📖 ଅଧ୍ୟାୟ ୯ — ଧ୍ୱନି (Sound): ଏହି ଟିପ୍ପଣୀ ଜଣେ ଶିକ୍ଷକ ଯେପରି ଶ୍ରେଣୀରେ ବୁଝାନ୍ତି ସେହିପରି ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିସ୍ତାରରେ ଲେଖାଯାଇଛି। ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି-ସଞ୍ଚରଣ, ତରଙ୍ଗ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ (v=fλ), ପ୍ରତିଧ୍ୱନି, SONAR ଓ ମାନବ କର୍ଣ୍ଣ — ସୂତ୍ର ଓ ନ୍ୟୁମେରିକାଲ୍ ସହିତ।
ଅଧ୍ୟାୟ ୯ — ଧ୍ୱନି
🔔 ୧. ଧ୍ୱନିର ସୃଷ୍ଟି (Production of Sound)
ଧ୍ୱନି ହେଉଛି ଶକ୍ତିର ଏକ ରୂପ ଯାହା କାନରେ ଶୁଣିବାର ଇନ୍ଦ୍ରିୟାନୁଭୂତି ସୃଷ୍ଟି କରେ। ବସ୍ତୁର କମ୍ପନ (vibration) ହେତୁ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। (ଯଥା: ତ୍ୟୁନିଙ୍ଗ ଫର୍କ, ଗିଟାରର ତାର, ଢୋଲ)।
🌊 ୨. ଧ୍ୱନିର ସଞ୍ଚରଣ (Propagation)
- ଧ୍ୱନି ଏକ ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ (longitudinal wave) — ମାଧ୍ୟମର କଣିକା ତରଙ୍ଗ ଗତି ଦିଗ ସହିତ ସମାନ୍ତର ଭାବରେ କମ୍ପିତ ହୁଅନ୍ତି।
- ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୀଡ଼ନ (compression — ଘନ ଅଂଶ) ଓ ବିରଳନ (rarefaction — ପତଳା ଅଂଶ) ସୃଷ୍ଟି କରି ଧ୍ୱନି ଆଗକୁ ଯାଏ।
- କଣିକା କେବଳ ନିଜ ସ୍ଥାନରେ ଦୋଳିତ ହୁଅନ୍ତି; କେବଳ ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଏ।
- ଧ୍ୱନି ଶୂନ୍ୟ ମାଧ୍ୟମ (vacuum)ରେ ଗତି କରିପାରେ ନାହିଁ — ସଞ୍ଚରଣ ପାଇଁ ମାଧ୍ୟମ (କଠିନ/ତରଳ/ଗ୍ୟାସ) ଆବଶ୍ୟକ।
📏 ୩. ତରଙ୍ଗର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ
- ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ (λ): ଦୁଇ କ୍ରମିକ ସଂପୀଡ଼ନ (ବା ବିରଳନ)ର ମଧ୍ୟ ବିନ୍ଦୁ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା। ଏକକ = ମିଟର।
- ଆବର୍ତ୍ତକାଳ (T): ଗୋଟିଏ ପୂର୍ଣ୍ଣ ଦୋଳନ ପାଇଁ ଲାଗୁଥିବା ସମୟ। ଏକକ = ସେକେଣ୍ଡ।
- ଆବୃତ୍ତି (f): ଏକକ ସମୟରେ ଦୋଳନ ସଂଖ୍ୟା। f = 1/T। ଏକକ = ହର୍ଜ୍ (Hz = ସେକେଣ୍ଡ⁻¹)।
- ବିସ୍ତାର (Amplitude): କଣିକାର ମୂଳ ଅବସ୍ଥାନରୁ ସର୍ବାଧିକ ବିସ୍ଥାପନ।
ତରଙ୍ଗ ବେଗ = ଆବୃତ୍ତି × ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ → v = f × λ (v = λ/T)
ଉଦାହରଣ: f = 2000 Hz, λ = 0.35 m ହେଲେ v = 2000 × 0.35 = 700 m/s।
🏎️ ୪. ଧ୍ୱନିର ବେଗ (Speed of Sound)
ଧ୍ୱନିର ବେଗ ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରକୃତି ଓ ତାପମାତ୍ରା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ।
- କଠିନ > ତରଳ > ଗ୍ୟାସ — କଠିନ ପଦାର୍ଥରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ସର୍ବାଧିକ।
- ତାପମାତ୍ରା ବଢ଼ିଲେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ବଢ଼େ।
- ବାୟୁରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ପ୍ରାୟ 344 m/s (ସାଧାରଣ ତାପମାତ୍ରାରେ)।
🎵 ୫. ଧ୍ୱନିର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ
- ତାରତ୍ୱ (Pitch): ଧ୍ୱନି ମୋଟା ନା ପତଳା — ଆବୃତ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର। ଆବୃତ୍ତି ଅଧିକ → ତାରତ୍ୱ ଅଧିକ (ପତଳା ସ୍ୱର)।
- ପ୍ରବଳତା/ତୀବ୍ରତା (Loudness): ଧ୍ୱନି କେତେ ଜୋରରେ — ବିସ୍ତାର (amplitude) ଉପରେ ନିର୍ଭର। ବିସ୍ତାର ଅଧିକ → ଅଧିକ ଜୋର।
- ଗୁଣାତ୍ମକ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ (Quality/Timbre): ଏହା ଯୋଗୁଁ ଏକ ଧ୍ୱନିକୁ ଅନ୍ୟ ଧ୍ୱନିରୁ ଅଲଗା ଚିହ୍ନାଯାଏ (ଯଥା ବନ୍ଧୁର ସ୍ୱର ଚିହ୍ନିବା)।
🔁 ୬. ଧ୍ୱନିର ପ୍ରତିଫଳନ, ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଓ ପ୍ରତିନାଦ
ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମ: ① ଆପତନ କୋଣ = ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ; ② ଆପତିତ ଧ୍ୱନି, ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ଓ ଅଭିଲମ୍ବ ଏକ ସମତଳରେ ରହନ୍ତି।
💡 ପ୍ରତିଧ୍ୱନି (Echo): ଦୂର ବସ୍ତୁରୁ ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଅଲଗା ଶୁଣାଗଲେ। ମୂଳ ଓ ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟରେ ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ଅତି କମ୍ରେ 0.1 ସେକେଣ୍ଡ ହେଲେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ସ୍ପଷ୍ଟ ଶୁଣାଯାଏ।
💡 ପ୍ରତିନାଦ (Reverberation): ଧ୍ୱନିର ବାରମ୍ବାର ପ୍ରତିଫଳନ ଯୋଗୁଁ ଧ୍ୱନି କିଛି ସମୟ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବଜାୟ ରହିବା। ଶବ୍ଦ-ଶୋଷକ ପଦାର୍ଥ (ପରଦା, କାର୍ପେଟ୍, ପୋରସ୍ ପଦାର୍ଥ) ଦ୍ୱାରା ଏହା କମାଯାଇପାରେ।
👂 ୭. ଶ୍ରବ୍ୟ ପରିସର ଓ ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ
- ଶ୍ରବ୍ୟ ପରିସର (Audible range): ମଣିଷ 20 Hz ରୁ 20 kHz ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶୁଣିପାରେ।
- ଇନ୍ଫ୍ରାସୋନିକ୍: 20 Hz ରୁ କମ୍ ଆବୃତ୍ତି (ମଣିଷ ଶୁଣିପାରେ ନାହିଁ)।
- ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ / ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ: 20 kHz ରୁ ଅଧିକ ଆବୃତ୍ତି (ବାଦୁଡ଼ି, ଡଲଫିନ୍ ଶୁଣିପାରନ୍ତି)।
ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡର ପ୍ରୟୋଗ: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଯନ୍ତ୍ର ସଫା କରିବା, ଧାତୁ ବ୍ଲକ୍ର ବିଚ୍ୟୁତି (flaw) ଚିହ୍ନଟ, ଚିକିତ୍ସାରେ (ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ସ୍କାନ୍)।
🚢 ୮. ସୋନାର (SONAR)
💡 SONAR (Sound Navigation And Ranging): ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପଠାଇ ତାହା ଏକ ବସ୍ତୁରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଫେରିଲା ସମୟ ମାପି ଦୂରତା/ଗଭୀରତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ।
ଦୂରତା (d) = (ବେଗ × ସମୟ) ÷ 2 (2d = v × t, କାରଣ ତରଙ୍ଗ ଯାଇ-ଫେରି ଆସେ)
ପ୍ରୟୋଗ: ସମୁଦ୍ର ଗଭୀରତା ମାପିବା, ବୁଡ଼ାଜାହାଜ/ବରଫ ଖଣ୍ଡ/ମାଛ ଝୁଣ୍ଡର ଅବସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ।
🦻 ୯. ମାନବ କର୍ଣ୍ଣ (Human Ear)
ବାହ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ (ପିନା) ଧ୍ୱନି ସଂଗ୍ରହ କରେ → କର୍ଣ୍ଣନଳୀ ଦେଇ କର୍ଣ୍ଣପଟହ (eardrum) କମ୍ପିତ ହୁଏ → ମଧ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣର ତିନୋଟି ହାଡ଼ (ହାମର, ଆନଭିଲ, ଷ୍ଟିରପ୍) କମ୍ପନ ବଢ଼ାନ୍ତି → ଅନ୍ତଃକର୍ଣ୍ଣର କର୍ଣ୍ଣକନ୍ତୁକ (cochlea) ଏହାକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍ରେ ପରିଣତ କରେ → ଶ୍ରୁତି ସ୍ନାୟୁ (auditory nerve) ଏହାକୁ ମସ୍ତିଷ୍କକୁ ପଠାଏ, ଯାହା ଧ୍ୱନି ଭାବରେ ବୁଝାଏ।
ପ୍ରଶ୍ନାବଳୀ — ପାଠ୍ୟପୁସ୍ତକର ସମସ୍ତ ୨୪ଟି ପ୍ରଶ୍ନର ସମାଧାନ
1ଧ୍ୱନି କାହାକୁ କୁହାଯାଏ ଏବଂ ଏହା କିପରି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ?
ଧ୍ୱନି ହେଉଛି ଶକ୍ତିର ଏକ ରୂପ ଯାହା ଆମ କାନରେ ଶୁଣିବାର ଇନ୍ଦ୍ରିୟାନୁଭୂତି ସୃଷ୍ଟି କରେ।
ବସ୍ତୁର କମ୍ପନ (vibration) ହେତୁ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। କମ୍ପିତ ବସ୍ତୁ ଚାରିପାଖର ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ ସୃଷ୍ଟି କରି ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ରୂପେ ଆଗକୁ ଯାଏ।
2ବହୁବିକଳ୍ପ (MCQ): (a) ଧ୍ୱନି କେଉଁ ମାଧ୍ୟମରେ ଗତି କରିପାରିବ ନାହିଁ? (b) ହର୍ଜ୍ ହେଉଛି? (c) ସମୁଦ୍ର ଗଭୀରତା ମାପିବା ଯନ୍ତ୍ର? (d) କେଉଁ ମାଧ୍ୟମରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ସର୍ବାଧିକ?
