: A) सोनार 4 s 1500→3000 m गहराई, ड्रोन Fig10.29 कम आवृत्ति गुनगुनाहट संवेदनशील सेंसर audio surveillance हवाई सुरक्षा

✅ भाग 5/5 - Q21-Q25 + ट्रिक

Q21. 20 संपीडन 4 s में आवृत्ति? [Q3 Exercise]
A) 5 Hz B) 80 Hz C) 10 Hz D) 0.2 Hz
उत्तर: A) 20/4=5 Hz - PDF Answer Key

Q22. परावर्तित ध्वनि 0.05 s बाद पहुँचे प्रतिध्वनि या गूँज? [Q4]
A) गूँज - 0.1 s अलग सुनने के लिए जरूरी 0.05<0.1 इसलिए गूँज B) प्रतिध्वनि C) दोनों D) कोई नहीं
उत्तर: A)

Q23. 3.44 m λ 344 m/s T? [Q9]
A) 0.01 s B) 1 s C) 100 s D) 3.44 s
उत्तर: A) ν=344/3.44=100 Hz T=0.01 s

Q24. सोनार 5 s 1525 m/s गहराई? [Q10]
A) 3812.5 m B) 1000 m C) 1525 m D) 5 m
उत्तर: A) 1525×5/2=3812.5 m

Q25. वाहन सेंसर 1.2 m 345 m/s समय? [Q11]
A) 0.007 s B) 1.2 s C) 345 s D) 0 s
उत्तर: A) कुल 2.4 m /345≈0.007 s