ध्वनि ऊर्जा का एक रूप है जो हमारे कानों में सुनने की अनुभूति उत्पन्न करती है। प्रतियोगी परीक्षाओं में इस खंड से परिभाषाओं, माध्यमों में चाल के क्रम और डॉपलर प्रभाव जैसे अनुप्रयोगों पर प्रश्न पूछे जाते हैं।
Mp Police की तैयार करने वालों के लिए Free Course
1. ध्वनि की प्रकृति और संचरण (Nature and Propagation)
A. ध्वनि की प्रकृति (Nature of Sound)
- यांत्रिक तरंग (Mechanical Wave): ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है क्योंकि इसके संचरण के लिए माध्यम (Medium) (ठोस, द्रव या गैस) की आवश्यकता होती है। यह निर्वात (Vacuum) में संचरित नहीं हो सकती।
- अनुदैर्ध्य तरंग (Longitudinal Wave): ध्वनि तरंगें अनुदैर्ध्य होती हैं। इसका अर्थ है कि माध्यम के कणों का कंपन (Oscillation) तरंग के संचरण की दिशा के समानांतर (Parallel) होता है।
- जब तरंग आगे बढ़ती है, तो माध्यम में संपीड़न (Compression – उच्च घनत्व) और विरलन (Rarefaction – निम्न घनत्व) के क्षेत्र बनते हैं।
B. ध्वनि का संचरण
ध्वनि का संचरण ऊर्जा का वह स्थानांतरण है जो एक वस्तु के कंपन (Vibration) से उत्पन्न होकर माध्यम के कणों के कंपन के माध्यम से आगे बढ़ता है।
2. ध्वनि की चाल (Speed of Sound)
ध्वनि की चाल माध्यम के घनत्व (Density) और प्रत्यास्थता (Elasticity) पर निर्भर करती है।
A. विभिन्न माध्यमों में चाल
ध्वनि की चाल का क्रम इस प्रकार है:
ठोस (Solids)>द्रव (Liquids)>गैस (Gases)
| माध्यम (Medium) | चाल (m/s में, 20∘C पर) | महत्वपूर्ण तथ्य |
| ठोस (Solid) | एल्युमीनियम: ≈6420 | चाल सबसे अधिक होती है क्योंकि कण सघन रूप से पैक होते हैं। |
| द्रव (Liquid) | जल: ≈1498 | ठोस से कम और गैस से अधिक। |
| गैस (Gas) | वायु: ≈343 | चाल सबसे कम होती है क्योंकि कण दूर-दूर होते हैं। |
B. चाल को प्रभावित करने वाले कारक
- तापमान (Temperature): माध्यम का तापमान बढ़ने पर ध्वनि की चाल बढ़ती है। (वायु में, 1∘C तापमान बढ़ने पर चाल लगभग 0.61 m/s बढ़ जाती है)।
- आर्द्रता (Humidity): आर्द्र हवा में शुष्क हवा की तुलना में ध्वनि की चाल अधिक होती है।
- दाब (Pressure): गैसों में दाब परिवर्तन का ध्वनि की चाल पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता, बशर्ते तापमान स्थिर रहे।
3. ध्वनि के गुण (Characteristics of Sound)
ध्वनि के तीन मुख्य गुण होते हैं, जिनके आधार पर हम दो ध्वनियों के बीच अंतर कर सकते हैं:
A. तीव्रता या प्रबलता (Intensity or Loudness)
- परिभाषा: यह वह गुण है जिसके कारण हम किसी ध्वनि को धीमा (Faint) या तेज (Loud) मानते हैं।
- निर्भरता: यह मुख्य रूप से ध्वनि तरंग के आयाम (Amplitude) पर निर्भर करती है। (प्रबलता ∝(आयाम)2)
- मात्रक: ध्वनि की तीव्रता को डेसिबल (dB) में मापा जाता है।
- सामान्य बातचीत ≈60 dB।
- विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, 85 dB से ऊपर की ध्वनि हानिकारक होती है।
B. तारत्व या पिच (Pitch)