(a) (iv) ଶୂନ୍ୟ (vacuum) — ଧ୍ୱନି ଶୂନ୍ୟ ମାଧ୍ୟମରେ ଗତି କରିପାରେ ନାହିଁ।
(b) (ii) ସେକେଣ୍ଡ⁻¹ (ଆବୃତ୍ତିର ଏକକ Hz = ସେକେଣ୍ଡ⁻¹)।
(c) (i) ସୋନାର (SONAR)।
(d) (i) କଠିନ — କଠିନ ପଦାର୍ଥରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ସର୍ବାଧିକ।
3ଧ୍ୱନିର ଏକ ଉତ୍ସ ନିକଟରେ ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ କିପରି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ବୁଝାଅ।
କମ୍ପିତ ବସ୍ତୁ (ଯଥା ତ୍ୟୁନିଙ୍ଗ ଫର୍କ) ଯେତେବେଳେ ଆଗକୁ ଯାଏ, ଏହା ପାଖର ବାୟୁକୁ ଠେଲି ଘନ କରେ → ସଂପୀଡ଼ନ (compression) ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ (ଉଚ୍ଚ ଚାପ, ଅଧିକ ସାନ୍ଦ୍ର)।
ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁ ପଛକୁ ଯାଏ, ସେଠାରେ ବାୟୁ ପତଳା ହୁଏ → ବିରଳନ (rarefaction) ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ (ନିମ୍ନ ଚାପ, କମ୍ ସାନ୍ଦ୍ର)।
ବସ୍ତୁ ବାରମ୍ବାର କମ୍ପିତ ହେଉଥିବାରୁ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ କ୍ରମାନ୍ୱୟରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇ ତରଙ୍ଗ ରୂପେ ଆଗକୁ ଯାଏ।
4ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚରଣ ପାଇଁ ଏକ ମାଧ୍ୟମ ଆବଶ୍ୟକ — ଏକ ସରଳ ପରୀକ୍ଷା ଦ୍ୱାରା ବୁଝାଅ।
ବେଲ୍-ଜାର୍ ପରୀକ୍ଷା: ଏକ ବାୟୁ-ନିବିଡ଼ କାଚ ଜାର୍ ଭିତରେ ଏକ ବଜୁଥିବା ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘଣ୍ଟି ଝୁଲାଇ ରଖ। ଆରମ୍ଭରେ ଘଣ୍ଟିର ଶବ୍ଦ ଶୁଣାଯାଏ।
ବର୍ତ୍ତମାନ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ପମ୍ପ ଦ୍ୱାରା ଜାର୍ ଭିତରର ବାୟୁ କ୍ରମଶଃ ବାହାର କରିଦିଅ। ଯେତେ ବାୟୁ କମେ, ଶବ୍ଦ ସେତେ ଧୀରେ ହୁଏ; ବାୟୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବାହାରିଗଲେ (ଶୂନ୍ୟ) ଶବ୍ଦ ଆଉ ଶୁଣାଯାଏ ନାହିଁ — ଯଦିଓ ଘଣ୍ଟି କମ୍ପୁଛି।
ଏହା ପ୍ରମାଣ କରେ ଯେ ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚରଣ ପାଇଁ ମାଧ୍ୟମ ଆବଶ୍ୟକ।
5ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗକୁ କାହିଁକି ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ (longitudinal wave) କୁହାଯାଏ?
ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗରେ ମାଧ୍ୟମର କଣିକାମାନେ ତରଙ୍ଗ ଗତି ଦିଗ ସହିତ ସମାନ୍ତର (parallel) ଭାବରେ ଆଗପଛ କମ୍ପିତ ହୁଅନ୍ତି। କଣିକାର କମ୍ପନ ଦିଗ ଓ ତରଙ୍ଗ ଗତି ଦିଗ ସମାନ ହୋଇଥିବାରୁ ଏହାକୁ ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ କୁହାଯାଏ। (ଏଥିରେ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ)।
6ଅନ୍ଧାର ଘରେ ବସିଥିବା ତୁମେ ବନ୍ଧୁଙ୍କ ଆବାଜରୁ ତାଙ୍କ ଉପସ୍ଥିତି କେଉଁ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଜାଣିପାର?
