ಪ್ರತಿದಿನವೂ ನಾವು ಮಾನವರು, ಪಕ್ಷಿಗಳು, ಗಂಟೆಗಳು, ಯಂತ್ರಗಳು, ವಾಹನಗಳು, ದೂರದರ್ಶನಗಳು, ರೇಡಿಯೋಗಳು ಮುಂತಾದ ವಿವಿಧ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಕೇಳುತ್ತೇವೆ. ಧ್ವನಿಯು ಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿದ್ದು, ಅದು ನಮ್ಮ ಕಿವಿಗಳಲ್ಲಿ ಶ್ರವಣ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ, ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿ ಮುಂತಾದ ಇತರ ರೂಪದ ಶಕ್ತಿಗಳೂ ಇವೆ. ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯಗಳಲ್ಲಿ ನಾವು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡಿದ್ದೇವೆ. ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಿಮಗೆ ಕಲಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅದು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಾವು ಸೃಷ್ಟಿಸಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಾಶಮಾಡಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ನಾವು ಅದನ್ನು ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ನೀವು ಕೈತಟ್ಟಿದಾಗ, ಧ್ವನಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸದೆ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದೇ? ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀವು ಯಾವ ರೂಪದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೀರಿ? ಈ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ಧ್ವನಿಯು ಹೇಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದು ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ಪ್ರಸಾರವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಕಿವಿಗಳಿಂದ ಹೇಗೆ ಗ್ರಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಕಲಿಯಲಿದ್ದೇವೆ.

11.1 ಧ್ವನಿಯ ಉತ್ಪತ್ತಿ

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚಟುವಟಿಕೆ 11.1

• ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಅದರ ಕವಲನ್ನು ರಬ್ಬರ್ ಪ್ಯಾಡ್ನಲ್ಲಿ ಬಡಿದು ಅದನ್ನು ಕಂಪಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿ. ಅದನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಕಿವಿಯ ಹತ್ತಿರ ತನ್ನಿ.

• ನೀವು ಯಾವುದೇ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಕೇಳುತ್ತೀರಾ?

• ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಒಂದು ಕವಲನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಬೆರಳಿನಿಂದ ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿ ಮತ್ತು ನಿಮ್ಮ ಅನುಭವವನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತರೊಂದಿಗೆ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಿ.

• ಈಗ, ಟೇಬಲ್ ಟೆನ್ನಿಸ್ ಚೆಂಡು ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಚೆಂಡನ್ನು ದಾರದಿಂದ ಒಂದು ಆಧಾರದಿಂದ ನೇತುಹಾಕಿ [ದೊಡ್ಡ ಸೂಜಿ ಮತ್ತು ದಾರವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ, ದಾರದ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಗಂಟು ಹಾಕಿ, ನಂತರ ಸೂಜಿಯ ಸಹಾಯದಿಂದ ದಾರವನ್ನು ಚೆಂಡಿನ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸಿ]. ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಕವಲಿನಿಂದ ಚೆಂಡನ್ನು ಸೌಮ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿ (ಚಿತ್ರ 11.1).

• ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಮತ್ತು ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತರೊಂದಿಗೆ ಚರ್ಚಿಸಿ.

ಚಿತ್ರ 11.1: ನೇತುಹಾಕಿದ ಟೇಬಲ್ ಟೆನ್ನಿಸ್ ಚೆಂಡನ್ನು ಸ್ಪರ್ಶಿಸುತ್ತಿರುವ ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್.

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚಟುವಟಿಕೆ 11.2

• ಬೀಕರ್ ಅಥವಾ ಗ್ಲಾಸ್ನಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ತುಂಬಿರಿ. ಚಿತ್ರ 11.2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಒಂದು ಕವಲಿನಿಂದ ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸೌಮ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿ.

• ಮುಂದೆ, ಚಿತ್ರ 11.3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಕವಲುಗಳನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಿ.

• ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ.

• ಇದು ಏಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತರೊಂದಿಗೆ ಚರ್ಚಿಸಿ.

ಚಿತ್ರ 11.2: ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಒಂದು ಕವಲು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ಪರ್ಶಿಸುತ್ತಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 11.3: ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುವ ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ನ ಎರಡೂ ಕವಲುಗಳು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿದೆ

ಮೇಲಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ ನೀವು ಏನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತೀರಿ? ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವಿಲ್ಲದೆ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದೇ?

ಮೇಲಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ನಾವು ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಫೋರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಬಡಿದು ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ್ದೇವೆ. ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಎಳೆದು, ಗೀಚಿ, ಉಜ್ಜಿ, ಊದಿ ಅಥವಾ ಅಲುಗಾಡಿಸುವ ಮೂಲಕವೂ ನಾವು ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಮೇಲಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ ನಾವು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಏನು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ? ನಾವು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕಂಪಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತೇವೆ. ಕಂಪನ ಎಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಬಗೆಯ ವೇಗವಾದ ಮುಂದೆ-ಹಿಂದೆ ಚಲನೆ. ಮಾನವನ ಧ್ವನಿಯ ಧ್ವನಿಯು ಸ್ವರ ತಂತುಗಳಲ್ಲಿನ ಕಂಪನಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪಕ್ಷಿಯು ರೆಕ್ಕೆಗಳನ್ನು ಅಲುಗಾಡಿಸಿದಾಗ, ನೀವು ಯಾವುದೇ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಕೇಳುತ್ತೀರಾ? ಜೇನುನೊಣದೊಂದಿಗೆ ಬರುವ ಗುಂಜನ ಧ್ವನಿಯು ಹೇಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಯೋಚಿಸಿ. ಎಳೆದ ರಬ್ಬರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಎಳೆದಾಗ ಅದು ಕಂಪಿಸಿ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ನೀವು ಇದನ್ನು ಎಂದಿಗೂ ಮಾಡದಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ಮಾಡಿ ಮತ್ತು ಎಳೆದ ರಬ್ಬರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ನ ಕಂಪನವನ್ನು ಗಮನಿಸಿ.

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚಟುವಟಿಕೆ 11.3

• ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಸಂಗೀತ ವಾದ್ಯಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ಮಾಡಿ ಮತ್ತು ಯಾವ ವಾದ್ಯದ ಯಾವ ಭಾಗವು ಧ್ವನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಂಪಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತರೊಂದಿಗೆ ಚರ್ಚಿಸಿ.

11.2 ಧ್ವನಿಯ ಪ್ರಸರಣ

ಧ್ವನಿಯು ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಧ್ವನಿಯು ಪ್ರಸಾರವಾಗುವ ವಸ್ತು ಅಥವಾ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದು ಘನ, ದ್ರವ ಅಥವಾ ಅನಿಲವಾಗಿರಬಹುದು. ಧ್ವನಿಯು ಉತ್ಪತ್ತಿಯ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ಶ್ರೋತೃವರೆಗೆ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತು ಕಂಪಿಸಿದಾಗ, ಅದು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲಿನ ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಪಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕಣಗಳು ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಕಿವಿಯವರೆಗೆ ಎಲ್ಲಾ ದಾರಿ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣವು ಮೊದಲು ಅದರ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಅದು ಪಕ್ಕದ ಕಣದ ಮೇಲೆ ಬಲವನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪಕ್ಕದ ಕಣವು ಅದರ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪಕ್ಕದ ಕಣವನ್ನು ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಿದ ನಂತರ ಮೊದಲ ಕಣವು ಅದರ ಮೂಲ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಹಿಂದಿರುಗುತ್ತದೆ. ಧ್ವನಿಯು ನಿಮ್ಮ ಕಿವಿಯನ್ನು ತಲುಪುವವರೆಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ. ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಧ್ವನಿಯ ಮೂಲದಿಂದ ಸೃಷ್ಟಿಯಾದ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯು ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸುತ್ತದೆ, ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳು ಅಲ್ಲ.

