साउंड की स्पीड कितनी होती है | ध्वनि की गति कितनी होती है

हमारे कानों को जिस wave से सुनाई देता है, उसे साउंड कहा जाता है। असल में साउंड एक फ्रिक्वेन्सी है, जो हमारे कानों तक पहुँचती है। फिर इसी फ्रिक्वेन्सी से हम किसी आवाज को सुन पाते हैं।

साउंड एक कंपन (vibration) या तरंग (wave) है, जो पदार्थ (ठोस, तरल या गैस) के माध्यम से यात्रा करती है और सुनी जाती है। वाइब्रेशन यांत्रिक गति से शुरू होता है, जैसे कि कोई गिटार का तार खींचता है या दरवाजे पर दस्तक देता है।

यह यांत्रिक घटना के बगल में अणुओं पर कंपन का कारण बनता है (अर्थात जहां आपका हाथ दरवाजे पर दस्तक देता है)। जब ये अणु कंपन करते हैं, तो वे बदले में अपने आसपास के अणुओं को कंपन करने का कारण बनते हैं। इसके बाद कंपन अणु से अणु में फैल जाता है, जिससे ध्वनि यात्रा करेगी।

ध्वनि को पदार्थ के माध्यम से यात्रा करनी चाहिए क्योंकि इसे प्रसार के लिए अणुओं के कंपन की आवश्यकता होती है। क्योंकि बाहरी स्थान एक निर्वात है जिसमें कोई पदार्थ नहीं है, यह बहुत शांत है। ध्वनि का वहन करने वाला पदार्थ माध्यम कहलाता है।

वास्तव में हमारे जीवन में साउंड का बहुत महत्व है। अगर साउंड न हो तो शायद हमारे लिए जीवन बहुत मुश्किल होता है। आज साउंड की वजह से ही हम जिस वस्तु को देख नहीं सकते, उसे पहचान सकते हैं।

साउंड क्या है?

ध्वनि (साउंड) तब उत्पन्न होती है जब कोई चीज कंपन करती है और हमारे कानों में ऊर्जा (कंपन) की तरंगें भेजती है। कंपन हवा या किसी अन्य माध्यम (ठोस, तरल या गैस) से कान तक जाता है।

कंपन जितना मजबूत होगा, आवाज उतनी ही तेज होगी। ध्वनि स्रोत से आप जितना आगे बढ़ते हैं, ध्वनि उतनी ही कमजोर होती जाती है। ध्वनि तरंगें बनाने के लिए वस्तु कितनी तेजी से या धीमी गति से कंपन करती है, इसके आधार पर ध्वनि में परिवर्तन होता है।

पिच ध्वनि की गुणवत्ता (उच्च या निम्न) है और कंपन की गति पर निर्भर करती है। विभिन्न सामग्रियां विभिन्न पिचों का उत्पादन करती हैं। यदि कोई वस्तु तेजी से कंपन करती है तो हमें high-pitched sound सुनाई देता है।

इसके अलावा यदि वस्तु धीरे-धीरे कंपन करती है तो हमें low-pitched sound सुनाई देता है। ध्वनियाँ आमतौर पर विभिन्न प्रकार की ध्वनि तरंगों (sound waves) का मिश्रण होती हैं।

ध्वनि एक अनुदैर्ध्य, यांत्रिक तरंग (longitudinal, mechanical wave) है। यह उस माध्यम के कणों के आगे और पीछे कंपन के कारण होता है, जिसके माध्यम से ध्वनि तरंग चलती है।

वस्तु के कंपन आसपास के माध्यम में कणों को कंपन गति में सेट करते हैं, जिससे auditory receptors उन्हें पहचानते हैं। इसे ध्वनि कहते हैं। मतलब जब किसी वस्तु में वाइब्रेशन होता है, तो उसके आसपन के कणों में भी वाइब्रेशन होता है। जिससे साउंड पैदा होता है।

क्या साउंड को ट्रैवल के लिए माध्यम की आवश्यकता होती है?

हाँ, साउंड को ट्रैवल करने के लिए माध्यम की आवश्यकता होती है। यह किसी भी माध्यम से चल सकता है, लेकिन यह निर्वात में नहीं चल सकता। हमारे बाहरी अन्तरिक्ष में कोई साउंड मौजूद नहीं है, क्योंकि वहाँ साउंड वाइब्रेशन करने के लिए कोई माध्यम नहीं है।

जब कंपन तेज होता है, तो आप एक तेज साउंड सुनते हैं, और जब कंपन धीमा होता है, तो यह एक लॉ साउंड बनाता है। इस तरह से कणों में होने वाला कंपन ही साउंड की फ्रिक्वेन्सी को सेट करता है।

साउंड वेव के घटक क्या हैं?