ଧ୍ୱନିର ଗୁଣାତ୍ମକ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ (Quality / Timbre) ଯୋଗୁଁ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟକ୍ତିର ସ୍ୱରର ଗୁଣ ଅଲଗା ହୋଇଥିବାରୁ ଆମେ ନ ଦେଖି ବି ଆବାଜ ଶୁଣି ବ୍ୟକ୍ତିକୁ ଚିହ୍ନିପାରୁ।
7ବିଜ୍ଞାନ ସମ୍ମତ କାରଣ ଦର୍ଶାଅ। (a) ବିଜୁଳି ଓ ଘଡ଼ଘଡ଼ି ଏକାସମୟରେ ହେଲେ ବି ବିଜୁଳି ପ୍ରଥମେ ଦେଖାଯାଏ। (b) ବାଦୁଡ଼ି ଅନ୍ଧାର ରାତିରେ ଶିକାର ଧରିପାରେ।
(a) ଆଲୋକର ବେଗ (3 × 10⁸ m/s) ଧ୍ୱନିର ବେଗ (≈ 340 m/s) ଠାରୁ ବହୁତ ଅଧିକ। ତେଣୁ ବିଜୁଳିର ଆଲୋକ ଆମ ଆଖିରେ ପ୍ରଥମେ ପହଞ୍ଚେ ଓ ଘଡ଼ଘଡ଼ିର ଶବ୍ଦ କିଛି ସମୟ ପରେ ଶୁଣାଯାଏ।
(b) ବାଦୁଡ଼ି ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ (echolocation) ବ୍ୟବହାର କରେ। ଏହା ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତିର ତରଙ୍ଗ ପଠାଏ, ଯାହା ଶିକାର/ବାଧାରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଫେରିଆସେ। ଏହି ପ୍ରତିଧ୍ୱନିରୁ ବାଦୁଡ଼ି ଶିକାରର ଅବସ୍ଥିତି ଜାଣି ଅନ୍ଧାରରେ ବି ଶିକାର ଧରିପାରେ।
8ସାଧାରଣ ମଣିଷର ଧ୍ୱନି ପରିସର 20 Hz ରୁ 20 kHz। ଏହି ଦୁଇ ଆବୃତ୍ତିର ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ କେତେ? (v = 344 m/s)
λ = v/f ବ୍ୟବହାର କରି:
20 Hz ପାଇଁ: λ = 344 ÷ 20 = 17.2 m।
20 kHz (20000 Hz) ପାଇଁ: λ = 344 ÷ 20000 = 0.0172 m (1.72 cm)।
9ଦୁଇ ସାଙ୍ଗ ଏକ ଏଲୁମିନିୟମ ଦଣ୍ଡର ଦୁଇ ପାର୍ଶ୍ୱରେ। ଜଣେ ପଥର ଦ୍ୱାରା ଦଣ୍ଡକୁ ଆଘାତ କଲା। ଅନ୍ୟ ପାଖକୁ ଧ୍ୱନି ବାୟୁରେ ଓ ଏଲୁମିନିୟମରେ ପହଞ୍ଚିବା ସମୟର ଅନୁପାତ କେତେ?
ସମୟ t = ଦୂରତା ÷ ବେଗ। ଦୂରତା ସମାନ, ତେଣୁ t ∝ 1/v।
ତେଣୁ t(ବାୟୁ) : t(ଏଲୁମିନିୟମ) = v(ଏଲୁମିନିୟମ) : v(ବାୟୁ)।
ମାନକ ମାନ: v(ଏଲୁମିନିୟମ) ≈ 6420 m/s, v(ବାୟୁ) ≈ 346 m/s।
ଅନୁପାତ = 6420 ÷ 346 ≈ 18.5 : 1।
(ଅର୍ଥାତ୍ ବାୟୁରେ ଧ୍ୱନି ପ୍ରାୟ 18.5 ଗୁଣ ଅଧିକ ସମୟ ନିଏ)।
10ଏକ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ଆବୃତ୍ତି 100 Hz ହେଲେ, ଏହା ଏକ ମିନିଟରେ କେତେ ଥର କମ୍ପିତ ହେବ?
ଆବୃତ୍ତି 100 Hz = ପ୍ରତି ସେକେଣ୍ଡରେ 100 ଥର କମ୍ପନ।
1 ମିନିଟ୍ = 60 ସେକେଣ୍ଡ।
ମୋଟ କମ୍ପନ = 100 × 60 = 6000 ଥର।
11ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମ, ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନ ପାଇଁ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ କି? ବୁଝାଅ।
ହଁ, ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ। ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନ ମଧ୍ୟ ଆଲୋକ ପରି ଦୁଇଟି ନିୟମ ମାନେ:
(i) ଆପତନ କୋଣ = ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ।
(ii) ଆପତିତ ଧ୍ୱନି, ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ଏବଂ ଆପତନ ବିନ୍ଦୁରେ ଅଙ୍କିତ ଅଭିଲମ୍ବ — ତିନୋଟି ଏକ ସମତଳରେ ରହନ୍ତି।
12ପ୍ରତିଫଳନ ପୃଷ୍ଠ ଓ ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ସମାନ ରହିଲେ, ଉଷ୍ମ ଦିନରେ ତୁମେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିପାରିବ କି?
ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ସ୍ପଷ୍ଟ ଶୁଣିବାକୁ ମୂଳ ଓ ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟରେ ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ≥ 0.1 ସେକେଣ୍ଡ ହେବା ଉଚିତ।
ଉଷ୍ମ ଦିନରେ ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ → ଧ୍ୱନିର ବେଗ ଅଧିକ → ଧ୍ୱନି ଶୀଘ୍ର ଫେରିଆସେ → ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ (t = 2d/v) କମିଯାଏ।
ଯଦି ଏହା 0.1 s ଠାରୁ କମ୍ ହୁଏ, ତେବେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ସ୍ପଷ୍ଟ ଶୁଣାଯିବ ନାହିଁ (ଉଷ୍ମ ଦିନରେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିବା କଷ୍ଟକର)।
13ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନର ଦୁଇଟି ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗ ଲେଖ।
(i) ମେଗାଫୋନ୍/ଲାଉଡ୍ହେଲର/ଭେରୀ (horn): ଧ୍ୱନିକୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଦିଗରେ ପ୍ରତିଫଳିତ କରି ଦୂରକୁ ପଠାଏ।
(ii) ଷ୍ଟେଥୋସ୍କୋପ୍: ରୋଗୀର ହୃଦସ୍ପନ୍ଦନ ଧ୍ୱନି ବାରମ୍ବାର ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଡାକ୍ତରଙ୍କ କାନରେ ପହଞ୍ଚେ।
(ଅନ୍ୟ: ଅଡିଟୋରିୟମର ବଙ୍କା ଛାତ/ସାଉଣ୍ଡବୋର୍ଡ)।
14ଗୋଟିଏ ପୋଖରୀ କୂଳରେ 500 m ଉଚ୍ଚ ଏକ ଟାଓ୍ୱାର। ଶୀର୍ଷରୁ ଏକ ପଥର ପୋଖରୀ ପାଣିକୁ ଖସିପଡ଼ିଲା। ପାଣିରେ ପଡ଼ିବାର ଶବ୍ଦ କେତେ ସମୟ ପରେ ଶୁଣାଯିବ? (g=10, v=340)
ପଥର ତଳକୁ ପଡ଼ିବା ସମୟ (t₁): u=0, s=500, g=10।
s = ½gt₁² → 500 = ½ × 10 × t₁² = 5t₁² → t₁² = 100 → t₁ = 10 s।
ଶବ୍ଦ ଉପରକୁ ଆସିବା ସମୟ (t₂): t₂ = ଦୂରତା ÷ ବେଗ = 500 ÷ 340 = 1.47 s।
ମୋଟ ସମୟ = t₁ + t₂ = 10 + 1.47 = 11.47 ସେକେଣ୍ଡ (ପ୍ରାୟ)।
15ଏକ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ 334 m/s ବେଗରେ ଗତି କରେ। ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ 1.5 cm ହେଲେ ଆବୃତ୍ତି କେତେ? ଏହା ଶୁଣାଯିବ କି?
f = v/λ। λ = 1.5 cm = 0.015 m।
f = 334 ÷ 0.015 = 22267 Hz (ପ୍ରାୟ 22.3 kHz)।
ଏହି ଆବୃତ୍ତି 20 kHz (20000 Hz) ଠାରୁ ଅଧିକ ହୋଇଥିବାରୁ ଏହା ମଣିଷକୁ ଶୁଣାଯିବ ନାହିଁ (ଏହା ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍)।
16ପ୍ରତିନାଦ (Reverberation) କାହାକୁ କୁହାଯାଏ? ଏହାକୁ କିପରି କମ୍ କରାଯାଇପାରିବ?
ଏକ ବନ୍ଦ ସ୍ଥାନରେ ଧ୍ୱନି ବାରମ୍ବାର (କାନ୍ଥ, ଛାତରୁ) ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଉତ୍ସ ବନ୍ଦ ହେବା ପରେ ବି କିଛି ସମୟ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଧ୍ୱନି ବଜାୟ ରହିବାକୁ ପ୍ରତିନାଦ କୁହାଯାଏ।
କମ୍ କରିବା: କାନ୍ଥ ଓ ଛାତରେ ଶବ୍ଦ-ଶୋଷକ ପଦାର୍ଥ (ପରଦା, କାର୍ପେଟ୍, କମ୍ପ୍ରେସ୍ଡ ଫାଇବର୍ ବୋର୍ଡ, ପୋରସ୍ ପଦାର୍ଥ) ଲଗାଇ ପ୍ରତିଫଳନ କମାଯାଇପାରେ।
17ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା (Loudness) କାହାକୁ କହନ୍ତି? ଏହା କେଉଁ କେଉଁ କାରକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ?
