ध्वनि | sound | Mathwayy
NCERT कक्षा 8 विज्ञान
अध्याय 10: ध्वनि
अध्याय संख्या
अध्याय 10
विषय
भौतिक विज्ञान
कक्षा
कक्षा 8
परिचय
ध्वनि हमारे जीवन का एक अभिन्न अंग है। यह हमें संवाद करने, संगीत सुनने और हमारे आसपास की दुनिया को समझने में मदद करती है। इस अध्याय में हम जानेंगे कि ध्वनि कैसे उत्पन्न होती है, कैसे संचरित होती है, और हम उसे कैसे सुन पाते हैं। साथ ही हम ध्वनि के विभिन्न गुणों और ध्वनि प्रदूषण के बारे में भी अध्ययन करेंगे।
मुख्य अवधारणा: ध्वनि एक प्रकार की ऊर्जा है जो कंपन से उत्पन्न होती है और तरंगों के रूप में एक माध्यम (ठोस, द्रव या गैस) में यात्रा करती है।
ध्वनि उत्पत्ति
कंपन से उत्पन्न होती है
तरंग संचरण
माध्यम में यांत्रिक तरंगें
श्रवण प्रक्रिया
कान द्वारा ध्वनि ग्रहण
ध्वनि गुण
तारत्व, प्रबलता, गुणता
ध्वनि कैसे उत्पन्न होती है?
ध्वनि का उत्पादन: ध्वनि कंपन से उत्पन्न होती है। जब कोई वस्तु कंपन करती है, तो वह अपने आसपास के माध्यम (हवा, पानी, आदि) में कंपन पैदा करती है जो ध्वनि तरंगों के रूप में फैलती हैं।
ध्वनि उत्पत्ति के उदाहरण
• तबला: झिल्ली का कंपन
• सितार: तारों का कंपन
• मानव आवाज: स्वर तंतुओं का कंपन
• सीटी: हवा का कंपन
• ढोल: तनावित चमड़े का कंपन
ध्वनि उत्पादन के प्रयोग
1. कंपनशील पट्टी: लोहे की पट्टी को कंपित करना
2. घंटी: हथौड़े से टकराने पर कंपन
3. गिटार: तारों के कंपन से ध्वनि
4. सीटी: हवा का तेजी से कंपन
5. ड्रम: झिल्ली का कंपन
ध्वनि उत्पत्ति के प्रमुख बिंदु
1. सभी ध्वनियाँ कंपन से उत्पन्न होती हैं
2. कंपन करने वाली वस्तु को स्रोत कहते हैं
3. कंपन के कारण माध्यम के कण कंपित होते हैं
4. कणों का कंपन ध्वनि तरंग बनाता है
5. ध्वनि तरंगें स्रोत से श्रोता तक ऊर्जा ले जाती हैं
ध्वनि का संचरण
संचरण का सिद्धांत: ध्वनि को यात्रा करने के लिए एक माध्यम (ठोस, द्रव या गैस) की आवश्यकता होती है। यह निर्वात में यात्रा नहीं कर सकती। ध्वनि तरंगें माध्यम के कणों के कंपन के कारण संचरित होती हैं।
| माध्यम | ध्वनि वेग (m/s) | संचरण क्षमता |
|---|---|---|
| वायु (0°C) | 332 | मध्यम |
| वायु (20°C) | 343 | मध्यम |
| जल (20°C) | 1482 | उच्च |
| लोहा | 5130 | बहुत उच्च |
| काँच | 4540 | बहुत उच्च |
| निर्वात | 0 | कोई संचरण नहीं |
ध्वनि संचरण के महत्वपूर्ण तथ्य
1. ठोस में ध्वनि सबसे तेज चलती है
2. गैसों में ध्वनि सबसे धीमी चलती है
3. तापमान बढ़ने पर ध्वनि की चाल बढ़ती है
4. नमी बढ़ने पर ध्वनि की चाल बढ़ती है
5. निर्वात में ध्वनि संचरित नहीं हो सकती
6. ध्वनि तरंगें अनुदैर्ध्य तरंगें होती हैं
ध्वनि तरंगें और उनके गुण
ध्वनि तरंगें: ध्वनि तरंगें अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंगें होती हैं जिनमें माध्यम के कण तरंग संचरण की दिशा के समानांतर कंपन करते हैं। इन तरंगों को आयाम, आवृत्ति, तरंगदैर्ध्य और आवर्तकाल जैसी विशेषताओं द्वारा वर्णित किया जाता है।
