आवाजाचा वेग

नक्कीच तुम्ही बऱ्याच वेळा पाहिले असेल की जेव्हा वादळ येते तेव्हा सर्वप्रथम एक प्रकाश असतो तो म्हणजे विजेचा आणि नंतर आवाज येतो. हे मुळे आहे आवाजाचा वेग. शास्त्रज्ञांना असे आढळले आहे की ध्वनी हवेद्वारे जास्तीत जास्त वेग किती पसरवू शकतो. भौतिकशास्त्रात हे खूप महत्त्वाचे आहे.

म्हणूनच, ध्वनीचा वेग आणि त्याचा प्रसार कसा होतो याबद्दल आपल्याला माहित असणे आवश्यक असलेले सर्व काही सांगण्यासाठी आम्ही हा लेख समर्पित करणार आहोत.

आवाजाचा वेग

ध्वनी लहरीच्या प्रसाराची गती ज्या माध्यमात ती प्रसारित केली जाते त्याच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते, तरंगांच्या वैशिष्ट्यांवर किंवा ते निर्माण करणाऱ्या शक्तीवर नाही. ध्वनी लहरींच्या प्रसाराच्या या गतीला ध्वनीची गती देखील म्हणतात. पृथ्वीच्या वातावरणात, तापमान 20ºC आहे, जे 343 मीटर प्रति सेकंद आहे.

प्रसार माध्यमाद्वारे ध्वनीची गती बदलते आणि प्रसारमाध्यमाची विशिष्ट वैशिष्ट्ये चांगल्या प्रकारे समजण्यास मदत होते. जेव्हा प्रसार माध्यमाचे तापमान बदलते तेव्हा आवाजाचा वेगही बदलतो. याचे कारण असे की तापमानात वाढ झाल्यामुळे कंपने वाहणाऱ्या कणांमधील परस्परसंवादाची वारंवारता वाढते, ज्याचे भाषांतर लाटेच्या वेगात वाढ होते.

साधारणपणे सांगायचे तर, घन पदार्थांमध्ये ध्वनीचा वेग द्रवापेक्षा जास्त असतो आणि द्रवांमध्ये आवाजाचा वेग वायूंपेक्षा जास्त असतो. याचे कारण असे की जेवढे घन पदार्थ तेवढे अणुबंधांचे एकसंधतेचे प्रमाण जास्त असते, जे ध्वनी लहरींच्या प्रसारास अनुकूल असते.

ध्वनी प्रसाराचा वेग मुख्यत्वे त्याचा प्रसार करणाऱ्या माध्यमाच्या लवचिकतेवर अवलंबून असतो. लवचिकता त्याचा मूळ आकार पुनर्संचयित करण्याची क्षमता दर्शवते.

आवाज काय आहे

ध्वनी एक दाब लाट आहे जी संपीडन आणि उदासीनतेद्वारे हवेद्वारे पसरू शकते. जो आवाज आपण आपल्या आजूबाजूला जाणतो तो हवा किंवा इतर कोणत्याही माध्यमाद्वारे प्रसारित होणाऱ्या स्पंदनांमुळे निर्माण होणाऱ्या ऊर्जेपेक्षा अधिक काही नाही, जो मानवी कानापर्यंत पोहोचल्यावर प्राप्त आणि ऐकला जाऊ शकतो. आपल्याला माहित आहे की ध्वनी लहरींच्या रूपात प्रवास करते.

तरंग हे माध्यमातील स्पंदनात्मक अडथळे आहेत, जे या दोन बिंदूंमधील थेट संपर्काशिवाय एका बिंदूपासून दुसऱ्या बिंदूकडे ऊर्जा हस्तांतरित करतात. आपण असे म्हणू शकतो की तरंग ज्या माध्यमामधून जाते त्या कणांच्या कंपनाने निर्माण होते, म्हणजेच हवेच्या रेणूंच्या रेखांशाच्या विस्थापन (प्रसाराच्या दिशेने) शी संबंधित प्रसार प्रक्रिया. मोठ्या विस्थापनासह क्षेत्र त्या भागात दिसून येते जेथे दाब बदलण्याचे मोठेपणा शून्य आणि उलट आहे.

