तुमच्या शाळेत ‘पीरियड’ संपल्याचे तुम्हाला कसे कळते? कोणी तुमच्या दारावर टकटकी करतो किंवा दरवाजाच्या घंटेचा आवाज ऐकू येतो तेव्हा तुम्हाला सहज कळते की कोणी दारावर आहे. बऱ्याचदा फक्त पावलांचा आवाज ऐकून तुम्हाला कळू शकते की कोणी तुमच्याकडे येत आहे.

तुम्ही लपंडाव नावाचा खेळ खेळला असेल. या खेळात एका व्यक्तीच्या डोळ्यावर पट्टी बांधली जाते आणि तिला उर्वरित खेळाडूंना पकडावे लागते. डोळ्यावर पट्टी बांधलेल्या व्यक्तीला कोणता खेळाडू तिच्या सर्वात जवळ आहे हे अंदाज कसा लावता येतो?

ध्वनी आपल्या आयुष्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतो. तो आपल्याला एकमेकांशी संवाद साधण्यास मदत करतो. आपल्या सभोवतालच्या वातावरणात आपण विविध प्रकारचे आवाज ऐकतो.

तुमच्या सभोवतालच्या वातावरणात तुम्ही ऐकत असलेल्या आवाजांची यादी बनवा.

तुमच्या शाळेच्या संगीत खोलीत तुम्ही बासरी, तबला, हार्मोनियम इत्यादी वाद्यांनी निर्माण होणारे आवाज ऐकता (आकृती १०.१).

ध्वनी कसा निर्माण होतो? तो एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी कसा प्रवास करतो? आपण ध्वनी कसा ऐकतो? काही आवाज इतरांपेक्षा जोरात का असतात? अशा प्रश्नांची चर्चा आपण या अध्यायात करू.

आकृती १०.१ : काही वाद्ये

१०.१ कंपन करणाऱ्या वस्तूद्वारे ध्वनी निर्माण होतो

वापरात नसताना शाळेच्या घंटेला स्पर्श करा. तुम्हाला काय जाणवते? पुन्हा आवाज निर्माण करताना तिला स्पर्श करा. ती कंपन करत आहे हे तुम्हाला जाणवते का?

क्रियाकलाप १०.१

एक धातूची प्लेट (किंवा तवा) घ्या. ती कोणत्याही भिंतीला स्पर्श न करेल अशा सोयीस्कर ठिकाणी लटकवा. आता एका काठीने ती आदळा (आकृती १०.२). तुम्हाला आवाज ऐकू येतो का? तुमच्या बोटाने प्लेट किंवा तवा हळूवार स्पर्श करा. तुम्हाला कंपन जाणवते का?

आकृती १०.२ : तवा आदळणे

पुन्हा काठीने प्लेट आदळा आणि आदळल्यानंतर लगेचच तुमच्या हातांनी ती घट्ट धरा. तुम्हाला अजूनही आवाज ऐकू येतो का? आवाज निर्माण करणे बंद झाल्यानंतर प्लेटला स्पर्श करा. आता तुम्हाला कंपन जाणवते का?

क्रियाकलाप १०.२

एक रबर बँड घ्या. ती पेन्सिल बॉक्सच्या लांब बाजूभोवती घाला (आकृती १०.३). बॉक्स आणि ताणलेल्या रबर यांच्यामध्ये दोन पेन्सिल घाला. आता, रबर बँडच्या मध्यभागी कुठेतरी ओढा. तुम्हाला काही आवाज ऐकू येतो का? बँड कंपन करते का?

आकृती १०.३ : रबर बँड ओढणे

तुम्ही इयत्ता सातवीत शिकलात की एखाद्या वस्तूची पुढे-मागे किंवा मागे-पुढे होणारी हालचाल याला कंपन म्हणतात. जेव्हा घट्ट ताणलेली बँड ओढली जाते, तेव्हा ती कंपन करते आणि ध्वनी निर्माण करते. जेव्हा ती कंपन करणे बंद करते, तेव्हा ती कोणताही आवाज निर्माण करत नाही.