ತರಂಗವು ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳು ಪಕ್ಕದ ಕಣಗಳನ್ನು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ಸೆಟ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುವ ಒಂದು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯಾಗಿದೆ. ಅವರು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ಇತರರಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಚಲನೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತಾರೆ. ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳು ಸ್ವತಃ ಮುಂದೆ ಚಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯು ಮುಂದೆ ಸಾಗಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಧ್ವನಿಯ ಪ್ರಸರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇದೇ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಧ್ವನಿಯನ್ನು ತರಂಗವಾಗಿ ಕಲ್ಪಿಸಬಹುದು. ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ಕಣಗಳ ಚಲನೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ತರಂಗಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಗಾಳಿಯು ಧ್ವನಿ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿದೆ. ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವು ಮುಂದೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಮುಂದೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಳ್ಳಿ ಸಂಕೋಚಿಸಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸಂಪೀಡನ (C) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 11.4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಈ ಸಂಪೀಡನವು ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ದೂರ ಸರಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತುವು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಅದು ವಿರಳೀಕರಣ (R) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 11.4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ವಸ್ತುವು ವೇಗವಾಗಿ ಮುಂದೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದೆ ಚಲಿಸುವುದರಿಂದ, ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪೀಡನಗಳು ಮತ್ತು ವಿರಳೀಕರಣಗಳ ಸರಣಿಯು ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳು ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಿಸುವ ಧ್ವನಿ ತರಂಗವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಚಿತ್ರ 11.4: ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸಂಪೀಡನಗಳು $(C)$ ಮತ್ತು ವಿರಳೀಕರಣಗಳ $(R)$ ಸರಣಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಕಂಪಿಸುವ ವಸ್ತು.

ಸಂಪೀಡನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿರಳೀಕರಣವು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದೆ. ಒತ್ತಡವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ. ಹೀಗಾಗಿ, ಧ್ವನಿಯ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಅಥವಾ ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಪ್ರಸರಣವಾಗಿ ಕಲ್ಪಿಸಬಹುದು.

11.2.1 ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳು ಅನುದೈರ್ಘ್ಯ ತರಂಗಗಳಾಗಿವೆ

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚಟುವಟಿಕೆ 11.4

• ಸ್ಲಿಂಕಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ. ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತನನ್ನು ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯುವಂತೆ ಕೇಳಿ. ನೀವು ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಹಿಡಿಯಿರಿ.

• ಈಗ ಸ್ಲಿಂಕಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 11.5(a) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಎಳೆಯಿರಿ. ನಂತರ ಅದನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಸ್ನೇಹಿತನ ಕಡೆಗೆ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾಗಿ ತಳ್ಳಿರಿ.

• ನೀವು ಏನು ಗಮನಿಸುತ್ತೀರಿ? ನೀವು ನಿಮ್ಮ ಕೈಯನ್ನು ಚಲಿಸುತ್ತಾ ಸ್ಲಿಂಕಿಯನ್ನು ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ತಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ಎಳೆದರೆ, ನೀವು ಏನು ಗಮನಿಸುತ್ತೀರಿ?

• ನೀವು ಸ್ಲಿಂಕಿಯ ಮೇಲೆ ಒಂದು ಚುಕ್ಕೆಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದರೆ, ಸ್ಲಿಂಕಿಯ ಮೇಲಿನ ಚುಕ್ಕೆಯು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಮುಂದೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೀವು ಗಮನಿಸುತ್ತೀರಿ.

(a)

(b)

ಚಿತ್ರ 11.5: ಸ್ಲಿಂಕಿಯಲ್ಲಿನ ಅನುದೈರ್ಘ್ಯ ತರಂಗ.

ಕುಣಿಕೆಗಳು ಹತ್ತಿರ ಬರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಸಂಪೀಡನಗಳು (C) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕುಣಿಕೆಗಳು ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ವಿರಳೀಕರಣಗಳು (R) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಮಗೆ ಈಗಾಗಲೇ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ, ಧ್ವನಿಯು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸಂಪೀಡನಗಳು ಮತ್ತು ವಿರಳೀಕರಣಗಳ ಸರಣಿಯಾಗಿ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತದೆ. ಈಗ, ನಾವು ಸ್ಲಿಂಕಿಯಲ್ಲಿನ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಧ್ವನಿ ಪ್ರಸರಣದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಈ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಅನುದೈರ್ಘ್ಯ ತರಂಗಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತರಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಕಣಗಳು ಒಂದು ಸ್ಥಳದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಅವು ತಮ್ಮ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಾನದ ಬಗ್ಗೆ ಸರಳವಾಗಿ ಮುಂದೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದೆ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಇದು ನಿಖರವಾಗಿ ಧ್ವನಿ ತರಂಗವು ಹೇಗೆ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರಂತೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳು ಅನುದೈರ್ಘ್ಯ ತರಂಗಗಳಾಗಿವೆ.