साउंड वेव के घटक इस प्रकार से हैं-

• वेवलेंथ- वाइब्रेशन के कारण होने वाले दबाव में बदलाव के कारण ध्वनि तरंग उत्पन्न होती है। इसमें निम्न दाब क्षेत्र और उच्च दाब क्षेत्र बनते हैं। उच्च दाब क्षेत्र को crests और निम्न दाब क्षेत्र को troughs कहा जाता है। ध्वनि तरंग में लगातार दो crests या troughs के बीच की भौतिक दूरी को तरंगदैर्घ्य (wavelength) कहा जाता है।
• आयाम (Amplitude)- ध्वनि तरंगों में आयाम उस माध्यम द्वारा magnitude किए गए संपीड़न या विस्तार के परिमाण को संदर्भित करता है, जिसके माध्यम से ध्वनि तरंग यात्रा कर रही है। उच्च आयाम का अर्थ है तेज आवाज। कम आयाम का अर्थ है कम साउंड।
• पिच- ध्वनि तरंग में पिच/आवृत्ति हवा के माध्यम से यात्रा करने वाली एक विशेष ध्वनि के कंपन की दर को संदर्भित करती है। इसकी गणना चक्र प्रति सेकंड में की जाती है। आवृत्ति के लिए SI इकाई हर्ट्ज़ है। गति या वेग की गणना तरंग दैर्ध्य द्वारा आवृत्ति गुणा के रूप में की जाती है। ध्वनि का वेग = आवृत्ति X तरंग दैर्ध्य

साउंड कितने प्रकार का होता है?

ध्वनि दो प्रकार की होती है श्रव्य और अश्रव्य (Audible and Inaudible)। अश्रव्य ध्वनियाँ वे ध्वनियाँ हैं जिनका मानव कान पता नहीं लगा सकता है। मानव कान 20 हर्ट्ज और 20 किलोहर्ट्ज़ के बीच आवृत्तियों को सुनता है।

वे ध्वनियाँ जिनकी आवृत्ति 20 हर्ट्ज से कम होती है, इन्फ्रासोनिक ध्वनियाँ कहलाती हैं। हाथी 100 किमी दूर झुंड के साथ संवाद करने के लिए इन्फ्रासोनिक ध्वनियों का उपयोग करते हैं।

20 KHz आवृत्ति से अधिक की ध्वनि को पराश्रव्य ध्वनि कहते हैं। कुत्ते, चमगादड़ उच्च आवृत्ति की आवाजें सुन सकते हैं। ध्वनि समुद्र तल पर 340.29 मीटर/सेकंड और 20 डिग्री सेल्सियस पर यात्रा करती है।

श्रव्य ध्वनि की तुलना में उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि को पराश्रव्य ध्वनि (ultrasonic sounds) कहते हैं। चमगादड़, व्हेल, डॉल्फ़िन, कुत्ते अपने शिकार, भोजन खतरे  और नेविगेशन के लिए अल्ट्रा साउंड का उपयोग करते हैं।

एक बिल्ली मनुष्य से two octaves उच्च आवृत्ति की ध्वनि सुन सकती है। हाथी ध्वनि तरंगों में कम आवृत्तियों में संचार करता है जिसे मानव कान नहीं पहचान सकते। साउंड वेवस के अध्ययन को acoustics कहा जाता है। इसके अलावा मक्खियाँ कोई आवाज नहीं सुन पाती हैं।

साउंड की स्पीड कितनी है?

यद्यपि ध्वनि काफी तेज गति से यात्रा करती है, फिर भी हवा में इसकी गति को मापना संभव है। ऐसा करने के लिए आपको मापी गई दूरी और तय करने में लगने वाले समय को मापने की आवश्यकता है।

त्रुटियों (errors) को कम करने के लिए, विशेष रूप से समय की त्रुटियों को आपको या तो:

• बड़ी दूरी का उपयोग करें (अधिमानतः 50 मीटर से अधिक) या
• लगने वाले समय को रिकॉर्ड करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक टाइमर या डेटा लॉगर का उपयोग करें

Clap-echo method

इस विधि में एक तेज ताली से echo sound सुनने में लगने वाले समय को मापा जाता है। आप दीवार से काफी दूरी पर खड़े होकर ताली बजाते हैं और प्रतिध्वनि सुनते हैं।

इसमें तय की गई दूरी आपसे दीवार तक की दूरी से दोगुनी है (क्योंकि ध्वनि को दीवार और दीवार से खुद तक यात्रा करनी होती है)। इस पद्धति में समय की त्रुटियों को कम करने का एक तरीका प्रतिध्वनियों के लिए समय पर ताली बजाना है।

इसका मतलब है कि प्रत्येक ताली के बीच का समय ध्वनि के लिए यात्रा का समय है। फिर आप 11 तालियों का समय नापते हैं, जो ध्वनि द्वारा 10 यात्राओं का समय है।

इस समय का उपयोग तब किया जा सकता है जब साउंड की दीवार और दीवार से खुद तक औसत समय की गणना की जा सके।

माइक्रोफ़ोन और डेटा लॉगर का उपयोग करना

एक data logger ध्वनि को दो माइक्रोफोन तक पहुंचने में लगने वाले समय को माप सकता है और रिकॉर्ड कर सकता है। क्लैप-इको विधि के विपरीत ये एक साथ काफी करीब होते हैं।