क्रियाकलाप १०.३

एक धातूचे डिश घ्या. त्यात पाणी ओतून घ्या. चमच्याने त्याच्या काठावर आदळा (आकृती १३.४). तुम्हाला आवाज ऐकू येतो का? पुन्हा डिश आदळा आणि नंतर त्याला स्पर्श करा. तुम्हाला डिश कंपन करत आहे असे जाणवते का? डिश पुन्हा आदळा. पाण्याच्या पृष्ठभागाकडे पहा. तुम्हाला तेथे काही लाटा दिसतात का? आता डिश धरून ठेवा. पाण्याच्या पृष्ठभागावर तुम्हाला काय बदल दिसतो? तुम्ही हा बदल स्पष्ट करू शकता का? ध्वनी आणि शरीराच्या कंपनांमध्ये संबध जोडण्यासाठी यात काही सूचना आहे का?

आकृती १०.४ : कंपन करणारे डिश पाण्यात लाटा निर्माण करते

आपण पाहतो की कंपन करणारी वस्तू ध्वनी निर्माण करते. काही प्रकरणांमध्ये, कंपने आपल्याला सहज दिसतात. परंतु बहुतेक प्रकरणांमध्ये, त्यांचे मोठेपणा इतके लहान असते की आपण ती पाहू शकत नाही. तथापि, आपण त्यांना जाणवू शकतो.

क्रियाकलाप १०.४

एक पोकळ नारळाचा शेल घ्या आणि एकतारा हे वाद्य बनवा. तुम्ही ते मातीच्या भांड्याच्या मदतीने देखील बनवू शकता (आकृती १०.५). हे वाद्य वाजवा आणि त्याचा कंपन करणारा भाग ओळखा.

आकृती १०.५ : एकतारा

परिचित वाद्यांची यादी बनवा आणि त्यांचे कंपन करणारे भाग ओळखा. काही उदाहरणे सारणी १०.१ मध्ये दिली आहेत. उर्वरित सारणी पूर्ण करा.

सारणी १०.१ : वाद्ये आणि त्यांचे कंपन करणारे भाग

तुमच्यापैकी बऱ्याच जणांनी मंजिरा (झांज), घटम आणि नूत (मातीची भांडी) आणि करताळ पाहिली असेल. ही वाद्ये आपल्या देशाच्या बऱ्याच भागात सामान्यतः वापरली जातात. या वाद्यांवर फक्त आपटले किंवा आदळले जाते (आकृती १०.६). तुम्ही या प्रकारची आणखी काही वाद्ये नाव देऊ शकता का?

तुम्हीही एक वाद्य बनवू शकता.

क्रियाकलाप १०.५

६-८ वाट्या किंवा ग्लास घ्या. त्यांना वेगवेगळ्या पातळीपर्यंत पाणी भरा, एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत हळूहळू वाढवत जा. आता एक पेन्सिल घ्या आणि वाट्या हळूवार आदळा. त्या सर्वांना एकापाठोपाठ आदळा. तुम्हाला आनंददायी आवाज ऐकू येतील. हे तुमचे जलतरंग आहे (आकृती १०.७).

आकृती १०.७ : जलतरंग

जेव्हा आपण सितार सारख्या वाद्याची तार ओढतो, तेव्हा आपल्याला ऐकू येणारा आवाज केवळ तारेचा नसतो. संपूर्ण वाद्य कंपन करण्यास भाग पाडले जाते आणि वाद्याच्या कंपनाचा आवाज आपल्याला ऐकू येतो. त्याचप्रमाणे, जेव्हा आपण मृदंगाच्या पडद्यावर आघात करतो, तेव्हा आपल्याला ऐकू येणारा आवाज केवळ पडद्याचा नसून संपूर्ण वाद्याच्या शरीराचा असतो.