स्पीकरमधील आवाज

एका टोकामध्ये स्पीकर असलेल्या नलिकेतील हवा आणि दुसऱ्या टोकाला बंद झालेली लाटांच्या स्वरूपात कंपने होतात. रेखांशानुसार स्थिर. या वैशिष्ट्यांसह ट्यूबच्या कंपनचे स्वतःचे मोड. हे साइन वेव्हशी संबंधित आहे, ज्याची तरंगलांबी अशी आहे की शून्य मोठेपणाचा बिंदू आहे. स्पीकरच्या शेवटी आणि ट्यूबच्या बंद टोकावरील एक्झॉस्ट नोड, कारण अनुक्रमे स्पीकर आणि ट्यूब कॅपमुळे हवा मुक्तपणे हलू शकत नाही. या नोड्समध्ये आपल्याकडे दाब, अँटीनोड किंवा पोट, जास्तीत जास्त लाटाचा जास्तीत जास्त फरक असतो.

वेगवेगळ्या माध्यमांमध्ये आवाजाचा वेग

ज्या माध्यमात ध्वनी लहरींचा प्रसार होतो त्यानुसार ध्वनीचा वेग बदलतो. ते मध्यम तापमानासह देखील बदलते. याचे कारण असे की तापमानात वाढ झाल्यामुळे कंपने वाहणाऱ्या कणांमधील परस्परसंवादाची वारंवारता वाढते आणि या क्रियेत वाढ झाल्यामुळे वेग वाढतो.

उदाहरणार्थ, बर्फामध्ये, आवाज लांब अंतरापर्यंत जाऊ शकतो. हे बर्फाखालील अपवर्तनामुळे आहे, जे एकसंध माध्यम नाही. बर्फाच्या प्रत्येक थराचे तापमान वेगळे असते. सूर्य ज्या खोल ठिकाणी पोहोचू शकत नाही ते पृष्ठभागापेक्षा थंड असतात. जमिनीच्या जवळ असलेल्या या थंड थरांमध्ये ध्वनीच्या प्रसाराचा वेग कमी असतो.

सर्वसाधारणपणे सांगायचे तर, ध्वनीचा वेग द्रवपदार्थांपेक्षा घन पदार्थांमध्ये जास्त असतो आणि वायूंपेक्षा द्रवांमध्ये जास्त असतो. याचे कारण असे की परमाणु किंवा आण्विक बंधांचे सामंजस्य जितके जास्त असेल तितके पदार्थ मजबूत. हवेतील आवाजाची गती (20 ° C च्या तापमानावर) 343,2 m / s आहे.

चला काही माध्यमांमध्ये आवाजाचा वेग पाहू:

• हवेमध्ये, 0 डिग्री सेल्सियसवर, ध्वनी 331 मी / सेकंद वेगाने प्रवास करते (प्रत्येक अंश सेल्सिअस तापमान वाढते, आवाजाची गती 0,6 मी / से वाढते).
• पाण्यात (25 ° C वर) ते 1593 मी / से.
• ऊतकांमध्ये ते 1540 मी / सेकंद आहे.
• लाकडात ते 3700 मी / से.
• कॉंक्रिटमध्ये ते 4000 मी / से.
• स्टीलमध्ये ते 6100 मी / से.
• अॅल्युमिनियममध्ये ते 6400 मी / सेकंद आहे.
• कॅडमियममध्ये ते 12400 मी / सेकंद आहे.

रेसिप्रोकेटिंग इंजिनच्या कलेक्टरमधील अनुनाद घटनेच्या अभ्यासात दाब लहरीचा प्रसार वेग खूप महत्वाचा असतो आणि पर्यावरणाच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असतो. उदाहरणार्थ, वायूंसाठी, सेवन मॅनिफोल्डमध्ये वाष्पयुक्त मिश्रण किंवा एक्झॉस्ट मॅनिफॉल्डमध्ये जळलेले वायू त्यांची घनता आणि दाब यावर अवलंबून असतात.

प्रसारित लहरींचे प्रकार

दोन प्रकारच्या लाटा आहेत: रेखांशाच्या लाटा आणि आडव्या लाटा.

• अनुदैर्ध्य लहर: लाट ज्यामध्ये एका माध्यमाचे कण एका बाजूने दुसऱ्या बाजूने कंपित होतात तरंग त्याच दिशेने. माध्यम घन, द्रव किंवा वायूयुक्त असू शकते. म्हणून, ध्वनी लहरी रेखांशाच्या लहरी असतात.
• आडवा तरंग: तरंग ज्यामध्ये माध्यमातील कण लाटाच्या हालचालीच्या दिशेने "उजव्या कोनात" वर आणि खाली कंपन करतात. या लाटा केवळ घन आणि द्रवपदार्थांमध्ये दिसतात, वायूंमध्ये नाही.

पण लक्षात ठेवा की लाटा सर्व दिशांनी प्रवास करतात, म्हणून त्यांना गोलातून जाताना विचार करणे सोपे आहे.

मला आशा आहे की या माहितीमुळे तुम्ही आवाजाची गती आणि त्याची वैशिष्ट्ये याबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकाल.