ଧ୍ୱନି ହେଉଛି ଶକ୍ତିର ଏକ ରୂପ ଯାହା ଆମ କାନରେ ଶୁଣିବାର ଏକ ଇନ୍ଦ୍ରିୟାନୁଭୂତି ସୃଷ୍ଟି କରେ । ଅର୍ଥାତ୍, ଧ୍ୱନି ହେଉଛି ଏକ ପ୍ରକାର ଶକ୍ତି ଯାହା ଆମକୁ ଶୁଣିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ ।

ଧ୍ୱନିର ସୃଷ୍ଟି:

ଧ୍ୱନି ସର୍ବଦା କମ୍ପନରୁ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ । ଯେକୌଣସି ବସ୍ତୁ କମ୍ପିତ ହେଲେ ତାହା ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି କରେ । ଯେତେବେଳେ ଏକ ବସ୍ତୁ କମ୍ପିତ ହୁଏ, ଏହା ତାହାର ଚତୁଃପାର୍ଶ୍ୱରେ ଥିବା ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମକୁ ପ୍ରସାରିତ କରେ । ଏହି କମ୍ପନର ଶକ୍ତି ଯୋଗୁଁ ବାୟୁର କଣିକାମାନେ ଦୋଳାୟିତ ହୁଅନ୍ତି । ଏହି କଣିକାମାନଙ୍କ ଦୋଳନ ଶକ୍ତି ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ରୂପରେ ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମରେ ସଞ୍ଚାରିତ ହୁଏ । ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଟ୍ୟୁନିଙ୍ଗ ଫର୍କକୁ ଆଘାତ କଲେ ତାହା କମ୍ପିତ ହୋଇ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି କରେ । ସେହିପରି, ବାଦ୍ୟଯନ୍ତ୍ର ଯଥା ସିତାର, ଗିଟାରରେ ତାରକୁ ଟାଣି କମ୍ପନ ସୃଷ୍ଟି କଲେ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ । ମନୁଷ୍ୟର ସ୍ୱର ପେଟିକା (vocal cord)ରେ ଥିବା ବାୟୁର କମ୍ପନରୁ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ।

Q2. ନିମ୍ନରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରଶ୍ନରେ ଦିଆଯାଇଥିବା ଚାରିଗୋଟି ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଉତ୍ତର ମଧ୍ୟରୁ ଠିକ୍ ଉତ୍ତର ବାଛି ଲେଖ ।

(a) ଧ୍ୱନି ନିମ୍ନୋକ୍ତ କେଉଁ ମାଧ୍ୟମରେ ଆଦୌ ଗତି କରିପାରିବ ନାହିଁ ?

(i) କଠିନ (ii) ତରଳ (iii) ଗ୍ୟାସ (iv) ଶୂନ୍ୟ

ଉତ୍ତର: (iv) ଶୂନ୍ୟ

ବ୍ୟାଖ୍ୟା: ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରଣ ପାଇଁ ଏକ ମାଧ୍ୟମ (କଠିନ, ତରଳ, ବା ଗ୍ୟାସ) ଆବଶ୍ୟକ । ଶୂନ୍ୟରେ କୌଣସି କଣିକା ନଥିବାରୁ ଧ୍ୱନି ସେଥିରେ ଗତି କରିପାରେ ନାହିଁ ।

(b) ହର୍ସ ହେଉଛି–

(i) ସେକେଣ୍ଡ (ii) ସେକେଣ୍ଡ⁻¹ (iii) ମିଟର (iv) ମିଟର⁻¹

ଉତ୍ତର: (ii) ସେକେଣ୍ଡ⁻¹

ବ୍ୟାଖ୍ୟା: ହର୍ସ (Hz) ହେଉଛି ଆବୃତ୍ତିର S.I. ଏକକ । ଆବୃତ୍ତି (f) = ୧/ଆବର୍ତ୍ତକାଳ (T) । ଆବର୍ତ୍ତକାଳର ଏକକ ସେକେଣ୍ଡ (s) ହୋଇଥିବାରୁ, ଆବୃତ୍ତିର ଏକକ ୧/s ବା s⁻¹ ଅଟେ ।

(c) ସମୁଦ୍ରର ଗଭୀରତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବାକୁ କେଉଁ ଯନ୍ତ୍ର ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ?

(i) ସୋନାର (ii) ରେଡ଼ାର (iii) ମିଟର ସ୍କେଲ (iv) ଏମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ କେଉଁଟି ନୁହେଁ ।

ଉତ୍ତର: (i) ସୋନାର

ବ୍ୟାଖ୍ୟା: ସୋନାର (SONAR) ହେଉଛି ଏକ ଯନ୍ତ୍ର ଯାହା ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗ ବ୍ୟବହାର କରି ସମୁଦ୍ରର ଗଭୀରତା ଓ ଜଳ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ବସ୍ତୁର ଅବସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ ।

(d) କେଉଁ ମାଧ୍ୟମରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ସର୍ବାଧିକ ?

(i) କଠିନ (ii) ତରଳ (iii) ଗ୍ୟାସ (iv) ଏମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ କେଉଁଟି ନୁହେଁ ।

ଉତ୍ତର: (i) କଠିନ

ବ୍ୟାଖ୍ୟା: ଧ୍ୱନିର ବେଗ କଠିନ ମାଧ୍ୟମରେ ସର୍ବାଧିକ, ତାପରେ ତରଳ ଓ ସର୍ବନିମ୍ନ ଗ୍ୟାସୀୟ ମାଧ୍ୟମରେ ହୋଇଥାଏ । କାରଣ କଠିନ ମାଧ୍ୟମରେ କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଘନ ଭାବରେ ସଜ୍ଜିତ ହୋଇଥାନ୍ତି, ଫଳରେ କମ୍ପନ ଶୀଘ୍ର ସଞ୍ଚାରିତ ହୁଏ ।

Q3. ଧ୍ୱନିର ଏକ ଉତ୍ସ ନିକଟରେ ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ କିପରି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ନାମାଙ୍କିତ ଚିତ୍ର ମାଧ୍ୟମରେ ବୁଝାଅ ।

ଉତ୍ତର:

ଯେତେବେଳେ ଏକ ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସ (ଯଥା: ଟ୍ୟୁନିଙ୍ଗ ଫର୍କ) କମ୍ପିତ ହୁଏ, ଏହା ତାହାର ଚତୁଃପାର୍ଶ୍ୱରେ ଥିବା ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମକୁ ପ୍ରସାରିତ କରେ । ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସର କମ୍ପନ ଯୋଗୁଁ ବାୟୁର କଣିକାମାନେ ନିଜ ସ୍ଥାନରେ ଦୋଳାୟିତ ହୁଅନ୍ତି । ଏହି ଦୋଳନ ଯୋଗୁଁ ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୀଡ଼ନ (Compression - C) ଓ ବିରଳନ (Rarefaction - R) ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ।

ଏହିପରି, ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସର କମ୍ପନ ଯୋଗୁଁ ମାଧ୍ୟମରେ କ୍ରମାନ୍ୱୟରେ ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ସଞ୍ଚାରିତ ହୁଏ ।

ନାମାଙ୍କିତ ଚିତ୍ର:

(ଚିତ୍ର ୯.୫ ପାଠ୍ୟପୁସ୍ତକରେ ଦିଆଯାଇଛି, ଯାହା ଟ୍ୟୁନିଙ୍ଗ ଫର୍କର କମ୍ପନରୁ ସୃଷ୍ଟି ହେଉଥିବା ସଂପୀଡ଼ନ (C) ଓ ବିରଳନ (R) ଦର୍ଶାଉଛି । ଏଠାରେ ତାହାକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି ।)

