Gujarat Board Solutions Class 9 Science Chapter 12 ધ્વનિ

Gujarat Board Solutions Class 9 Science Chapter 12 ધ્વનિ

GSEB Solutions Class 9 Science Chapter 12 ધ્વનિ

ધ્વનિ Class 9 GSEB

→ ધ્વનિ (Sound) ધ્વનિ એ ઊર્જાનું સ્વરૂપ છે, જે આપણા કાનમાં શ્રવણની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે. ધ્વનિ જુદી જુદી વસ્તુઓના કંપનને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે.

→ કંપન (Oscillation or vibration): કંપન એટલે કોઈ વસ્તુની ઝડપથી વારંવાર આમ-તેમ અથવા આગળ-પાછળ થતી ગતિ.

→ સંઘનન (Compression): ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમમાં જે વિસ્તારમાં ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તે વિસ્તારને સંઘનન કહે છે.

→ વિઘનન (Rarefaction) ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમમાં જે વિસ્તારમાં નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તે વિસ્તારને વિઘનન કહે છે.

→ તરંગ (Wave) માધ્યમમાં થતી વિક્ષોભની ગતિને તરંગ કહે છે.

→ ધ્વનિતરંગો (Sound Waves) : આ યાંત્રિક તરંગો છે. ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ જેવા માધ્યમમાં આ તરંગોનું પ્રસરણ થઈ શકે છે. શૂન્યાવકાશમાં તેમનું પ્રસરણ થઈ શકે નહિ. માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ સંઘનન-વિઘનન દ્વારા થાય છે.

→ તરંગના પ્રકારો (Types of Wave):

• યાંત્રિક તરંગ (Mechanical Wave) જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ હોવું જરૂરી છે, તેને યાંત્રિક તરંગ કહે છે.
• બિનયાંત્રિક તરંગ (Non-mechanical Wave): જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ જરૂરી નથી, તેને બિનયાંત્રિક તરંગ કહે છે.
• લંબગત તરંગ (Transverse wave): જે તરંગના પ્રસારણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો તરંગ-પ્રસરણની દિશાને લંબ દિશામાં થતાં હોય, તેવા તરંગને લંબગત તરંગ કહે છે, આ તરંગ શૃંગ (Crest) અને ગર્ત (Trough) દ્વારા આગળ વધે છે.
• સંગત તરંગ (Longitudinal Wave) જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં જ થતાં હોય, તેવા તરંગને સંગત તરંગ કહે છે. આ તરંગ સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે.

→ સંગત તરંગની લાક્ષણિકતાઓ (Characteristics of Longitudinal Wave):

• તરંગલંબાઈ (wavelength) સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ કહે છે. અથવા આવર્તકાળ જેટલા સમયમાં સંગત તરંગે સંગત તરંગપ્રસરણની દિશામાં કાપેલ અંતરને તરંગલંબાઈ કહે છે. તરંગલંબાઈને સંજ્ઞા A (લેડા) વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ મીટર (m) છે.
• તરંગનો કંપવિસ્તાર (Amplitude of a Wave) તરંગપ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઈ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો પવિસ્તાર કહે છે. કંપવિસ્તારને સંજ્ઞા A વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો SI એકમ મીટર (m) છે. ધ્વનિના કિસ્સામાં, કંપવિસ્તારનો SI એકમ kg m 3 અથવા N m^-2 છે.
• તરંગનો આવર્તકાળ (Time Period of a Wave): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
  તરંગના આવર્તકાળને સંજ્ઞા T વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તરંગના આવર્તકાળનો SI એકમ સેકન્ડ (s) છે.
• તરંગની આવૃત્તિ (requency of a wave): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને (સંગત) તરંગની આવૃત્તિ કહે છે. તે સંજ્ઞા : વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ હર્ટ્ઝ (Hz) છે.
• ધ્વનિની પિચ : પિચ એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે, જે તીણા અને ઘેરા અવાજ (ધ્વનિ) વચ્ચેનો ભેદ પારખવામાં સહાયક બને છે. કોઈ ઉત્સર્જિત ધ્વનિની આવૃત્તિનું આપણું મસ્તિષ્ક કેવું અર્થઘટન કરે છે, તેને પિચ કહે છે. પિચ એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેનું અસ્તિત્વ માત્ર વ્યક્તિલક્ષી છે.
• ધ્વનિની પ્રબળતાઃ પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે. ધ્વનિની પ્રબળતા એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેનું અસ્તિત્વ માત્ર વ્યક્તિલક્ષી છે.
• ટેમ્બર –ધ્વનિ ગુણતાઃ ટેમ્બર એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે કે જે આપણને સમાન પિચ અને પ્રબળતા ધરાવતા ધ્વનિઓને એકબીજાથી જુદા પાડવાની ક્ષમતા આપે છે. ટેમ્બર ધ્વનિના તરંગરૂપ – તરંગાકાર વડે જાણી શકાય છે.
• ધ્વનિની તીવ્રતાઃ ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ-ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે. તીવ્રતાને 1 સંજ્ઞા વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ W m^-2 છે.
• તરંગનો વેગ (Wave velocity): માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગના સંઘનન અથવા વિઘનન દ્વારા એકમ સમયમાં કાપેલ અંતરને ધ્વનિતરંગનો વેગ કહે છે.
  υ = λ/T અથવા υ = λv