जेव्हा आपण बोलतो, तेव्हा आपल्या शरीराचा काही भाग कंपन करतो का?

१०.२ मानवांद्वारे निर्माण होणारा ध्वनी

काही काळ मोठ्याने बोला किंवा गाणे गा, किंवा मधमाश्यासारखा गुंगारा करा. आकृती १०.८ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे तुमचा हात घशावर ठेवा. तुम्हाला काही कंपन जाणवते का?

मानवांमध्ये, ध्वनी स्वरयंत्र किंवा कंठद्वारे निर्माण होतो. तुमची बोटे घशावर ठेवा आणि एक कठीण गाठ शोधा जी तुम्ही गिळता तेव्हा हलते असे वाटते. शरीराच्या या भागाला स्वरयंत्र म्हणून ओळखले जाते. ते श्वासनलिकेच्या वरच्या टोकावर असते. दोन स्वरतंतू, स्वरयंत्र किंवा कंठावर अशा प्रकारे ताणलेले असतात की त्यामुळे त्यांच्यामध्ये हवेच्या मार्गासाठी एक अरुंद भेग राहते (आकृती १०.८).

आकृती १०.८ : मानवांमधील स्वरयंत्र

जेव्हा फुफ्फुसे भेगेद्वारे हवा बाहेर फेकतात, तेव्हा स्वरतंतू कंपन करतात, ध्वनी निर्माण करतात. स्वरतंतूंना जोडलेल्या स्नायू तंतू घट्ट किंवा सैल करू शकतात. जेव्हा स्वरतंतू घट्ट आणि पातळ असतात, तेव्हा आवाजाचा प्रकार किंवा गुणवत्ता सैल आणि जाड असतानापेक्षा वेगळी असते. स्वरतंतू कसे कार्य करतात ते पाहूया.

क्रियाकलाप १०.६

समान आकाराच्या दोन रबरच्या पट्ट्या घ्या. हे दोन तुकडे एकावर एक ठेवा आणि त्यांना घट्ट ताणून धरा. आता त्यांच्यामधील अंतरातून हवा फुंकरा [आकृती १०.९(अ)]. जसजशी हवा ताणलेल्या रबर पट्ट्यांमधून वाहते, तसतसा ध्वनी निर्माण होतो. तुम्ही अरुंद भेग असलेला कागदाचा तुकडा घेऊन आकृती १०.९ (ब) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे तुमच्या बोटांमध्ये धरू शकता. आता भेगेतून फुंकर मारा आणि आवाज ऐका. आपले स्वरतंतू अशाच प्रकारे ध्वनी निर्माण करतात.

आकृती १०.९ (अ), (ब) : स्वरतंतूंचे कार्य

पुरुषांमधील स्वरतंतू सुमारे $20 \mathrm{~mm}$ लांबीचे असतात. स्त्रियांमध्ये हे सुमारे $15 \mathrm{~mm}$ लांबीचे असतात. मुलांचे स्वरतंतू खूपच लहान असतात. यामुळेच पुरुष, स्त्रिया आणि मुलांचे आवाज वेगवेगळे असतात.

१०.३ ध्वनी प्रसारणासाठी माध्यमाची आवश्यकता असते

जेव्हा तुम्ही दूर उभ्या असलेल्या तुमच्या मित्राला हाक मारता, तेव्हा तुमचा मित्र तुमचा आवाज ऐकू शकतो. ध्वनी तिच्यापर्यंत कसा प्रसारित किंवा प्रवास करतो?

क्रियाकलाप १०.७

एक धातू किंवा काचेचा ग्लास घ्या. तो कोरडा आहे याची खात्री करा. त्यात एक सेल फोन ठेवा. (लक्षात ठेवा की सेल फोन पाण्यात ठेवू नये.) तुमच्या मित्राला दुसऱ्या सेल फोनवरून या सेल फोनवर रिंग करायला सांगा. रिंग काळजीपूर्वक ऐका.