Speaker

C R C R C R C

(ଏହି ଚିତ୍ରରେ C ସଂପୀଡ଼ନ ଓ R ବିରଳନକୁ ସୂଚାଏ ।)

Q4. ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରଣ ପାଇଁ ଏକ ମାଧ୍ୟମ ଆବଶ୍ୟକ – ଏକ ସରଳ ପରୀକ୍ଷା ଦ୍ୱାରା ଏହାକୁ ବୁଝାଅ ।

ଉତ୍ତର:

ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରଣ ପାଇଁ ଏକ ମାଧ୍ୟମ ଆବଶ୍ୟକ ବୋଲି ପ୍ରମାଣ କରିବା ପାଇଁ ବେଲ୍‌ଜାର ପରୀକ୍ଷା (Bell Jar Experiment) କରାଯାଏ ।

ପରୀକ୍ଷା ପ୍ରଣାଳୀ:

୧. ଏକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବେଲ୍‌ (electric bell) ଓ ଏକ ବାୟୁରୁଦ୍ଧ (air-tight) ବେଲ୍‌ଜାର ନିଅ ।

୨. ବେଲ୍‌ଜାର ମଧ୍ୟରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବେଲ୍‌କୁ ଝୁଲାଇ ରଖ । ବେଲ୍‌ର ତାରକୁ ବେଲ୍‌ଜାର ମୁହଁରେ ଥିବା କର୍କ (cork) ବାଟେ ବାହାରକୁ କାଢ଼ି ଏକ ବାହ୍ୟ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପରିପଥ ସହ ସଂଯୁକ୍ତ କର ।

୩. ବେଲ୍‌ଜାରକୁ ଏକ ବାୟୁ ନିଷ୍କାସନ ଯନ୍ତ୍ର (vacuum pump) ସହ ସଂଯୁକ୍ତ କର ।

୪. ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପରିପଥକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କର । ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବେଲ୍‌ ବାଜିବ ଓ ତୁମେ ତାହାର ଧ୍ୱନି ଶୁଣିପାରିବ । ଏହାର କାରଣ ହେଉଛି ବେଲ୍‌ଜାର ମଧ୍ୟରେ ବାୟୁ ଥିବାରୁ ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରିତ ହୋଇପାରୁଛି ।

୫. ବର୍ତ୍ତମାନ ବାୟୁ ନିଷ୍କାସନ ଯନ୍ତ୍ର ସାହାଯ୍ୟରେ ବେଲ୍‌ଜାରରୁ ବାୟୁ ନିଷ୍କାସନ କର । ବେଲ୍‌ଜାରରୁ ବାୟୁ କମି ଆସୁଥିବାବେଳେ ଧ୍ୱନିର ପ୍ରବଳତା (loudness) ମଧ୍ୟ କ୍ଷୀଣ ହୋଇ ଆସିବ ।

୬. ଯେତେବେଳେ ବେଲ୍‌ଜାରଟି ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବାୟୁଶୂନ୍ୟ ହୋଇଯିବ, ସେତେବେଳେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବେଲ୍‌ର ହାତୁଡ଼ି ତାର ଗିନା ଉପରେ ବାଡ଼େଇ ହେଉଥିଲେ ମଧ୍ୟ ଆଉ ଧ୍ୱନି ଶୁଣାଯିବ ନାହିଁ ।

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ:

ଏହି ପରୀକ୍ଷାରୁ ପ୍ରମାଣିତ ହୁଏ ଯେ ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରଣ ପାଇଁ ଏକ ମାଧ୍ୟମ ଆବଶ୍ୟକ ଏବଂ ଶୂନ୍ୟରେ ଧ୍ୱନି ଗତି କରିପାରେ ନାହିଁ ।

Q5. ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗକୁ କାହିଁକି ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ କୁହାଯାଏ ?

ଉତ୍ତର:

ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗକୁ ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ କୁହାଯାଏ କାରଣ ଏଥିରେ ମାଧ୍ୟମର କଣିକାମାନେ ତରଙ୍ଗର ଗତିର ଦିଗରେ ସମାନ୍ତର ଭାବେ ଦୋଳନ କରନ୍ତି ।

ଯେତେବେଳେ ଏକ ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସ କମ୍ପିତ ହୁଏ, ଏହା ତା’ ନିକଟରେ ଥିବା ବାୟୁ କଣିକାମାନଙ୍କୁ କମ୍ପିତ କରାଏ । ଏହି କଣିକାମାନେ ନିଜ ସ୍ଥାନରୁ ବିସ୍ଥାପିତ ହୋଇ ପରବର୍ତ୍ତୀ କଣିକା ଉପରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରନ୍ତି ଏବଂ ପୁଣି ନିଜ ମାଧ୍ୟାବସ୍ଥାକୁ ଫେରିଆସନ୍ତି । ଏହିପରି ଭାବରେ, କଣିକାମାନେ ତରଙ୍ଗର ଗତି ଦିଗରେ ଆଗକୁ ପଛକୁ ଦୋଳନ କରି ଶକ୍ତିକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରନ୍ତି । ତେଣୁ, ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ଏକ ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ତରଙ୍ଗ ।

Q6. ଏକ ଅନ୍ଧାର ଘରେ ବସିଥିବା ତୁମ ବନ୍ଧୁଙ୍କ ଆବାଜରୁ ବନ୍ଧୁଙ୍କ ଉପସ୍ଥିତି ତୁମେ ଧ୍ୱନିର କେଉଁ ଗୁଣଯୋଗୁ ଜାଣିପାର ?

ଉତ୍ତର:

ଏକ ଅନ୍ଧାର ଘରେ ବସିଥିବା ବନ୍ଧୁଙ୍କ ଆବାଜରୁ ତାଙ୍କ ଉପସ୍ଥିତି ଧ୍ୱନିର ସ୍ୱରବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ (Timbre) ବା ଗୁଣବତ୍ତା (Quality) ଗୁଣଯୋଗୁଁ ଜାଣିହୁଏ ।

ସ୍ୱରବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ହେଉଛି ଧ୍ୱନିର ଏକ ଲକ୍ଷଣ ଯାହାଦ୍ୱାରା ଦୁଇଟି ସମାନ ତାରତ୍ୱ ଓ ସମାନ ପ୍ରବଳତା ବିଶିଷ୍ଟ ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରଭେଦ ବାରିହୁଏ । ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟକ୍ତିର ସ୍ୱରର ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସ୍ୱରବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଥାଏ, ଯାହା ତାଙ୍କୁ ଅନ୍ୟମାନଙ୍କଠାରୁ ଅଲଗା କରିଥାଏ । ତେଣୁ, ଆମେ ଅନ୍ଧାରରେ ମଧ୍ୟ ବନ୍ଧୁଙ୍କ ସ୍ୱର ଶୁଣି ତାଙ୍କୁ ଚିହ୍ନିପାରୁ ।

Q7. ବିଜ୍ଞାନ ସମ୍ମତ କାରଣ ଦର୍ଶାଅ ।

(a) ଏକା ସମୟରେ ବିଜୁଳି ଓ ଘଡ଼ଘଡ଼ି ସୃଷ୍ଟି ହେଉଥିଲେ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଥମେ ବିଜୁଳି ଦେଖାଯାଏ ଏବଂ ତାହାର କିଛି ସମୟପରେ ଘଡ଼ଘଡ଼ି ଶୁଣାଯାଏ ।