उदाहरण के लिए दो माइक्रोफोन 3.4 मीटर दूर हैं। माइक्रोफ़ोन के बीच ध्वनि के चलने के लिए डेटा लॉगर ने 0.01 सेकेंड का समय रिकॉर्ड किया। इससे साउंड की स्पीड इतनी होती है।

औसत स्पीड = तय की गई दूरी ÷ लिया गया समय

साउंड की स्पीड = 3.4 ÷ 0.01 = 340 मी/से

विभिन्न सामग्रियों के माध्यम में साउंड की स्पीड इस प्रकार से होती है। ध्वनि हवा और अन्य गैसों की तुलना में तरल और ठोस पदार्थों में तेजी से यात्रा करती है। नीचे दी गई टेबल कुछ उदाहरण देती है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि गैसों के कण तरल और अंत में ठोस पदार्थों की तुलना में दूर होते हैं। जब कण और दूर होते हैं तो ध्वनि तरंगें अधिक धीमी गति से चलती हैं। मतलब जितने नजदीक कण होते हैं, साउंड की स्पीड उतनी ही तेज होती है।

अल्ट्रासाउंड क्या है?

ध्वनि तरंगों की आवृत्ति (फ्रिक्वेन्सी) को हर्ट्ज़ में मापा जाता है, जिसका प्रतीक Hz होता है। संख्या जितनी बड़ी होगी, आवृत्ति उतनी ही अधिक होगी और ध्वनि का pitch भी उतना ही अधिक होगा।

मनुष्य आमतौर पर 20 हर्ट्ज से 20,000 हर्ट्ज (20 किलोहर्ट्ज़) तक की आवाज़ सुन सकता है।

20,000 Hz से अधिक आवृत्ति की ध्वनि को पराध्वनि (अल्ट्रासाउंड) कहते हैं। यह मनुष्यों के लिए सुनने के लिए बहुत अधिक है, लेकिन अन्य जानवर (जैसे कुत्ते, बिल्ली और चमगादड़) अल्ट्रासाउंड सुन सकते हैं।

चिकित्सा में अल्ट्रासाउंड के कई अनुप्रयोग हैं, जिसमें अजन्मे शिशुओं के स्वास्थ्य की जांच के लिए अल्ट्रासाउंड स्कैन भी शामिल है। ध्वनि और अल्ट्रासाउंड दबाव तरंगें हैं जो ऊर्जा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करती हैं।

गहनों को साफ करने के लिए अल्ट्रासाउंड का इस्तेमाल किया जाता है। गहनों को एक अल्ट्रासोनिक बाथ में रखा जाता है, जहां तेज कंपन से गंदगी हट जाती है।

अल्ट्रासाउंड का उपयोग फिजियोथेरेपी के लिए भी किया जाता है। इसकी ऊर्जा शरीर में कोमल ऊतकों द्वारा अवशोषित होती है, जिससे मोच और गठिया (दर्दनाक जोड़ों) से राहत मिलती है।

हमारे कान साउंड कैसे detect करते हैं?

हम अपने कानों का उपयोग करके साउंड का पता लगा सकते हैं। कान के अंदर कान का एक परदा होता है, जो तीन छोटी हड्डियों से जुड़ा होता है।

हवा में होने वाले कंपन से कान के पर्दे में कंपन होता है, और ये कंपन तीन छोटी हड्डियों (जिन्हें ossicles कहा जाता है) से होते हुए cochlea नामक spiral structure में पहुँच जाता है।

फिर auditory nerve (श्रवण तंत्रिका) के माध्यम से cochlea से मस्तिष्क तक सिग्नल pass किए जाते हैं, और हमारा मस्तिष्क इन संकेतों को ध्वनि के रूप में समझता है।

वास्तव में हमारे कान हमारे लिए वरदान है। लेकिन कानों से सिर्फ फ्रिक्वेन्सी डिटेक्ट होती है, लेकिन हमारा माइंड इसे साउंड के रूप में capture करता है। तो इस तरह से कानों और दिमाग की मदद से हमें साउंड सुनाई देता है।

इनको भी अवश्य पढ़े:

• प्रकाश की गति कितनी होती है

निष्कर्ष:

तो ये था साउंड की स्पीड कितनी होती है, हम उम्मीद करते है की इस आर्टिकल को पूरा पढने के बाद आपको ध्वनि की रफ्तार कितनी होती है इसके बारे में सही जानकारी मिल गई होगी.

यदि आपको ये आर्टिकल हेल्पफुल लगी तो इसको शेयर अवश्य करें ताकि अधिक से अधिक लोगों को साउंड की रियल स्पीड के बारे में सही जानकारी मिल पाए.

इसके अलावा आप हमारी साईट के दुसरे आर्टिकल भी जरुर पढ़े आपको बहुत अच्छी जानकारी पढने को मिलेगी.