आयाम
ध्वनि तरंग के अधिकतम विस्थापन को आयाम कहते हैं। यह ध्वनि की प्रबलता (लाउडनेस) निर्धारित करता है। आयाम जितना अधिक होगा, ध्वनि उतनी ही प्रबल होगी।
आवृत्ति
एक सेकंड में होने वाले कंपनों की संख्या को आवृत्ति कहते हैं। इसका मात्रक हर्ट्ज़ (Hz) है। आवृत्ति ध्वनि की तारत्व (पिच) निर्धारित करती है। उच्च आवृत्ति की ध्वनि तीक्ष्ण होती है।
तरंगदैर्ध्य
दो क्रमागत संपीडनों या विरलनों के बीच की दूरी को तरंगदैर्ध्य कहते हैं। यह ध्वनि के स्वरूप को प्रभावित करता है। उच्च आवृत्ति की ध्वनि का तरंगदैर्ध्य कम होता है।
आवर्तकाल
एक पूर्ण कंपन करने में लगे समय को आवर्तकाल कहते हैं। यह आवृत्ति का व्युत्क्रम होता है। आवर्तकाल = 1/आवृत्ति।
मानव कान और ध्वनि सीमाएँ
श्रव्य सीमा: मानव कान 20 Hz से 20,000 Hz तक की ध्वनियों को सुन सकता है।
अवश्रव्य ध्वनि: 20 Hz से कम आवृत्ति की ध्वनियाँ (हाथी, व्हेल द्वारा उत्पन्न)
पराश्रव्य ध्वनि: 20,000 Hz से अधिक आवृत्ति की ध्वनियाँ (चमगादड़, डॉल्फ़िन द्वारा उत्पन्न)
ध्वनि की तीव्रता: डेसिबल (dB) में मापी जाती है। सामान्य बातचीत 60 dB, यातायात शोर 80 dB, रॉक कॉन्सर्ट 120 dB
मानव कान की संरचना और कार्य
श्रवण प्रक्रिया: मानव कान तीन भागों - बाह्य कान, मध्य कान और आंतरिक कान में विभाजित होता है। ध्वनि तरंगें बाह्य कान द्वारा ग्रहण की जाती हैं, मध्य कान में कंपन में परिवर्तित होती हैं, और आंतरिक कान द्वारा विद्युत संकेतों में बदलकर मस्तिष्क तक पहुँचाई जाती हैं।
बाह्य कान
• कर्ण पल्लव (पिन्ना): ध्वनि तरंगों को एकत्रित करता है
• श्रवण नलिका: ध्वनि को कर्णपटल (ईयरड्रम) तक पहुँचाती है
• कर्णपटल: ध्वनि से कंपित होता है
मध्य कान
• तीन हड्डियाँ: मुग्दरक (मैलियस), निहाई (इनकस), रकाब (स्टेपीज)
• यूस्टेशियन ट्यूब: वायुदाब संतुलित करती है
• कंपन को बढ़ाता है और आंतरिक कान तक पहुँचाता है
आंतरिक कान
• कर्णावर्त (कोक्लिया): घोंघे के आकार की नलिका
• द्रव से भरी होती है और संवेदी कोशिकाएँ होती हैं
• कंपन को विद्युत संकेतों में बदलती है
• श्रवण तंत्रिका द्वारा मस्तिष्क तक पहुँचाया जाता है
कान की सुरक्षा के उपाय
1. तेज ध्वनि से बचें (85 dB से अधिक)
2> हेडफोन पर कम आवाज में संगीत सुनें
3. शोरगुल वाले स्थानों पर कानों को ढकें
4. कान में तेल या अन्य पदार्थ न डालें
5. कान की नियमित जाँच करवाएँ
6. कानों को साफ रखें लेकिन कॉटन बड का अधिक उपयोग न करें
ध्वनि प्रदूषण
ध्वनि प्रदूषण: अनावश्यक या अत्यधिक तीव्र ध्वनि जो पर्यावरण को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करती है, ध्वनि प्रदूषण कहलाती है। यह मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है और जानवरों को भी प्रभावित करती है।