ଉତ୍ତର:

ବିଜୁଳି ଓ ଘଡ଼ଘଡ଼ି ଏକା ସମୟରେ ସୃଷ୍ଟି ହୁଅନ୍ତି । ମାତ୍ର ଆଲୋକର ବେଗ (୩ × ୧୦⁸ m/s) ଧ୍ୱନିର ବେଗ (ବାୟୁରେ ପ୍ରାୟ ୩୪୬ m/s) ଠାରୁ ବହୁତ ଅଧିକ । ତେଣୁ, ବିଜୁଳିର ଆଲୋକ ଆମ ପାଖରେ ଘଡ଼ଘଡ଼ିର ଧ୍ୱନି ପୂର୍ବରୁ ପହଞ୍ଚେ । ଏହି କାରଣରୁ ଆମେ ପ୍ରଥମେ ବିଜୁଳି ଦେଖୁ ଏବଂ ତାହାର କିଛି ସମୟ ପରେ ଘଡ଼ଘଡ଼ି ଶୁଣୁ ।

(b) ବାଦୁଡ଼ି ଅନ୍ଧାର ରାତିରେ ତାହାର ଶିକାର ଧରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହୁଏ ?

ଉତ୍ତର:

ବାଦୁଡ଼ିମାନେ ଅନ୍ଧାର ରାତିରେ ଶିକାର ଧରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହୁଅନ୍ତି କାରଣ ସେମାନେ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଧ୍ୱନି (ultrasonic sound) ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି । ବାଦୁଡ଼ିମାନେ ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତିର ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗ ନିର୍ଗତ କରନ୍ତି । ଏହି ତରଙ୍ଗଗୁଡ଼ିକ ଯେତେବେଳେ କୌଣସି ବସ୍ତୁ (ଯଥା: ଶିକାର) ଉପରେ ପଡ଼ି ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ, ସେମାନେ ତାହାକୁ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି । ଏହି ପ୍ରତିଫଳିତ ତରଙ୍ଗର ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ଓ ତୀବ୍ରତାକୁ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରି ବାଦୁଡ଼ିମାନେ ବସ୍ତୁର ଦୂରତା, ଆକାର ଓ ଅବସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିପାରନ୍ତି । ଏହି କୌଶଳକୁ ସୋନାର (SONAR) କୁହାଯାଏ । ଏହିପରି ଭାବରେ ବାଦୁଡ଼ିମାନେ ଅନ୍ଧାରରେ ମଧ୍ୟ ସେମାନଙ୍କ ଶିକାରକୁ ଧରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହୁଅନ୍ତି ।

Q8. ସାଧାରଣ ମଣିଷର ଧ୍ୱନି ପରିସର 20Hz ରୁ 20kHz । ଏହି ଦୁଇ ଆବୃତ୍ତିର ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ କେତେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କର । (v = 344m/s)

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ଧ୍ୱନିର ବେଗ (v) = 344 m/s

ମଣିଷର ଶ୍ରାବ୍ୟ ଆବୃତ୍ତି ପରିସର = 20 Hz ରୁ 20 kHz

ପ୍ରଥମ କ୍ଷେତ୍ର: ସର୍ବନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତି (f₁) = 20 Hz

ଆମେ ଜାଣିଛେ, v = fλ

ତେଣୁ, λ₁ = v / f₁

λ₁ = 344 m/s / 20 Hz

λ₁ = 17.2 m

ସର୍ବନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତି 20 Hz ପାଇଁ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ହେଉଛି 17.2 ମିଟର ।

ଦ୍ୱିତୀୟ କ୍ଷେତ୍ର: ସର୍ବୋଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି (f₂) = 20 kHz = 20000 Hz

ଆମେ ଜାଣିଛେ, v = fλ

ତେଣୁ, λ₂ = v / f₂

λ₂ = 344 m/s / 20000 Hz

λ₂ = 0.0172 m

ସର୍ବୋଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି 20 kHz ପାଇଁ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ହେଉଛି 0.0172 ମିଟର ।

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ସାଧାରଣ ମଣିଷର ଶ୍ରାବ୍ୟ ପରିସରର ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ 0.0172 ମିଟର ରୁ 17.2 ମିଟର ମଧ୍ୟରେ ରହିଥାଏ ।

Q9. ତୁମର ଦୁଇ ସାଙ୍ଗ ଗୋଟିଏ ଏଲୁମିନିୟମ ଦଣ୍ଡର ଉଭୟ ପାର୍ଶ୍ଵରେ ବସିଛନ୍ତି । ଜଣେ ସାଙ୍ଗ ଗୋଟିଏ ପଥର ଦ୍ୱାରା ଏଲୁମିନିୟମ୍ ଦଣ୍ଡକୁ ଆଘାତ କଲା । ଅନ୍ୟ ସାଙ୍ଗ ପାଖକୁ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ବାୟୁରେ ଏବଂ ଏଲୁମିନିୟମରେ ପହଞ୍ଚୁବା ସମୟର ଅନୁପାତ କେତେ ?

ଉତ୍ତର:

ଏଲୁମିନିୟମ ଦଣ୍ଡର ଦୈର୍ଘ୍ୟ (d) କୁ ଧରନ୍ତୁ ।

ବାୟୁରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ (v_air) = 346 m/s (୨୫°C ତାପମାତ୍ରାରେ ସାରଣୀ ୯.୧ ଅନୁଯାୟୀ)

ଏଲୁମିନିୟମରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ (v_Al) = 6420 m/s (ସାରଣୀ ୯.୧ ଅନୁଯାୟୀ)

ବାୟୁ ମାଧ୍ୟମରେ ଧ୍ୱନି ପହଞ୍ଚିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ସମୟ (t_air):

ସମୟ = ଦୂରତା / ବେଗ

t_air = d / v_air

t_air = d / 346

ଏଲୁମିନିୟମ ମାଧ୍ୟମରେ ଧ୍ୱନି ପହଞ୍ଚିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ସମୟ (t_Al):

ସମୟ = ଦୂରତା / ବେଗ

t_Al = d / v_Al

t_Al = d / 6420

ସମୟର ଅନୁପାତ:

t_air / t_Al = (d / 346) / (d / 6420)

t_air / t_Al = (d / 346) × (6420 / d)

t_air / t_Al = 6420 / 346

t_air / t_Al ≈ 18.55

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ବାୟୁରେ ଏବଂ ଏଲୁମିନିୟମରେ ଧ୍ୱନି ପହଞ୍ଚିବା ସମୟର ଅନୁପାତ ପ୍ରାୟ 18.55 : 1 । ଅର୍ଥାତ୍, ଏଲୁମିନିୟମରେ ଧ୍ୱନି ବାୟୁ ତୁଳନାରେ ପ୍ରାୟ ୧୮.୫୫ ଗୁଣ ଶୀଘ୍ର ପହଞ୍ଚିବ ।

Q10. ଏକ ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସର ତରଙ୍ଗ ଆବୃତ୍ତି 100Hz ହେଲେ, ଏହା ଏକ ମିନିଟରେ କେତେ ଥର କମ୍ପିତ ହେବ ?