ಅಡ್ಡ ತರಂಗ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಇನ್ನೊಂದು ರೀತಿಯ ತರಂಗವೂ ಇದೆ. ಅಡ್ಡ ತರಂಗದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳು ತರಂಗ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ತರಂಗ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವಾಗ ಅವುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸ್ಥಾನದ ಬಗ್ಗೆ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಗೆ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಅಡ್ಡ ತರಂಗವು ಒಂದು ಪ್ರಕಾರವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು ತರಂಗ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಸರಾಸರಿ ಸ್ಥಾನಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ನಾವು ಕೊಳದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಲ್ಲನ್ನು ಬಿಟ್ಟಾಗ, ನೀವು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನೋಡುವ ತರಂಗಗಳು ಅಡ್ಡ ತರಂಗದ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಬೆಳಕು ಒಂದು ಅಡ್ಡ ತರಂಗವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಬೆಳಕಿಗೆ, ಆಂದೋಲನಗಳು ಮಾಧ್ಯಮದ ಕಣಗಳ ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಒತ್ತಡ ಅಥವಾ ಸಾಂದ್ರತೆಯದ್ದಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ - ಇದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ತರಂಗವಲ್ಲ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತರಗತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡ ತರಂಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ನಿಮಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.

11.2.2 ಧ್ವನಿ ತರಂಗದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ನಾವು ಧ್ವನಿ ತರಂಗವನ್ನು ಅದರ

• ಆವೃತ್ತಿ
• ವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು
• ವೇಗದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು.

ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಧ್ವನಿ ತರಂಗವನ್ನು ಚಿತ್ರ 11.6(c) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಧ್ವನಿ ತರಂಗವು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವಾಗ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವು ಸರಾಸರಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಮೌಲ್ಯದ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಗೆ ದೂರದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 11.6(a) ಮತ್ತು

ಚಿತ್ರ 11.6(b) ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ, ಧ್ವನಿ ತರಂಗವು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಂಪೀಡನಗಳು ಕಣಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಗುಂಪಾಗಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 11.6(c) ರಲ್ಲಿನ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಮೇಲಿನ ಭಾಗದಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಶಿಖರವು ಗರಿಷ್ಠ ಸಂಪೀಡನದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸಂಪೀಡನಗಳು ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ ಎರಡೂ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಾಗಿವೆ. ವಿರಳೀಕರಣಗಳು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರದೇಶಗಳಾಗಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಣಗಳು ಹರಡಿಕೊಂಡಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಣಿವೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ, ಚಿತ್ರ 11.6(c) ರಲ್ಲಿನ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಕೆಳಗಿನ ಭಾಗ. ಶಿಖರವನ್ನು ತರಂಗದ ಶೃಂಗ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಣಿವೆಯನ್ನು ತರಂಗದ ತೊಟ್ಟು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎರಡು ಅನುಕ್ರಮ ಸಂಪೀಡನಗಳ (C) ಅಥವಾ ಎರಡು ಅನುಕ್ರಮ ವಿರಳೀಕರಣಗಳ (R) ನಡುವಿನ ದೂರವನ್ನು ತರಂಗಾಂತರ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 11.6(c) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ $\lambda$ (ಗ್ರೀಕ್ ಅಕ್ಷರ ಲ್ಯಾಂಬ್ಡಾ) ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ SI ಘಟಕ ಮೀಟರ್ (m) ಆಗಿದೆ.

ಹೈನ್ರಿಕ್ ರುಡಾಲ್ಫ್ ಹರ್ಟ್ಜ್ ಅವರು 22 ಫೆಬ್ರವರಿ 1857 ರಂದು ಜರ್ಮನಿಯ ಹ್ಯಾಂಬರ್ಗ್ನಲ್ಲಿ ಜನಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಬರ್ಲಿನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಶಿಕ್ಷಣ ಪಡೆದರು. ಅವರು ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಜೆ.ಸಿ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿದರು. ರೇಡಿಯೋ, ಟೆಲಿಫೋನ್, ಟೆಲಿಗ್ರಾಫ್ ಮತ್ತು ದೂರದರ್ಶನದ ಭವಿಷ್ಯದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅವರು ಅಡಿಗಲ್ಲು ಹಾಕಿದರು. ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಅವರು ನಂತರ ವಿವರಿಸಿದ ದ್ಯುತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅವರು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಆವೃತ್ತಿಯ SI ಘಟಕವನ್ನು ಅವರ ಗೌರವಾರ್ಥ ಹರ್ಟ್ಜ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು.