- परिभाषा: यह ध्वनि का वह गुण है जो हमें एक तीखी (Shrill) ध्वनि को एक गहरे (Grave/Flat) ध्वनि से अलग करने में मदद करता है।
- निर्भरता: यह ध्वनि तरंग की आवृत्ति (Frequency) पर निर्भर करता है।
- उच्च पिच = उच्च आवृत्ति (जैसे महिला की आवाज, मच्छर की भिनभिनाहट)।
- निम्न पिच = निम्न आवृत्ति (जैसे पुरुष की आवाज, शेर की दहाड़)।
- मात्रक: आवृत्ति का SI मात्रक हर्ट्ज़ (Hz) है।
C. गुणता या टिम्बर (Quality or Timbre)
- परिभाषा: यह वह गुण है जो हमें समान पिच और तीव्रता वाली दो ध्वनियों को अलग करने में मदद करता है (जैसे दो अलग-अलग वाद्य यंत्रों की ध्वनि)।
- निर्भरता: यह तरंग के आकार (Waveform) पर निर्भर करती है।
4. आवृत्ति रेंज और अनुप्रयोग (Frequency Range and Applications)
| रेंज का नाम | आवृत्ति परास (Frequency Range) | उपयोग/उदाहरण |
| श्रव्य तरंगें (Audible Waves) | 20 Hz से 20000 Hz | मानव कान इस रेंज को सुन सकता है। |
| अपश्रव्य तरंगें (Infrasonic Waves) | 20 Hz से कम | भूकंप, हाथी और व्हेल द्वारा उत्पन्न। |
| पराश्रव्य तरंगें (Ultrasonic Waves) | 20000 Hz से अधिक | सोनार (SONAR), चिकित्सा निदान (Ultrasonography), चमगादड़ द्वारा दिशा-निर्धारण। |
प्रतियोगी परीक्षा के लिए अन्य महत्वपूर्ण अवधारणाएँ
- प्रतिध्वनि (Echo): किसी अवरोधक से परावर्तन के बाद ध्वनि का सुनाई देना। स्पष्ट प्रतिध्वनि सुनने के लिए ध्वनि स्रोत और अवरोधक के बीच की न्यूनतम दूरी ≈17.2 m होनी चाहिए।
- डॉपलर प्रभाव (Doppler Effect): ध्वनि स्रोत और श्रोता के बीच सापेक्ष गति (Relative Motion) के कारण ध्वनि की आवृत्ति में आभासी परिवर्तन। (उदाहरण: जब ट्रेन पास आती है तो सीटी की आवाज तेज और तीखी लगती है)।
- मैक संख्या (Mach Number): यह वायुयान की चाल और उस माध्यम में ध्वनि की चाल का अनुपात है। यदि मैक संख्या 1 से अधिक है, तो वस्तु सुपरसोनिक (Supersonic) चाल से चल रही है।
- शॉक वेव्स (Shock Waves): जब कोई वस्तु ध्वनि की चाल से तेज चलती है (सुपरसोनिक), तो यह शॉक वेव्स उत्पन्न करती है, जो ऊर्जा से भरपूर होती हैं और सोनिक बूम (Sonic Boom) नामक तेज आवाज पैदा करती हैं।
ध्वनि (Sound): 50 संभावित प्रश्नोत्तर
भाग 1: ध्वनि की प्रकृति और संचरण
| क्र.सं. | प्रश्न (Question) | उत्तर (Answer) |
| 1 | ध्वनि किस प्रकार की तरंग है? | यांत्रिक (Mechanical) और अनुदैर्ध्य (Longitudinal) तरंग। |
| 2 | क्या ध्वनि निर्वात (Vacuum) में संचरित हो सकती है? | नहीं। (इसे माध्यम की आवश्यकता होती है)। |
| 3 | ध्वनि संचरण के दौरान माध्यम में कणों का कंपन तरंग की दिशा में कैसे होता है? | समानांतर (Parallel)। |
| 4 | ध्वनि तरंगों के संचरण के दौरान माध्यम में कौन से क्षेत्र बनते हैं? | संपीड़न (Compression) और विरलन (Rarefaction)। |
| 5 | संपीड़न (Compression) के क्षेत्र में माध्यम का घनत्व (Density) कैसा होता है? | उच्च (High)। |
| 6 | विरलन (Rarefaction) के क्षेत्र में माध्यम का दाब (Pressure) कैसा होता है? | निम्न (Low)। |