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସର ଆବୃତ୍ତି (f) = 100 Hz

ଆବୃତ୍ତିର ସଂଜ୍ଞା ଅନୁଯାୟୀ, 100 Hz ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସଟି ପ୍ରତି ସେକେଣ୍ଡରେ 100 ଥର କମ୍ପିତ ହୁଏ ।

ସମୟ = 1 ମିନିଟ = 60 ସେକେଣ୍ଡ

1 ସେକେଣ୍ଡରେ କମ୍ପନ ସଂଖ୍ୟା = 100 ଥର

60 ସେକେଣ୍ଡରେ କମ୍ପନ ସଂଖ୍ୟା = 100 × 60

= 6000 ଥର

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସଟି ଏକ ମିନିଟରେ 6000 ଥର କମ୍ପିତ ହେବ ।

Q11. ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମ, ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନ ପାଇଁ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ କି ? ଏହାକୁ ବୁଝାଅ ।

ଉତ୍ତର:

ହଁ, ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମ, ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନ ପାଇଁ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ । ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟ ଆଲୋକ ପରି କଠିନ ବା ତରଳ ପୃଷ୍ଠରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ ଏବଂ ନିମ୍ନଲିଖିତ ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମଗୁଡ଼ିକୁ ମାନିଥାଏ:

୧. ଆପତନ କୋଣ ଓ ପ୍ରତିଫଳିତ କୋଣ ସମାନ: ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ଯେଉଁ କୋଣରେ ପ୍ରତିଫଳକ ପୃଷ୍ଠରେ ପଡ଼େ (ଆପତନ କୋଣ), ସେହି ସମାନ କୋଣରେ ତାହା ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ (ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ) । ଅର୍ଥାତ୍, ଆପତନ କୋଣ (∠i) = ପ୍ରତିଫଳନ କୋଣ (∠r) ।

୨. ସମତଳରେ ଅବସ୍ଥାନ: ଆପତିତ ଧ୍ୱନି, ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ଏବଂ ଆପତନ ବିନ୍ଦୁରେ ପ୍ରତିଫଳକ ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରତି ଅଙ୍କିତ ଅଭିଲମ୍ବ (normal) ଏକା ସମତଳରେ ଅବସ୍ଥାନ କରନ୍ତି ।

ଏହି ନିୟମଗୁଡ଼ିକ ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ସମାନ । ତେଣୁ, ଆଲୋକ ପ୍ରତିଫଳନ ନିୟମ ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନ ପାଇଁ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ।

Q12. ଏକ ଦୂର ବସ୍ତୁରୁ ଧ୍ୱନି ଯେତେବେଳେ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ, ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ । ଯଦି ପ୍ରତିଫଳନ ପୃଷ୍ଠ ଏବଂ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟିର ଉତ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ସମାନ ରହେ, ତାହାହେଲେ ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ଦିନରେ ତୁମେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିପାରିବ କି ?

ଉତ୍ତର:

ନା, ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ଦିନରେ ପ୍ରତିଫଳନ ପୃଷ୍ଠ ଓ ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ସମାନ ରହିଲେ ମଧ୍ୟ ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିବା ସମ୍ଭବ ନୁହେଁ ।

କାରଣ:

ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିବା ପାଇଁ ମୂଳ ଧ୍ୱନି ଓ ପ୍ରତିଫଳିତ ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟରେ ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ଅତି କମ୍‌ରେ ୦.୧ ସେକେଣ୍ଡ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ ।

ଆମେ ଜାଣିଛେ ଯେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ମାଧ୍ୟମର ତାପମାତ୍ରା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । ତାପମାତ୍ରା ବଢ଼ିଲେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ବଢ଼େ ।

ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ଦିନରେ ବାୟୁର ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ ଥିବାରୁ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ମଧ୍ୟ ଅଧିକ ହେବ । ଫଳରେ, ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସରୁ ପ୍ରତିଫଳକ ପୃଷ୍ଠକୁ ଯାଇ ପୁଣି ଫେରିବା ପାଇଁ କମ୍ ସମୟ ଲାଗିବ । ଯଦି ଏହି ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ୦.୧ ସେକେଣ୍ଡରୁ କମ୍ ହୁଏ, ତେବେ ମୂଳ ଧ୍ୱନି ଓ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ପରସ୍ପର ସହିତ ମିଶିଯିବ ଏବଂ ଆମେ ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣିପାରିବା ନାହିଁ ।

ତେଣୁ, ଦୂରତା ସମାନ ରହିଲେ ମଧ୍ୟ, ଉତ୍ତପ୍ତ ଦିନରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ବୃଦ୍ଧି ଯୋଗୁଁ ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ କମିଯାଏ, ଫଳରେ ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଶୁଣାଯାଏ ନାହିଁ ।

Q13. ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନର ଦୁଇଟି ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗ ଲେଖ ।

ଉତ୍ତର:

ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନର ଦୁଇଟି ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗ ନିମ୍ନରେ ଦିଆଗଲା:

୧. ମେଗାଫୋନ ଓ କାହାଳୀ (Megaphone and Horn): ମେଗାଫୋନ, କାହାଳୀ ଏବଂ କେତେକ ବାଦ୍ୟଯନ୍ତ୍ର (ଯଥା: ସାହାନାଇ, ଟ୍ରମ୍ପେଟ) ଧ୍ୱନିର ବହୁ ପ୍ରତିଫଳନ ନୀତି ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରନ୍ତି । ଏଗୁଡ଼ିକ ଶଙ୍ଖ (conical) ସଦୃଶ ମୁହଁ ଥାଇ ଗଢ଼ା ହୋଇଥାଏ ଯାହା ଧ୍ୱନିକୁ ବିଚ୍ଛୁରିତ ନକରାଇ କେବଳ ଗୋଟିଏ ଦିଗରେ ସଞ୍ଚାରିତ କରାଏ । ଫଳରେ, ଧ୍ୱନି ଦୂରକୁ ଶୁଣାଯାଏ ।

୨. ଷ୍ଟେଥୋସ୍କୋପ (Stethoscope): ଡାକ୍ତରମାନେ ରୋଗୀର ହୃତ୍‌ପିଣ୍ଡର ସ୍ପନ୍ଦନ ବା ଫୁସ୍‌ଫୁସ୍‌ର କ୍ଷୀଣ ଧ୍ୱନିକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ ଶୁଣିବା ପାଇଁ ଷ୍ଟେଥୋସ୍କୋପ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି । ଏହି ଯନ୍ତ୍ରରେ ଧ୍ୱନିର ବହୁ ପ୍ରତିଫଳନ ଯୋଗୁଁ କ୍ଷୀଣ ଧ୍ୱନି ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ଶୁଣାଯାଏ ।

Q14. ଗୋଟିଏ ପୋଖରୀ କୂଳକୁ ଲାଗି 500m ଉଚ୍ଚର ଏକ ଟାୱାର ଅଛି । ଏହି ଟାୱାର ଶୀର୍ଷରୁ ଗୋଟିଏ ପଥର ପୋଖରୀର ପାଣିକୁ ଖସିପଡ଼ିଲା । ପଥରର ପାଣିରେ ପଡ଼ିବାର ଶବ୍ଦ କେତେ ସମୟ ପରେ ଶୁଣାଯିବ ? (g = 10m/s², v = 340m/s)

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ଟାୱାରର ଉଚ୍ଚତା (h) = 500 m

ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ଜନିତ ତ୍ୱରଣ (g) = 10 m/s²

ବାୟୁରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ (v) = 340 m/s

ପଥରଟି ଟାୱାର ଶୀର୍ଷରୁ ପାଣିରେ ପଡ଼ିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ସମୟ (t₁):