आता, तुमच्या हातांनी ग्लासच्या काठाभोवती वेढा घाला (आकृती १०.१०). तुमच्या

आकृती १०.१० : ध्वनीला प्रवास करण्यासाठी माध्यमाची आवश्यकता असते

हातांमधील उघड्या जागेवर तोंड ठेवा. तुमच्या मित्राला पुन्हा रिंग करायला सांगा. ग्लासमधून हवा शोषत असताना रिंग ऐका.

तुम्ही हवा शोषता तसतसा आवाज मंद होतो का?

तुमच्या तोंडापासून ग्लास काढा. आवाज पुन्हा मोठा होतो का?

तुम्ही काही स्पष्टीकरण विचार करू शकता का? ग्लासमधील हवेचे प्रमाण कमी होणे आणि रिंगची मोठेपणा कमी होणे यांचा काही संबंध असू शकतो का?

खरंच, जर तुम्ही ग्लासमधील सर्व हवा शोषू शकलात असता, तर तुम्हाला कोणताही आवाज ऐकू आला नसता. प्रत्यक्षात, ध्वनीला प्रवास करण्यासाठी माध्यमाची आवश्यकता असते. जेव्हा भांड्यातून हवा पूर्णपणे काढली जाते, तेव्हा असे म्हटले जाते की भांड्यात निर्वात आहे. ध्वनी निर्वातातून प्रवास करू शकत नाही.

ध्वनी द्रवांमध्ये प्रवास करतो का? चला ते शोधूया.

क्रियाकलाप १०.८

एक बादली किंवा बाथटब घ्या. ती स्वच्छ पाण्याने भरा. एका हातात एक लहान घंटा घ्या. आवाज निर्माण करण्यासाठी पाण्यात ही घंटा हलवा. घंटा बादलीच्या किंवा टबच्या शरीराला स्पर्श करत नाही याची खात्री करा.

आकृती १०.११ : पाण्यातून प्रवास करणारा ध्वनी

तुमचे कान पाण्याच्या पृष्ठभागावर हळूवार ठेवा (आकृती १०.११). (सावधगिरी बाळगा: पाणी तुमच्या कानात जाऊ नये.) तुम्हाला घंटेचा आवाज ऐकू येतो का? हे दर्शवते का की ध्वनी द्रवांमधून प्रवास करू शकतो?

अरेरे! व्हेल आणि डॉल्फिन्स पाण्याखाली अशाच प्रकारे संवाद साधत असतील.

चला आता शोधूया की ध्वनी घन पदार्थांमधूनही प्रवास करू शकतो का.

क्रियाकलाप १०.९

एक मीटर स्केल किंवा लांब धातूची रॉड घ्या आणि त्याचे एक टोक तुमच्या कानाला लावून धरा. तुमच्या मित्राला स्केलच्या दुसऱ्या टोकाला हळूवार खरवडण्यास किंवा टॅप करायला सांगा (आकृती १०.१२).

आकृती १०.१२: मीटर स्केलमधून प्रवास करणारा ध्वनी

तुम्हाला खरवडण्याचा आवाज ऐकू येतो का? तुमच्या आजूबाजूच्या मित्रांना विचारा की त्यांना तोच आवाज ऐकू आला का?

तुम्ही वरील क्रियाकलाप लांब लाकडी किंवा धातूच्या टेबलच्या एका टोकाला तुमचे कान लावून आणि तुमच्या मित्राला टेबलच्या दुसऱ्या टोकाला हळूवार खरवडण्यास सांगून देखील करू शकता (आकृती १०.१३).