| 7 | ध्वनि ऊर्जा का वह रूप है जो हमारे कानों में क्या उत्पन्न करती है? | श्रवण (Hearing) की अनुभूति। |
| 8 | वह कौन सी तरंग है जिसके संचरण के लिए माध्यम आवश्यक नहीं है? | विद्युतचुंबकीय तरंग (Electromagnetic Wave) (जैसे प्रकाश)। |
| 9 | किसी माध्यम में एक पूरा संपीड़न और एक पूरा विरलन मिलकर क्या बनाते हैं? | एक तरंग (One Wavelength)। |
| 10 | अनुदैर्ध्य तरंगों के उदाहरणों में ध्वनि के अतिरिक्त और क्या शामिल है? | भूकंप की P-तरंगें। |
भाग 2: ध्वनि की चाल और इसे प्रभावित करने वाले कारक
| क्र.सं. | प्रश्न (Question) | उत्तर (Answer) |
| 11 | ध्वनि की चाल सबसे अधिक किस माध्यम में होती है? | ठोस (Solids) में। |
| 12 | ध्वनि की चाल का सही क्रम क्या है (ठोस, द्रव, गैस)? | ठोस > द्रव > गैस। |
| 13 | 20∘C पर वायु में ध्वनि की चाल लगभग कितनी होती है? | 343 m/s। |
| 14 | ध्वनि की चाल पर तापमान का क्या प्रभाव पड़ता है? | तापमान बढ़ने पर चाल बढ़ती है। |
| 15 | किस कारक के बढ़ने पर ध्वनि की चाल घटती है? | माध्यम की प्रत्यास्थता (Elasticity) कम होने पर। |
| 16 | दाब (Pressure) में परिवर्तन का गैसों में ध्वनि की चाल पर क्या प्रभाव पड़ता है? | कोई प्रभाव नहीं (यदि तापमान स्थिर रहे)। |
| 17 | शुष्क हवा की तुलना में आर्द्र हवा (Humid Air) में ध्वनि की चाल कैसी होती है? | अधिक। |
| 18 | लोहे में ध्वनि की चाल पानी की तुलना में कैसी होती है? | बहुत अधिक। |
| 19 | किसी वस्तु की चाल और ध्वनि की चाल के अनुपात को क्या कहते हैं? | मैक संख्या (Mach Number)। |
| 20 | यदि मैक संख्या 1 से अधिक है, तो उस चाल को क्या कहा जाता है? | सुपरसोनिक (Supersonic)। |
| 21 | ध्वनि की चाल प्रकाश की चाल से कैसी होती है? | बहुत कम। |
| 22 | बिजली की चमक पहले दिखाई देती है, गड़गड़ाहट बाद में सुनाई देती है, यह किस सिद्धांत पर आधारित है? | प्रकाश की चाल ध्वनि की चाल से बहुत अधिक होती है। |
| 23 | जब ध्वनि एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, तो कौन सा गुण अपरिवर्तित रहता है? | आवृत्ति (Frequency)। |
| 24 | जब ध्वनि हवा से पानी में जाती है, तो उसकी तरंगदैर्ध्य (Wavelength) पर क्या प्रभाव पड़ता है? | बढ़ जाती है (क्योंकि चाल बढ़ जाती है)। |
| 25 | प्रत्यास्थता (Elasticity) और घनत्व (Density) में कौन सा गुण ध्वनि की चाल पर अधिक प्रभावी होता है? | प्रत्यास्थता (यही कारण है कि ठोसों में चाल अधिक होती है)। |
भाग 3: ध्वनि के गुण (पिच, तीव्रता और गुणता)
| क्र.सं. | प्रश्न (Question) | उत्तर (Answer) |
| 26 | ध्वनि का कौन सा गुण आयाम (Amplitude) पर निर्भर करता है? | तीव्रता या प्रबलता (Loudness)। |
| 27 | ध्वनि की तीव्रता का SI मात्रक क्या है? | वॉट प्रति वर्ग मीटर (W/m2) (व्यावहारिक मात्रक डेसिबल है)। |
| 28 | ध्वनि की प्रबलता को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला मात्रक क्या है? | डेसिबल (dB)। |