ମୁକ୍ତ ପତନର ସୂତ୍ର ଅନୁଯାୟୀ: h = ut + (1/2)gt²

ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ବେଗ (u) = 0 (ପଥରଟି ଖସିପଡ଼ିଲା)

500 = 0 × t₁ + (1/2) × 10 × t₁²

500 = 5 t₁²

t₁² = 500 / 5

t₁² = 100

t₁ = √100

t₁ = 10 s

ପଥର ପାଣିରେ ପଡ଼ିବା ପରେ ଧ୍ୱନି ଶ୍ରୋତାଙ୍କ ପାଖରେ ପହଞ୍ଚିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ସମୟ (t₂):

ଧ୍ୱନିର ବେଗ = ଦୂରତା / ସମୟ

v = h / t₂

t₂ = h / v

t₂ = 500 m / 340 m/s

t₂ ≈ 1.47 s

ଶବ୍ଦ ଶୁଣାଯିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ମୋଟ ସମୟ (T) = t₁ + t₂

T = 10 s + 1.47 s

T = 11.47 s

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ପଥରର ପାଣିରେ ପଡ଼ିବାର ଶବ୍ଦ ପ୍ରାୟ 11.47 ସେକେଣ୍ଡ ପରେ ଶୁଣାଯିବ ।

Q15. ଏକ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ 334m/s ବେଗରେ ଗତି କରେ । ଏହାର ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ 1.5cm ହେଲେ, ତରଙ୍ଗର ଆବୃତ୍ତି କେତେ ହେବ ? ଏହା ଶୁଣାଯିବ କି ନାହିଁ ।

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ (v) = 334 m/s

ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ (λ) = 1.5 cm = 1.5 / 100 m = 0.015 m

ତରଙ୍ଗର ଆବୃତ୍ତି (f) ନିର୍ଣ୍ଣୟ:

ଆମେ ଜାଣିଛେ, v = fλ

ତେଣୁ, f = v / λ

f = 334 m/s / 0.015 m

f = 22266.67 Hz

ଏହା ଶୁଣାଯିବ କି ନାହିଁ:

ମଣିଷର ଶ୍ରାବ୍ୟ ଆବୃତ୍ତି ପରିସର 20 Hz ରୁ 20 kHz (20000 Hz) ।

ଆମେ ଗଣନା କରିଥିବା ଆବୃତ୍ତି ହେଉଛି 22266.67 Hz, ଯାହା 20 kHz ରୁ ଅଧିକ ।

ତେଣୁ, ଏହି ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ମଣିଷ କାନକୁ ଶୁଣାଯିବ ନାହିଁ । ଏହା ଏକ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଧ୍ୱନି ।

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ତରଙ୍ଗର ଆବୃତ୍ତି 22266.67 Hz ହେବ ଏବଂ ଏହା ମଣିଷ କାନକୁ ଶୁଣାଯିବ ନାହିଁ ।

Q16. ପ୍ରତିନାଦ କାହାକୁ କୁହାଯାଏ ? ଏହାକୁ କିପରି କମ୍ କରାଯାଇ ପାରିବ ?

ଉତ୍ତର:

ପ୍ରତିନାଦ (Reverberation):

କୌଣସି ବଡ଼ ହଲ୍‌ରେ ଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟିହେଲେ ଏହା ବାରମ୍ବାର ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ କ୍ଷୀଣ ନହେଲା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କିଛି ସମୟ ଧରି ବାରମ୍ବାର ସେହି ହଲ୍‌ରେ ଶୁଭେ । ଧ୍ୱନିର ଏହି ପୁନଃପୁନଃ ପ୍ରତିଫଳନ ଯୋଗୁଁ ଯେଉଁ ପୁନଃପୁନଃ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ତାହାକୁ ପ୍ରତିନାଦ କୁହାଯାଏ । ଅତ୍ୟଧିକ ପ୍ରତିନାଦ ଧ୍ୱନିକୁ ଅସ୍ପଷ୍ଟ ଓ ଅଶ୍ରାବ୍ୟ କରିଥାଏ ।

ପ୍ରତିନାଦକୁ କମ୍ କରିବାର ଉପାୟ:

ଅଡ଼ିଟୋରିୟମ୍‌ ବା ବଡ଼ ହଲ୍‌ରେ ପ୍ରତିନାଦକୁ କମ୍ କରିବା ପାଇଁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ଅବଲମ୍ବନ କରାଯାଏ:

୧. ଧ୍ୱନି ଶୋଷଣକାରୀ ପଦାର୍ଥର ବ୍ୟବହାର: ହଲ୍‌ର ଛାତ ଓ ଭିତର କାନ୍ଥକୁ ଧ୍ୱନି ଶୋଷଣକାରୀ ପଦାର୍ଥ ଯଥା: ସଙ୍କୁଚିତ ଫାଇବର (compressed fibreboard), ବନ୍ଧୁର ପ୍ଲାଷ୍ଟର (rough plaster) କିମ୍ବା କନାର ବସ୍ତୁ (draperies) ଦ୍ୱାରା ଆଚ୍ଛାଦିତ କରାଯାଏ ।

୨. ଆସବାବପତ୍ର: ହଲ୍‌ରେ ଥିବା ଚୌକିଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ଧ୍ୱନି ଶୋଷଣକାରୀ ପଦାର୍ଥରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଏ ।

୩. ପରଦା: ଝରକା ଓ କବାଟରେ ମୋଟା ପରଦା ଲଗାଇବା ଦ୍ୱାରା ଧ୍ୱନି ଶୋଷିତ ହୁଏ ।

Q17. ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା କାହାକୁ କହନ୍ତି ? ଏହା କେଉଁ କେଉଁ କାରକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ ?

ଉତ୍ତର:

ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା (Intensity of Sound):

ମାଧ୍ୟମର ଗୋଟିଏ ବିନ୍ଦୁ ଚାରିପଟେ ତରଙ୍ଗ ଗତିର ଅଭିଲମ୍ବ ଦିଗରେ ଏକକ କ୍ଷେତ୍ରଫଳବିଶିଷ୍ଟ କ୍ଷେତ୍ର ମଧ୍ୟଦେଇ ପ୍ରତି ସେକେଣ୍ଡରେ ଯେତିକି ଧ୍ୱନି ଶକ୍ତି ଅତିକ୍ରମ କରେ, ତାହାର ପରିମାଣକୁ ସେହି ବିନ୍ଦୁରେ ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା କୁହାଯାଏ । ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତାକୁ ୱାଟ୍ ପ୍ରତି ବର୍ଗମିଟର (W/m²) ଏକକରେ ମପାଯାଏ ।

ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା ନିର୍ଭର କରୁଥିବା କାରକଗୁଡ଼ିକ:

ଧ୍ୱନିର ତୀବ୍ରତା ନିମ୍ନଲିଖିତ କାରକଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ:

୧. ଆୟାମ (Amplitude): ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ଆୟାମ ବଢ଼ିଲେ ତୀବ୍ରତା ବଢ଼େ । ତୀବ୍ରତା ଆୟାମର ବର୍ଗର ସମାନୁପାତିକ (Intensity ∝ A²) ।

୨. ଦୂରତା (Distance): ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସରୁ ଦୂରତା ବଢ଼ିଲେ ତୀବ୍ରତା କମେ । ତୀବ୍ରତା ଦୂରତାର ବର୍ଗର ବ୍ୟସ୍ତାନୁପାତିକ (Intensity ∝ 1/d²) ।

