Chapter 12 · Physics

ध्वनि

Sound

ध्वनि कंपन से बनती है; यह यांत्रिक तरंग है — माध्यम चाहिए, निर्वात में नहीं चलती। हवा में अनुदैर्ध्य (संपीडन-विरलन)। प्रकाश = अनुप्रस्थ; डोरी/पानी की सतह की तरंग = अनुप्रस्थ।

तरंग की चाल v = f × λ (आवृत्ति × तरंगदैर्ध्य) | आवर्तकाल T = 1/f | प्रतिध्वनि में दूरी d = (v × t) ÷ 2 (आना-जाना)
हवा में ध्वनि की चाल: 0°C पर ≈ 332 m/s, 20°C पर ≈ 343 m/s | ताप 1°C बढ़ने पर ≈ 0.6 m/s बढ़ती है

प्रश्न: f = 500 Hz, λ = 0.68 m। चाल? → 500 × 0.68 = 340 m/s

प्रश्न: प्रतिध्वनि 2 s बाद, v = 340 m/s। दीवार की दूरी? → 340 × 2 ÷ 2 = 340 m

प्रश्न: बिजली चमकने के 3 s बाद गड़गड़ाहट। दूरी? → 340 × 3 ≈ 1 km

माध्यम	ठोस (स्टील)	द्रव (पानी)	गैस (हवा)
ध्वनि की चाल (लगभग)	~5000 m/s से अधिक	~1500 m/s	~340 m/s

ध्वनि की चाल ताप और आर्द्रता बढ़ने पर बढ़ती है; दाब बदलने पर नहीं बदलती। नम हवा में ध्वनि तेज़ चलती है।

🐘 अवश्रव्य < 20 Hzभूकंप, हाथी, व्हेल, लोलक

👂 श्रव्य 20 – 20,000 Hzमनुष्य सुन सकता है

🦇 पराश्रव्य > 20,000 Hzचमगादड़, डॉल्फ़िन, कुत्ते सुनते; SONAR, अल्ट्रासाउंड, बर्तन साफ़ करना

लक्षण	निर्भर	बात
तारत्व	आवृत्ति	महिलाओं, बच्चों, मच्छर की आवाज़ तीखी (अधिक तारत्व); शेर की दहाड़ भारी (कम तारत्व पर अधिक प्रबल)
प्रबलता	आयाम (∝ आयाम²)	डेसिबल (dB) में; ~80 dB से अधिक शोर हानिकारक
गुणता	तरंग का रूप	एक जैसे सुर के भी अलग वाद्य पहचान लेना

🔁 परावर्तन के उपयोगप्रतिध्वनि (कम से कम 17 m दूरी, 0.1 s), स्टेथोस्कोप (बहु-परावर्तन), मेगाफ़ोन, सभागार की वक्र छत, ध्वनि-पट्ट। अनुरणन = कई परावर्तनों से गूँज बनी रहना।

🚑 डॉप्लर प्रभावस्रोत पास आए तो आवृत्ति अधिक सुनाई दे, दूर जाए तो कम (गुज़रती एंबुलेंस)। ध्वनि बूम = ध्वनि से तेज़ (पराध्वनिक) विमान; मैक संख्या = वस्तु की चाल ÷ ध्वनि की चाल।

"ध्वनि सबसे तेज़ किसमें?" · "निर्वात में ध्वनि क्यों नहीं?" · "प्रतिध्वनि के लिए न्यूनतम दूरी?" · "v = fλ से चाल/तरंगदैर्ध्य" · "स्टेथोस्कोप किस सिद्धांत पर?" · "महिलाओं की आवाज़ पतली क्यों?" · "चमगादड़ कौन-सी तरंगें?" · "डॉप्लर प्रभाव"