| 29 | ध्वनि का वह गुण जो हमें एक तीखी (Shrill) ध्वनि को गंभीर (Grave) ध्वनि से अलग करने में मदद करता है? | तारत्व या पिच (Pitch)। |
| 30 | ध्वनि का तारत्व (Pitch) किस पर निर्भर करता है? | आवृत्ति (Frequency) पर। |
| 31 | उच्च तारत्व (High Pitch) का अर्थ क्या है? | उच्च आवृत्ति (जैसे मच्छर की भिनभिनाहट)। |
| 32 | महिला की आवाज का पिच, पुरुष की आवाज की तुलना में कैसा होता है? | अधिक (Higher)। |
| 33 | ध्वनि की आवृत्ति का SI मात्रक क्या है? | हर्ट्ज़ (Hz)। |
| 34 | ध्वनि का वह गुण जो समान पिच और तीव्रता वाली दो ध्वनियों को अलग करता है? | गुणता या टिम्बर (Quality or Timbre)। |
| 35 | गुणता (Quality) किस पर निर्भर करती है? | तरंग का आकार (Waveform) या ओवरटोन (Overtones) की उपस्थिति पर। |
| 36 | 85 dB से ऊपर की ध्वनि को WHO द्वारा क्या माना जाता है? | ध्वनि प्रदूषण (Noise Pollution) की श्रेणी में। |
| 37 | ध्वनि का कौन सा गुण ध्वनि तरंग के ऊर्जा घटक को मापता है? | तीव्रता (Intensity)। |
| 38 | दो ध्वनियाँ जिनके आयाम अलग-अलग हों, लेकिन पिच समान हो, उनमें कौन सा गुण भिन्न होगा? | तीव्रता। |
| 39 | किसी ध्वनि की प्रबलता तरंग के आयाम के किस रूप में अनुक्रमानुपाती होती है? | वर्ग (Square) के (Loudness∝Amplitude2)। |
| 40 | ध्वनि की तरंगदैर्ध्य (Wavelength) और आवृत्ति (Frequency) में क्या संबंध है? | Wavelength=Speed/Frequency (λ=v/f)। |
भाग 4: आवृत्ति रेंज और अनुप्रयोग
| क्र.सं. | प्रश्न (Question) | उत्तर (Answer) |
| 41 | मानव कान के लिए श्रव्य आवृत्ति परास (Audible Range) क्या है? | 20 Hz से 20000 Hz। |
| 42 | 20 Hz से कम आवृत्ति वाली तरंगें क्या कहलाती हैं? | अपश्रव्य तरंगें (Infrasonic Waves)। |
| 43 | भूकंप आने से पहले कौन सी तरंगें उत्पन्न होती हैं? | अपश्रव्य तरंगें। |
| 44 | 20000 Hz से अधिक आवृत्ति वाली तरंगें क्या कहलाती हैं? | पराश्रव्य तरंगें (Ultrasonic Waves)। |
| 45 | चमगादड़ (Bats) किस प्रकार की तरंगों का उपयोग करके अपने शिकार का पता लगाते हैं? | पराश्रव्य तरंगों का। |
| 46 | समुद्र की गहराई मापने या पानी के नीचे की वस्तुओं का पता लगाने के लिए किस उपकरण का उपयोग होता है? | सोनार (SONAR) (Sound Navigation and Ranging)। |
| 47 | अल्ट्रासोनोग्राफी (Ultrasonography) में किस प्रकार की तरंगों का उपयोग होता है? | पराश्रव्य तरंगों का। |
| 48 | किसी अवरोधक से परावर्तन के बाद ध्वनि का सुनाई देना क्या कहलाता है? | प्रतिध्वनि (Echo)। |
| 49 | स्पष्ट प्रतिध्वनि सुनने के लिए स्रोत और परावर्तक के बीच की न्यूनतम दूरी कितनी होनी चाहिए? | लगभग 17.2 m। |
| 50 | ध्वनि स्रोत और श्रोता के बीच सापेक्ष गति के कारण आवृत्ति में आभासी परिवर्तन क्या कहलाता है? | डॉपलर प्रभाव (Doppler Effect)। |
ये 50 प्रश्न ध्वनि के सभी महत्वपूर्ण पहलुओं को कवर करते हैं, जो आपको परीक्षा में इस खंड पर मजबूत पकड़ बनाने में सहायक होंगे।