आकृती १०.१३ : ध्वनी घन पदार्थांमधून प्रवास करू शकतो

आपल्याला आढळते की ध्वनी लाकूड किंवा धातूमधून प्रवास करू शकतो. प्रत्यक्षात, ध्वनी कोणत्याही घन पदार्थातून प्रवास करू शकतो. ध्वनी दोरीमधूनही प्रवास करू शकतो हे दर्शवण्यासाठी तुम्ही मनोरंजक क्रियाकलाप करू शकता. तुम्ही कधी खेळण्याचा टेलिफोन बनवला आहे का (आकृती १०.१४). तुम्ही असे म्हणू शकता की ध्वनी दोरीमधून प्रवास करू शकतो?

आकृती १०.१४ : एक खेळण्याचा टेलिफोन

आतापर्यंत आपण शिकलो आहे की कंपन करणाऱ्या वस्तू ध्वनी निर्माण करतात आणि तो माध्यमात सर्व दिशांना वाहून नेला जातो. माध्यम वायू, द्रव किंवा घन असू शकते. आपण तो कसा ऐकतो?

१०.४ आपण आपल्या कानांद्वारे ध्वनी ऐकतो

कानाच्या बाहेरील भागाचा आकार फनेलसारखा असतो. जेव्हा ध्वनी त्यात प्रवेश करतो, तेव्हा तो एका कालव्यातून खाली प्रवास करतो ज्याच्या शेवटी एक पातळ ताणलेली पडदा असते. त्याला कर्णपटल म्हणतात. ते एक महत्त्वाचे कार्य करते. कर्णपटल काय करते हे समजून घेण्यासाठी, चला कर्णपटलाचे टिन-कॅन मॉडेल तयार करूया.

क्रियाकलाप १०.१०

एक प्लास्टिक किंवा टिन-कॅन घ्या. त्याची टोके कापून टाका. कॅनच्या एका टोकावर रबर बलूनचा तुकडा ताणून घ्या आणि रबर बँडने बांधा. ताणलेल्या रबरवर कोरड्या धान्याचे चार किंवा पाच दाणे ठेवा. आता तुमच्या मित्राला उघड्या टोकापासून “हुर्रे, हुर्रे” म्हणायला सांगा (आकृती १०.१५). धान्याचे काय होते ते पहा. दाणे वर-खाली का उड्या मारतात?

कर्णपटल ताणलेल्या रबर शीटसारखे असते. ध्वनी कंपने कर्णपटलाला कंपन करतात (आकृती १०.१६). कर्णपटल कंपने आतील कानापर्यंत पाठवते. तेथून, संकेत मेंदूकडे जातो. अशाप्रकारे आपण ऐकतो.

आकृती १०.१६ : मानवी कान

आपण कधीही आपल्या कानात तीक्ष्ण, निमुळती किंवा कठीण वस्तू घालू नये. त्यामुळे कर्णपटलाला इजा होऊ शकते. इजाग्रस्त कर्णपटलामुळे ऐकण्याची क्षमता खराब होऊ शकते.

१०.५ कंपनाचे मोठेपणा, आवर्तकाल आणि वारंवारता

आपण शिकलो आहे की एखाद्या वस्तूची पुढे-मागे होणारी हालचाल याला कंपन म्हणतात. या हालचालीला दोलन गती असेही म्हणतात. दोलन गती आणि त्याचा आवर्तकाल याबद्दल तुम्ही आधीच्या इयत्तांमध्ये शिकलात.

प्रति सेकंद होणाऱ्या दोलनांच्या संख्येला दोलनाची वारंवारता म्हणतात. वारंवारता हर्ट्झमध्ये व्यक्त केली जाते. त्याचे चिन्ह $\mathrm{Hz}.$ आहे. $1 \mathrm{~Hz}$ ची वारंवारता म्हणजे प्रति सेकंद एक दोलन. जर एखादी वस्तू एका सेकंदात २० वेळा दोलन करते, तर त्याची वारंवारता किती असेल?