୩. ଉତ୍ସର କ୍ଷେତ୍ରଫଳ (Area of Source): ଧ୍ୱନି ଉତ୍ସର କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ବଢ଼ିଲେ ତୀବ୍ରତା ବଢ଼େ ।

୪. ମାଧ୍ୟମର ଘନତ୍ୱ (Density of Medium): ମାଧ୍ୟମର ଘନତ୍ୱ ବଢ଼ିଲେ ତୀବ୍ରତା ବଢ଼େ ।

୫. ମାଧ୍ୟମର ଗତି (Motion of Medium): ଯଦି ମାଧ୍ୟମ ଧ୍ୱନିର ଗତି ଦିଗରେ ଗତି କରେ, ତୀବ୍ରତା ବଢ଼େ ଏବଂ ବିପରୀତ ଦିଗରେ ଗତି କଲେ ତୀବ୍ରତା କମେ ।

Q18. ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନିକ ଯନ୍ତ୍ରପାତିକୁ ପରିଷ୍କାର କରିବାରେ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ କିପରି ସହାୟକ ହୁଏ ?

ଉତ୍ତର:

ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ (ultrasound) ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି ବିଶିଷ୍ଟ ତରଙ୍ଗ ହୋଇଥିବାରୁ ଏହା ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନିକ ଯନ୍ତ୍ରପାତିକୁ ପରିଷ୍କାର କରିବାରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ।

ପ୍ରଣାଳୀ:

୧. ଯେଉଁ ଇଲେକ୍‌ଟ୍ରୋନିକ ସାମଗ୍ରୀ (ଯଥା: ସ୍ପାଇରାଲ କୁଣ୍ଡଳୀ, ଅନିୟମିତ ଆକୃତିର ଅଂଶ)କୁ ସଫା କରିବାର ଥାଏ, ତାହାକୁ ଏକ ସଫା କରୁଥିବା ଦ୍ରବଣ (cleaning solution) ମଧ୍ୟରେ ରଖାଯାଏ ।

୨. ଏହାପରେ, ଏହି ଦ୍ରବଣ ମଧ୍ୟକୁ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପ୍ରବେଶ କରାଯାଏ ।

୩. ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗର ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି ଯୋଗୁଁ ଏହା ଦ୍ରବଣରେ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ସୃଷ୍ଟି କରେ । ଏହି ଶକ୍ତି ଯୋଗୁଁ ଦ୍ରବଣରେ ଥିବା କଣିକାମାନେ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ କମ୍ପିତ ହୁଅନ୍ତି ।

୪. ଏହି କମ୍ପନ ଫଳରେ, ସାମଗ୍ରୀ ଉପରେ ଲାଗିଥିବା ଗ୍ରୀଜ୍, ଧୂଳିକଣା, ମଇଳା ଇତ୍ୟାଦି ବସ୍ତୁ ମଧ୍ୟରୁ ବାହାରି ଆସି ଦ୍ରବଣ ମଧ୍ୟରେ ମିଶିଯାଏ ।

୫. ଫଳରେ, ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ଭଲଭାବରେ ସଫା ହୋଇଯାଏ ।

Q19. ସୋନାରର କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ପୟୋଗକୁ ବୁଝାଅ ।

ଉତ୍ତର:

ସୋନାର (SONAR - Sound Navigation And Ranging):

ସୋନାର ହେଉଛି ଏକ ଯନ୍ତ୍ର ଯାହା ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗ ବ୍ୟବହାର କରି ଜଳ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ବସ୍ତୁର ଉପସ୍ଥିତି, ଦୂରତା, ଦିଗ ଓ ବେଗ ଜାଣିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ । ଏହା ଧ୍ୱନି ପ୍ରତିଫଳନର ମୌଳିକ ନିୟମ ଉପରେ ପର୍ଯ୍ୟବେସିତ ।

କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ:

୧. ସୋନାରରେ ଏକ ଟ୍ରାନ୍‌ସ୍‌ମିଟର (transmitter) ଓ ଏକ ଡିଟେକ୍‌ଟର (detector) ଥାଏ । ଏହା ଜାହାଜ ବା ସବ୍‌ମାରିନ୍‌ରେ ଖଞ୍ଜା ହୋଇଥାଏ ।

୨. ଟ୍ରାନ୍‌ସ୍‌ମିଟର ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗ ପଲ୍‌ସ (pulse) ଆକାରରେ ଜଳ ଭିତରକୁ ପଠାଏ ।

୩. ଏହି ପଲ୍‌ସଗୁଡ଼ିକ ସମୁଦ୍ର ଶଯ୍ୟାରେ କିମ୍ବା ଜଳ ମଧ୍ୟରେ ବୁଡ଼ି ରହିଥିବା ଜାହାଜ, ପାହାଡ଼ ବା ଅନ୍ୟ ବସ୍ତୁମାନଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ ।

୪. ପ୍ରତିଫଳିତ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଡିଟେକ୍‌ଟର ସାହାଯ୍ୟରେ ଗୃହୀତ ହୁଏ ।

୫. ଡିଟେକ୍‌ଟର ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସଙ୍କେତ (signal) ରେ ପରିଣତ କରେ ଯାହାର ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଏ ।

୬. ଧ୍ୱନିର ପ୍ରେରଣ ଓ ପ୍ରତିଧ୍ୱନିର ଗ୍ରହଣ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ (t) ଏବଂ ଜଳରେ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ତରଙ୍ଗର ବେଗ (v) କୁ ବ୍ୟବହାର କରି ବସ୍ତୁର ଦୂରତା (d) ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ।

ପ୍ରୟୋଗ (Applications):

୧. ସମୁଦ୍ରର ଗଭୀରତା (depth) ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ।

୨. ଜଳ ମଧ୍ୟରେ ବୁଡ଼ି ରହିଥିବା ଜାହାଜ, ପାହାଡ଼, ବରଫ ସ୍ତୂପ (icebergs) ଓ ବୁଡ଼ାଜାହାଜ (submarines) ଇତ୍ୟାଦିର ଅବସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ।

୩. ମାଛ ଧରିବା ପାଇଁ ମାଛପଲର ଅବସ୍ଥିତି ଜାଣିବା ।

Q20. ଏକ ବୁଡ଼ାଜାହାଜରେ ଥିବା ସୋନାରଦ୍ୱାରା ଏକ ସିଗ୍‌ନାଲ ପଠାଗଲା ଏବଂ ତାହାର ପ୍ରତିଧ୍ୱନି 5 ସେକେଣ୍ଡ ପରେ ପହଞ୍ଚୂଲା । ଯଦି ବୁଡ଼ାଜାହାଜଠାରୁ ବସ୍ତୁର ଦୂରତା 3625m ହୁଏ, ତାହାହେଲେ ଜଳରେ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କର ।

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ପହଞ୍ଚିବାକୁ ଲାଗୁଥିବା ମୋଟ ସମୟ (t) = 5 ସେକେଣ୍ଡ

ବୁଡ଼ାଜାହାଜଠାରୁ ବସ୍ତୁର ଦୂରତା (d) = 3625 m

ସୋନାର ସୂତ୍ର ଅନୁଯାୟୀ: ୨d = v × t

ଯେଉଁଠାରେ v ହେଉଛି ଜଳରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ।

v = ୨d / t

v = (୨ × ୩୬୨୫ m) / ୫ s

v = ୭୨୫୦ m / ୫ s

v = ୧୪୫୦ m/s

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ଜଳରେ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ 1450 m/s ।

Q21. ଏକ ଧାତବ ବ୍ଳକରେ ଥିବା ବିଚ୍ୟୁତିକୁ କିପରି ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ପଦ୍ଧତିରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇପାରିବ ?