ଧ୍ୱନି କାନରେ କେତେ ଜୋରରେ ଶୁଣାଯାଏ ତାହାକୁ ତୀବ୍ରତା/ପ୍ରବଳତା (loudness) କୁହାଯାଏ।
ନିର୍ଭର କରେ: ① ତରଙ୍ଗର ବିସ୍ତାର (amplitude) — ବିସ୍ତାର ଅଧିକ → ଧ୍ୱନି ଅଧିକ ଜୋର; ② ଉତ୍ସଠାରୁ ଦୂରତା (ଦୂର ହେଲେ କମ୍); ③ ଧ୍ୱନି ଯେଉଁ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଦେଇ ଯାଉଛି।
18ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଯନ୍ତ୍ରପାତିକୁ ପରିଷ୍କାର କରିବାରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ କିପରି ସହାୟକ ହୁଏ?
ଯନ୍ତ୍ରର ଅଂଶଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ସଫାକରଣ ତରଳ (solution)ରେ ରଖି ତା' ଭିତରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପଠାଯାଏ। ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତିର କମ୍ପନ ଯୋଗୁଁ ଅଂଶଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଲାଗିଥିବା ଧୂଳି, ତେଲ ଓ ମଇଳା ଅଲଗା ହୋଇ ତଳକୁ ଖସିପଡ଼େ। ଏହିପରି ହାତ ନ ପହଞ୍ଚୁଥିବା ସୂକ୍ଷ୍ମ ଅଂଶ ମଧ୍ୟ ପରିଷ୍କାର ହୁଏ।
19ସୋନାର (SONAR)ର କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ ବୁଝାଅ।
SONAR = Sound Navigation And Ranging।
କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ: ଏହାର ଟ୍ରାନ୍ସମିଟର ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପାଣିରେ ପଠାଏ। ଏହି ତରଙ୍ଗ ବସ୍ତୁ (ସମୁଦ୍ର ତଳ, ବୁଡ଼ାଜାହାଜ ଆଦି)ରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଡିଟେକ୍ଟର ପାଖକୁ ଫେରିଆସେ। ଯାଇ-ଫେରି ଆସିବା ସମୟ (t) ଓ ବେଗ (v) ଜାଣି ଦୂରତା d = (v × t) ÷ 2।
ପ୍ରୟୋଗ: ସମୁଦ୍ର ଗଭୀରତା ମାପିବା, ବୁଡ଼ାଜାହାଜ/ବରଫ ଖଣ୍ଡ/ବୁଡ଼ିଥିବା ଜାହାଜ/ମାଛ ଝୁଣ୍ଡର ଅବସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ।
20ବୁଡ଼ାଜାହାଜର ସୋନାର ଏକ ସିଗନାଲ ପଠାଇଲା ଓ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି 5 ସେକେଣ୍ଡ ପରେ ପହଞ୍ଚିଲା। ବସ୍ତୁର ଦୂରତା 3625 m ହେଲେ, ଜଳରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କର।
ତରଙ୍ଗ ବସ୍ତୁ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଯାଇ ଫେରିଆସେ, ତେଣୁ ମୋଟ ଦୂରତା = 2 × 3625 = 7250 m।
ସମୟ = 5 ସେକେଣ୍ଡ।
ବେଗ = ମୋଟ ଦୂରତା ÷ ସମୟ = 7250 ÷ 5 = 1450 m/s।
21ଏକ ଧାତବ ବ୍ଲକ୍ରେ ଥିବା ବିଚ୍ୟୁତି (flaw)କୁ କିପରି ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ପଦ୍ଧତିରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇପାରିବ?