ಆವೃತ್ತಿಯು ಒಂದು ಘಟನೆಯು ಎಷ್ಟು ಬಾರಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ನೀವು ಡ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಹೊಡೆಯುತ್ತಿದ್ದೀರಿ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ. ಘಟಕ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನೀವು ಡ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಎಷ್ಟು ಬಾರಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತೀರಿ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಡ್ರಮ್ ಹೊಡೆಯುವ ಆವೃತ್ತಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಧ್ವನಿಯು ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸರಿಸಿದಾಗ,

ಚಿತ್ರ 11.6: ಧ್ವನಿಯು ಸಾಂದ್ರತೆ ಅಥವಾ ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಾಗಿ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತದೆ, (a) ಮತ್ತು (b) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, (c) ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಮಾಧ್ಯಮದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯದ ನಡುವೆ ಆಂದೋಲನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯದಿಂದ ಕನಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ, ನಂತರ ಮತ್ತೆ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ, ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಂದೋಲನವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಘಟಕ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಇಂತಹ ಆಂದೋಲನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಧ್ವನಿ ತರಂಗದ ಆವೃತ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ನಮ್ಮನ್ನು ದಾಟುವ ಸಂಪೀಡನಗಳು ಅಥವಾ ವಿರಳೀಕರಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಾವು ಘಟಕ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಎಣಿಸಬಹುದಾದರೆ, ನಾವು ಧ್ವನಿ ತರಂಗದ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ $v$ (ಗ್ರೀಕ್ ಅಕ್ಷರ, ನ್ಯೂ) ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ SI ಘಟಕ ಹರ್ಟ್ಜ್ (ಚಿಹ್ನೆ, Hz) ಆಗಿದೆ.

ಎರಡು ಅನುಕ್ರಮ ಸಂಪೀಡನಗಳು ಅಥವಾ ವಿರಳೀಕರಣಗಳು ಸ್ಥಿರ ಬಿಂದುವನ್ನು ದಾಟಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ತರಂಗದ ಆವರ್ತಕಾಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಆಂದೋಲನಕ್ಕೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಧ್ವನಿ ತರಂಗದ ಆವರ್ತಕಾಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಚಿಹ್ನೆ $T$ ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ SI ಘಟಕ ಸೆಕೆಂಡ್ (s) ಆಗಿದೆ. ಆವೃತ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವರ್ತಕಾಲವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ:

$$ v=\frac{1}{T} $$

ವಯಲಿನ್ ಮತ್ತು ಫ್ಲೂಟ್ ಎರಡನ್ನೂ ಆರ್ಕೆಸ್ಟ್ರಾದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನುಡಿಸಬಹುದು. ಎರಡೂ ಧ್ವನಿಗಳು ಒಂದೇ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ, ಅಂದರೆ ಗಾಳಿಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಕಿವಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಮೂಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸದೆ ಎರಡೂ ಧ್ವನಿಗಳು ಒಂದೇ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯಾಣಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ನಾವು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಧ್ವನಿಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಇದು ಧ್ವನಿಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ವಿಭಿನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿದೆ. ಪಿಚ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

ಮಿದುಳು ಹೊರಸೂಸಿದ ಧ್ವನಿಯ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಅರ್ಥೈಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅದರ ಪಿಚ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂಲದ ಕಂಪನವು ವೇಗವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆವೃತ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಿಚ್ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 11.7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಿಚ್ ಧ್ವನಿಯು ಘಟಕ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರ ಬಿಂದುವನ್ನು ದಾಟುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಪೀಡನಗಳು ಮತ್ತು ವಿರಳೀಕರಣಗಳಿಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ.

ವಿವಿಧ ಗಾತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಗಳ ವಸ್ತುಗಳು ವಿವಿಧ ಆವೃತ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಪಿಸಿ ವಿವಿಧ ಪಿಚ್ನ ಧ್ವನಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ.

ಸರಾಸರಿ ಮೌಲ್ಯದ ಎರಡೂ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ತರಂಗದ ವೃದ್ಧಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ A ಅಕ್ಷರದಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 11.6(c) ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಧ್ವನಿಗೆ ಅದರ ಘಟಕವು ಸಾಂದ್ರತೆ ಅಥವಾ ಒತ್ತಡದದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