ଉତ୍ତର:

ଧାତବ ବ୍ଳକରେ ଥିବା ବିଚ୍ୟୁତି (defects) ବା ଫାଟକୁ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ପଦ୍ଧତିରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ପ୍ରଣାଳୀ ଅବଲମ୍ବନ କରାଯାଏ:

୧. ଏକ ଧାତବ ବ୍ଳକରେ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ପ୍ରବେଶ କରାଯାଏ ।

୨. ଏହି ତରଙ୍ଗଗୁଡ଼ିକ ଧାତବ ବ୍ଳକ ମଧ୍ୟରେ ଗତି କରନ୍ତି ।

୩. ଯଦି ଧାତବ ବ୍ଳକ ମଧ୍ୟରେ କୌଣସି ଫାଟ (crack) ବା ବିଚ୍ୟୁତି ଥାଏ, ତେବେ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ସେହି ଫାଟରୁ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇ ଫେରିଆସେ ।

୪. ଏକ ଡିଟେକ୍‌ଟର (detector) ସାହାଯ୍ୟରେ ଏହି ପ୍ରତିଫଳିତ ତରଙ୍ଗକୁ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଏ ।

୫. ପ୍ରତିଫଳିତ ତରଙ୍ଗର ସମୟ ବ୍ୟବଧାନ ଓ ତୀବ୍ରତାକୁ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରି ଫାଟର ଅବସ୍ଥିତି ଓ ଆକାର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ।

୬. ସାଧାରଣ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ (ଅଧିକ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ବିଶିଷ୍ଟ) ଏଥିପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ନାହିଁ, କାରଣ ଏହା ଫାଟ ବା ଫାଙ୍କା ସ୍ଥାନରୁ ବଙ୍କାଇଯାଇ ପାରେ । କିନ୍ତୁ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗର ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ କମ୍ ଥିବାରୁ ଏହା ସିଧାସଳଖ ଗତି କରି ଫାଟକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିପାରେ ।

ଏହି ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ଧାତବ ବ୍ଳକର ଗୁଣବତ୍ତା ଯାଞ୍ଚ କରାଯାଏ ଏବଂ ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ବ୍ଳକକୁ ବ୍ୟବହାରରୁ ବାଦ୍ ଦିଆଯାଏ, ଯାହା ବଡ଼ କୋଠାବାଡ଼ି, ପୋଲ ଓ କଳକାରଖାନା ନିର୍ମାଣରେ ସୁରକ୍ଷା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ ।

Q22. ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ଏକ ନାମାଙ୍କିତ ଚିତ୍ର ଅଙ୍କନ କର ।

ଉତ୍ତର:

(ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ଚିତ୍ର ୯.୧୯ ପାଠ୍ୟପୁସ୍ତକରେ ଦିଆଯାଇଛି । ଏଠାରେ ମୁଖ୍ୟ ଅଂଶଗୁଡ଼ିକର ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି ।)

ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ମୁଖ୍ୟ ଅଂଶଗୁଡ଼ିକ ହେଲା:

୧. ବାହ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ (Outer Ear):

୨. ମଧ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ (Middle Ear):

୩. ଅନ୍ତଃକର୍ଣ୍ଣ (Inner Ear):

Q23. ଆମେ କାନଦ୍ୱାରା କିପରି ଶୁଣୁ, ତାହାକୁ ବୁଝାଅ ।

ଉତ୍ତର:

ଆମେ କାନଦ୍ୱାରା ନିମ୍ନଲିଖିତ ପ୍ରଣାଳୀରେ ଶୁଣିଥାଉ:

୧. ଧ୍ୱନି ସଂଗ୍ରହ: ବାହ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣର ପିନା (pinna) ଚତୁଃପାର୍ଶ୍ୱରୁ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗକୁ ସଂଗ୍ରହ କରେ ।

୨. ଶ୍ରୁତିନାଳୀ ଦେଇ ଗତି: ସଂଗୃହୀତ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ଶ୍ରୁତିନାଳୀ (auditory canal) ଦେଇ ମଧ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣ ଆଡ଼କୁ ଗତି କରେ ।

୩. କର୍ଣ୍ଣପଟହର କମ୍ପନ: ଶ୍ରୁତିନାଳୀ ଶେଷରେ ଥିବା କର୍ଣ୍ଣପଟହ (eardrum) ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗ ଦ୍ୱାରା କମ୍ପିତ ହୁଏ । ଯେତେବେଳେ ସଂପୀଡ଼ନ କର୍ଣ୍ଣପଟହରେ ପହଞ୍ଚେ, ଏହା ଭିତରକୁ ଠେଲି ହୁଏ । ଯେତେବେଳେ ବିରଳନ ପହଞ୍ଚେ, ଏହା ବାହାରକୁ ଆସେ । ଏହିପରି କର୍ଣ୍ଣପଟହ ଆଗପଛ ହୋଇ କମ୍ପିତ ହୁଏ ।

୪. କମ୍ପନର ବୃଦ୍ଧି: ମଧ୍ୟ କର୍ଣ୍ଣରେ ଥିବା ତିନୋଟି ହାଡ଼ (ହାମର, ଆନ୍‌ଭିଲ, ଷ୍ଟିରପ୍) କର୍ଣ୍ଣପଟହର କମ୍ପନକୁ ବହୁଗୁଣିତ କରନ୍ତି ।

୫. ଅନ୍ତଃକର୍ଣ୍ଣକୁ ସଞ୍ଚାରଣ: ବହୁଗୁଣିତ କମ୍ପନ ଅନ୍ତଃକର୍ଣ୍ଣରେ ଥିବା କର୍ଣ୍ଣକମ୍ବୁକ (cochlea) କୁ ପଠାଯାଏ ।

୬. ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍‌ରେ ରୂପାନ୍ତର: କର୍ଣ୍ଣକମ୍ବୁକ ଚାପର ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍‌ରେ ପରିଣତ କରେ ।

୭. ମସ୍ତିଷ୍କକୁ ପ୍ରେରଣ ଓ ବ୍ୟାଖ୍ୟା: ଏହି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଗନାଲ୍‌ ଶ୍ରୁତି ସ୍ନାୟୁ (auditory nerve) ବାଟଦେଇ ମସ୍ତିଷ୍କକୁ ଯାଏ । ମସ୍ତିଷ୍କ ଏହି ସିଗନାଲ୍‌କୁ ବ୍ୟାଖ୍ୟାକରି ଧ୍ୱନି ଭାବରେ ବୁଝିପାରେ ।

ଏହିପରି ଭାବରେ ଆମେ କାନଦ୍ୱାରା ଧ୍ୱନି ଶୁଣିପାରୁ ।

Q24. ଜାହାଜରେ ଥିବା ଏକ ସୋନାରରୁ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ତରଙ୍ଗ ସମୁଦ୍ରର ନିମ୍ନଦେଶକୁ ପଠାଇ ପୁଣି ପ୍ରତିଫଳିତ ତରଙ୍ଗକୁ ଗ୍ରହଣ କରିବା ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସମୟର ବ୍ୟବଧାନ 2.1 ସେକେଣ୍ଡ । ସମୁଦ୍ରର ଗଭୀରତା 1400m ହେଲେ, ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ କେତେ ?