ଧାତବ ବ୍ଲକ୍ ଦେଇ ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପଠାଯାଏ। ଯଦି ଭିତରେ କୌଣସି ଫାଟ/ବିଚ୍ୟୁତି (flaw) ଥାଏ, ତେବେ ତରଙ୍ଗ ସେହି ତ୍ରୁଟି ଅଂଶରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଅନ୍ୟ ପାଖରେ ପହଞ୍ଚିବା ପୂର୍ବରୁ ଫେରିଆସେ। ଡିଟେକ୍ଟର ଏହି ପ୍ରତିଫଳନ ଧରି ତ୍ରୁଟିର ଉପସ୍ଥିତି ଓ ଅବସ୍ଥିତି ଜଣାଇଦିଏ। (ଏହା ଅଣ-ବିନାଶକାରୀ ପରୀକ୍ଷା)।
22ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ଏକ ନାମାଙ୍କିତ ଚିତ୍ର ଅଙ୍କନ କର।
ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ମୁଖ୍ୟ ଅଂଶ (ଚିତ୍ର ବର୍ଣ୍ଣନା):
① ବାହ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ (ପିନା): ଧ୍ୱନି ସଂଗ୍ରହ କରେ।
② କର୍ଣ୍ଣନଳୀ (ear canal): ଧ୍ୱନିକୁ ଭିତରକୁ ନିଏ।
③ କର୍ଣ୍ଣପଟହ (eardrum): ଧ୍ୱନିରେ କମ୍ପିତ ହୁଏ।
④ ତିନୋଟି ହାଡ଼ — ହାମର, ଆନଭିଲ, ଷ୍ଟିରପ୍: କମ୍ପନ ବଢ଼ାନ୍ତି।
⑤ କର୍ଣ୍ଣକନ୍ତୁକ (cochlea): ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍ରେ ପରିଣତ କରେ।
⑥ ଶ୍ରୁତି ସ୍ନାୟୁ (auditory nerve): ମସ୍ତିଷ୍କକୁ ପଠାଏ।
(ଖାତା/ବହିରେ ଏହି ଅଂଶଗୁଡ଼ିକ ଚିହ୍ନଟ କରି ଚିତ୍ର ଆଙ୍କ)।
23ଆମେ କାନ ଦ୍ୱାରା କିପରି ଶୁଣୁ, ତାହା ବୁଝାଅ।
ବାହ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ (ପିନା) ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ସଂଗ୍ରହ କରେ → କର୍ଣ୍ଣନଳୀ ଦେଇ କର୍ଣ୍ଣପଟହକୁ ପହଞ୍ଚେ ଓ ତାହାକୁ କମ୍ପିତ କରେ → ମଧ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣର ତିନୋଟି ହାଡ଼ (ହାମର, ଆନଭିଲ, ଷ୍ଟିରପ୍) ଏହି କମ୍ପନକୁ ବଢ଼ାଇ ଅନ୍ତଃକର୍ଣ୍ଣକୁ ପଠାନ୍ତି → କର୍ଣ୍ଣକନ୍ତୁକ (cochlea) ଏହାକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍ରେ ପରିଣତ କରେ → ଶ୍ରୁତି ସ୍ନାୟୁ ଦେଇ ମସ୍ତିଷ୍କକୁ ଯାଏ, ଯାହା ଏହାକୁ ଧ୍ୱନି ଭାବରେ ବୁଝାଏ।
24ଜାହାଜର ସୋନାରରୁ ଅଲ୍ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ସମୁଦ୍ର ତଳକୁ ପଠାଇ ପ୍ରତିଫଳିତ ତରଙ୍ଗ ଗ୍ରହଣ ମଧ୍ୟରେ ସମୟ 2.1 ସେକେଣ୍ଡ। ସମୁଦ୍ର ଗଭୀରତା 1400 m ହେଲେ, ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ କେତେ?
ତରଙ୍ଗ ତଳକୁ ଯାଇ ଫେରିଆସେ, ତେଣୁ ମୋଟ ଦୂରତା = 2 × ଗଭୀରତା = 2 × 1400 = 2800 m।
ସମୟ = 2.1 ସେକେଣ୍ଡ।
ବେଗ = ମୋଟ ଦୂରତା ÷ ସମୟ = 2800 ÷ 2.1 = 1333.3 m/s (ପ୍ରାୟ)।