| ध्वनि स्रोत | ध्वनि स्तर (dB) | प्रभाव |
|---|---|---|
| फुसफुसाहट | 30 | कोई हानि नहीं |
| सामान्य बातचीत | 60 | कोई हानि नहीं |
| यातायात शोर | 80 | थोड़ी असुविधा |
| मोटरसाइकिल | 90 | सुनने की क्षमता को नुकसान |
| डीजे, कॉन्सर्ट | 110 | तनाव, सिरदर्द |
| विमान इंजन | 120 | दर्द, स्थायी बहरापन |
| रॉकेट प्रक्षेपण | 180 | कान के पर्दे फट सकते हैं |
ध्वनि प्रदूषण नियंत्रण के उपाय
1. वाहनों के हॉर्न का कम उपयोग
2. औद्योगिक क्षेत्रों में ध्वनिरोधी उपाय
3. सार्वजनिक स्थानों पर शोर नियंत्रण कानून
4. पेड़-पौधे लगाना (प्राकृतिक ध्वनिरोधी)
5. भवनों में ध्वनिरोधी सामग्री का उपयोग
6. शोरगुल वाले उपकरणों का कम उपयोग
7. ध्वनि प्रदूषण के बारे में जागरूकता फैलाना
महत्वपूर्ण प्रश्न
1. ध्वनि कैसे उत्पन्न होती है? उदाहरण सहित समझाइए।
ध्वनि उत्पत्ति: ध्वनि कंपन से उत्पन्न होती है। जब कोई वस्तु कंपन करती है, तो वह अपने आसपास के माध्यम में कंपन पैदा करती है जो ध्वनि तरंगों के रूप में फैलती हैं।
उदाहरण:
(1) तबला बजाने पर झिल्ली कंपन करती है
(2) सितार के तार कंपन करते हैं
(3) बोलते समय हमारे गले में स्वर तंतु कंपन करते हैं
(4) घंटी बजाने पर धातु कंपन करती है
(5) पंखे के पंखे कंपन करते हैं और ध्वनि उत्पन्न करते हैं
2. ध्वनि के संचरण के लिए माध्यम की आवश्यकता क्यों होती है? प्रयोग द्वारा समझाइए।
सिद्धांत: ध्वनि को यात्रा करने के लिए एक माध्यम (ठोस, द्रव या गैस) की आवश्यकता होती है क्योंकि ध्वनि तरंगें माध्यम के कणों के कंपन के द्वारा संचरित होती हैं। निर्वात में कोई कण नहीं होते, इसलिए ध्वनि संचरित नहीं हो सकती।
प्रयोग:
(1) एक बिजली की घंटी लें और उसे काँच के बरतन में रखें
(2) बरतन को एक वैक्यूम पंप से जोड़ें
(3) घंटी बजाएँ और ध्वनि सुनें
(4) अब वैक्यूम पंप चलाकर बरतन से हवा निकालें
(5) जैसे-जैसे हवा निकलती जाएगी, ध्वनि धीमी होती जाएगी
(6) पूरा वैक्यूम होने पर ध्वनि बिल्कुल सुनाई नहीं देगी
3. ध्वनि प्रदूषण क्या है? इसके कारण, प्रभाव और नियंत्रण के उपाय लिखिए।
ध्वनि प्रदूषण: अनावश्यक या अत्यधिक तीव्र ध्वनि जो पर्यावरण को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करती है, ध्वनि प्रदूषण कहलाती है।
कारण:
(1) वाहनों का शोर (हॉर्न, इंजन)
(2) औद्योगिक मशीनें
(3) निर्माण कार्य
(4) लाउडस्पीकर और डीजे
(5) हवाई जहाज का शोर
प्रभाव:
(1) सुनने की क्षमता कम होना
(2) तनाव, चिड़चिड़ापन
(3) नींद में खलल
(4) उच्च रक्तचाप
(5) एकाग्रता में कमी
नियंत्रण उपाय:
(1) वाहनों के हॉर्न का कम उपयोग
(2) ध्वनिरोधी सामग्री का उपयोग
(3) पेड़-पौधे लगाना
(4) शोर नियंत्रण कानून लागू करना
(5) शोरगुल वाले उपकरणों का कम उपयोग