ଉତ୍ତର:

ଦତ୍ତ ଅଛି:

ସମୟର ବ୍ୟବଧାନ (t) = 2.1 ସେକେଣ୍ଡ

ସମୁଦ୍ରର ଗଭୀରତା (d) = 1400 m

ସୋନାର ସୂତ୍ର ଅନୁଯାୟୀ: ୨d = v × t

ଯେଉଁଠାରେ v ହେଉଛି ଜଳରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ।

v = ୨d / t

v = (୨ × ୧୪୦୦ m) / ୨.୧ s

v = ୨୮୦୦ m / ୨.୧ s

v = ୧୩୩୩.୩୩ m/s (ପ୍ରାୟ)

ସିଦ୍ଧାନ୍ତ: ଜଳରେ ଧ୍ୱନି ତରଙ୍ଗର ବେଗ ପ୍ରାୟ 1333.33 m/s ।

୪. ବୋର୍ଡ ପରୀକ୍ଷା ମାଷ୍ଟ୍ରି ଟିପ୍ସ ଓ ସାଧାରଣ ଭୁଲ୍ (Board Exam Tips & Pitfalls)

ପରୀକ୍ଷା ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ମାଷ୍ଟ୍ରି ଟିପ୍ସ:

୧. ମୂଳ ଧାରଣା ସ୍ପଷ୍ଟ କରନ୍ତୁ: ଧ୍ୱନିର ସୃଷ୍ଟି, ସଞ୍ଚାରଣ, ଲକ୍ଷଣ ଓ ପ୍ରତିଫଳନ ଭଳି ମୂଳ ଧାରଣାଗୁଡ଼ିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ବୁଝନ୍ତୁ ।

୨. ସଂଜ୍ଞା ଓ ସୂତ୍ର ମନେରଖନ୍ତୁ: ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ, ଆବୃତ୍ତି, ଆବର୍ତ୍ତକାଳ, ଆୟାମ, ତୀବ୍ରତା, ପ୍ରବଳତା ଇତ୍ୟାଦିର ସଂଜ୍ଞା ଓ ସୂତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ମନେରଖନ୍ତୁ । v = fλ ଏବଂ f = 1/T ସୂତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ।

୩. ଗାଣିତିକ ପ୍ରଶ୍ନ ଅଭ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ: ଅଧ୍ୟାୟରେ ଥିବା ଉଦାହରଣ ଓ ଅନୁଶୀଳନୀର ସମସ୍ତ ଗାଣିତିକ ପ୍ରଶ୍ନକୁ ବାରମ୍ବାର ଅଭ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ । ଏକକ (units) ଲେଖିବାକୁ ଭୁଲନ୍ତୁ ନାହିଁ ।

୪. ଚିତ୍ର ଅଙ୍କନ ଅଭ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ: ମାନବ କର୍ଣ୍ଣର ଗଠନ, ସୋନାରର କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀ, ସଂପୀଡ଼ନ ଓ ବିରଳନର ଚିତ୍ର ଇତ୍ୟାଦିକୁ ଅଙ୍କନ କରି ଅଭ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ । ନାମାଙ୍କନ ସଠିକ୍ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ ।

୫. ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝନ୍ତୁ: ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସାଉଣ୍ଡ ଓ ସୋନାରର ବିଭିନ୍ନ ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକୁ ମନେରଖନ୍ତୁ ଓ ବୁଝି ଲେଖିବାକୁ ଅଭ୍ୟାସ କରନ୍ତୁ ।

୬. ପାର୍ଥକ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ମନେରଖନ୍ତୁ: ତାରତ୍ୱ ଓ ପ୍ରବଳତା, ତୀବ୍ରତା ଓ ପ୍ରବଳତା, ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ଓ ପ୍ରତିନାଦ, ଇନ୍‌ଫ୍ରାସୋନିକ୍ ଓ ଅଲ୍‌ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଧ୍ୱନି ମଧ୍ୟରେ ପାର୍ଥକ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରନ୍ତୁ ।

୭. ସାରଣୀ ୯.୧: ବିଭିନ୍ନ ମାଧ୍ୟମରେ ଧ୍ୱନିର ବେଗ ସାରଣୀକୁ ମନେରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ ନୁହେଁ, କିନ୍ତୁ କେଉଁ ମାଧ୍ୟମରେ ବେଗ ଅଧିକ ଓ କେଉଁଥିରେ କମ୍ ତାହା ବୁଝିବା ଜରୁରୀ ।

ସାଧାରଣ ଭୁଲ୍ (Common Pitfalls):

୧. ଧ୍ୱନି ସଞ୍ଚାରଣ ପାଇଁ ମାଧ୍ୟମର ଆବଶ୍ୟକତା: ଅନେକ ସମୟରେ ଛାତ୍ରଛାତ୍ରୀମାନେ ଭୁଲରେ ଧ୍ୱନି ଶୂନ୍ୟରେ ଗତି କରିପାରେ ବୋଲି ଭାବନ୍ତି । ମନେରଖନ୍ତୁ, ଧ୍ୱନି ଏକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ତରଙ୍ଗ ।

୨. ତୀବ୍ରତା ଓ ପ୍ରବଳତା ମଧ୍ୟରେ ଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱ: ତୀବ୍ରତା ଏକ ବସ୍ତୁନିଷ୍ଠ ମାପ (objective measure) ହୋଇଥିବାବେଳେ ପ୍ରବଳତା ଏକ ବ୍ୟକ୍ତିନିଷ୍ଠ ଅନୁଭୂତି (subjective perception) । ଏହି ପାର୍ଥକ୍ୟକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ବୁଝନ୍ତୁ ।

୩. ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ପାଇଁ ସର୍ବନିମ୍ନ ଦୂରତା: ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରତିଧ୍ୱନି ପାଇଁ ୧୭.୨ ମିଟର ସର୍ବନିମ୍ନ ଦୂରତାକୁ ମନେରଖିବା । ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେଲେ ଏହି ଦୂରତା ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ ।

୪. ସୂତ୍ରରେ ଏକକର ଭୁଲ୍: ଗାଣିତିକ ପ୍ରଶ୍ନରେ ସୂତ୍ର ପ୍ରୟୋଗ କରିବା ସମୟରେ ଏକକ (units) ଗୁଡ଼ିକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ (ଯଥା: cm କୁ m ରେ) କରିବାକୁ ଭୁଲନ୍ତୁ ନାହିଁ ।

୫. ଆବୃତ୍ତି ଓ ଆବର୍ତ୍ତକାଳର ସମ୍ପର୍କ: f = 1/T ସମ୍ପର୍କକୁ ଠିକ୍ ଭାବରେ ବୁଝିବା ।

୬. ଅନୁଦୈର୍ଘ୍ୟ ଓ ଅନୁପ୍ରସ୍ଥ ତରଙ୍ଗର ପାର୍ଥକ୍ୟ: କଣିକାମାନଙ୍କର ଦୋଳନ ଦିଗ ଓ ତରଙ୍ଗର ସଞ୍ଚାରଣ ଦିଗ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସମ୍ପର୍କକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ବୁଝିବା ।

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

(ନୋଟ୍ସ ପ୍ରସ୍ତୁତି: ଉତ୍କଳ ସ୍କିଲ୍ ସେଣ୍ଟର - BSE Odisha 100% Full Textbook Master Edition)