तुम्ही ती निर्माण करणाऱ्या वस्तू न पाहता अनेक परिचित आवाज ओळखू शकता. हे कसे शक्य आहे? तुम्हाला ते ओळखण्यासाठी हे आवाज वेगळे असले पाहिजेत. ते वेगळे कोणते घटक बनवतात याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का? मोठेपणा आणि वारंवारता हे कोणत्याही ध्वनीचे दोन महत्त्वाचे गुणधर्म आहेत. आपण आवाज त्यांच्या मोठेपणा आणि वारंवारतेच्या आधारावर वेगळे करू शकतो का?

मोठेपणा आणि तारत्व

क्रियाकलाप १०.११

एक धातूचा ग्लास आणि एक चमचा घ्या. ग्लासच्या काठावर चमचा हळूवार आदळा.

निर्माण झालेला आवाज ऐका. आता ग्लासवर चमच्याने जोरात आघात करा आणि पुन्हा निर्माण झालेला आवाज ऐका. ग्लास जोरात आदळल्यावर आवाज मोठा होतो का?

आता एक लहान थर्मोकोल बॉल ग्लासच्या काठाला स्पर्श करत अशी लटकवा (आकृती १०.१७). ग्लास आदळवून त्याला कंपन द्या. बॉल किती दूर सरकते ते पहा. बॉलचे विस्थापन हे ग्लासच्या कंपनाच्या मोठेपणाचे माप आहे.

आता, ग्लास हळूवार आदळा आणि नंतर थोडा जोरात आदळा. दोन्ही प्रकरणांमध्ये ग्लासच्या कंपनाच्या मोठेपणाची तुलना करा. कोणत्या प्रकरणात मोठेपणा मोठा आहे?

ध्वनीचा मोठेपणा हा ध्वनी निर्माण करणाऱ्या कंपनाच्या मोठेपणाच्या वर्गाच्या प्रमाणात असतो. उदाहरणार्थ, जर मोठेपणा दुप्पट झाला, तर मोठेपणा ४ च्या घटकाने वाढतो. मोठेपणा डेसिबेल (dB) या एककामध्ये व्यक्त केला जातो. खालील सारणी विविध स्रोतांमधून येणाऱ्या ध्वनीच्या मोठेपणाबद्दल काही कल्पना देते.

सामान्य श्वासोच्छवास	$10 \mathrm{~dB}$
हळूवार कुजबूज (५ मीटर अंतरावर)	$30 \mathrm{~dB}$
सामान्य संभाषण	$60 \mathrm{~dB}$
गर्दीचे रहदारी	$70 \mathrm{~dB}$
सरासरी कारखाना	$80 \mathrm{~dB}$

$80 \mathrm{~dB}$ वर आवाज शारीरिकदृष्ट्या वेदनादायक होतो.

ध्वनीचा मोठेपणा त्याच्या मोठेपणावर अवलंबून असतो. जेव्हा कंपनाचे मोठेपणा मोठे असते, तेव्हा निर्माण होणारा ध्वनी मोठा असतो. जेव्हा मोठेपणा लहान असतो, तेव्हा निर्माण होणारा ध्वनी क्षीण असतो. मुलाच्या आवाजाची प्रौढ व्यक्तीच्या आवाजाशी तुलना करा. काही फरक आहे का? जरी दोन आवाज समान मोठे असले तरी ते काही बाबतीत वेगळे असतात. चला ते कसे ते पाहूया.

माझा आवाज माझ्या शिक्षकाच्या आवाजापेक्षा वेगळा का आहे याचे मला आश्चर्य वाटते.

वारंवारता ध्वनीची तीक्ष्णता किंवा तारत्व ठरवते. जर कंपनाची वारंवारता जास्त असेल तर आपण म्हणतो की ध्वनी तीक्ष्ण आहे आणि त्याचे तारत्व जास्त आहे. जर कंपनाची वारंवारता कमी असेल, तर