→ મનુષ્યમાં શ્રવણ અવધિ (Range of Hearing in a Human being):

• શ્રાવ્ય ધ્વનિ (Audible sound): 20 Hzથી 20,000 Hz આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને આપણે સાંભળી શકીએ છીએ. આને શ્રાવ્ય (Audible) ધ્વનિ કહે છે.
• આવ ધ્વનિ (Infrasonic Sound): 20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળો ધ્વનિ.
• પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ અથવા પરાધ્વનિ (Ultrasonic sound): 20,000 Hz કરતાં વધુ આવૃત્તિવાળો ધ્વનિ.

→ સોનાર (SONAR): સોનારનું પૂર્ણા નામ Sound Navigation and Ranging છે. આ પદ્ધતિમાં પરાધ્વનિતરંગો દ્વારા સમુદ્રમાં ડૂબેલા વહાણ, સામુદ્રિક ખડકો અને સબમરીનનાં ચોક્કસ સ્થાન જાણી શકાય છે.

→ ધ્વનિના પરાવર્તનના નિયમો (Laws of Reflection of Sound):
(1) આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ સમાન હોય છે.

(2) આપાત ધ્વનિ, આપાતબિંદુએ પરાવર્તન સપાટીને દોરેલો લંબ તથા પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે.

• પડઘો (Echo) સભાખંડમાં ઉત્પન્ન થયેલ મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત થયેલ ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કે તેથી થોડો વધુ હોય ત્યારે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ અલગ અલગ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.
• અનુરણન (Reverberation): સભાખંડમાં વક્તા જ્યારે બોલવાનું બંધ કરે છે કે તરત જ તેનો અવાજ સંભળાવો બંધ થતો નથી. સભાખંડમાં પ્રેક્ષકો સુધી ધ્વનિ સીધો અને હૉલની દીવાલો તથા છત પરથી થતા ગુણન પરાવર્તનના લીધે પહોંચે છે. આ વારંવાર પરાવર્તનના કારણે હૉલમાં ધ્વનિ ઉત્પન્ન થવાનો બંધ થયા પછી થોડા સમય સુધી રણકતો રહે છે, જેને અનુરણન કહે છે.

→ માનવકાન (Human Bar): માનવકાન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલો છેઃ

• બાહ્ય કર્ણ
• મધ્યકર્ણ અને
• અંતઃકર્ણ.

શ્રાવ્ય આવૃત્તિથી ઉત્પન્ન થતા દબાણના ફેરફારને કાન વિદ્યુત સંકેતમાં ફેરવે છે. આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ દ્વારા મગજ : સુધી પહોંચે છે અને મગજ તેને ધ્વનિ સ્વરૂપે સમજે છે.

GSEB Class 9 Science ધ્વનિ Textbook Questions and Answers

સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નોત્તર

પ્રશ્ન 1.
ધ્વનિ શું છે? અને તે કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે?
ઉત્તર:
ધ્વનિ એ ઊર્જાનું સ્વરૂપ છે. જે આપણા કાનમાં શ્રવણની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે.
વસ્તુનું કંપન થવાને લીધે ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
આકૃતિની મદદથી વર્ણવો કે ધ્વનિનો સ્ત્રોત તેની નજીકના વાયુઓમાં સંઘનન અને વિઘનન કેવી રીતે ઉત્પન્ન કરે છે?
ઉત્તર:

કંપિત વસ્તુ કોઈ માધ્યમમાં સંઘનન (C) તથા વિઘનન (R)ની શ્રેણી રચે છે.

• આકૃતિ 12.23માં કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયા (સ્વરકાંટા) વડે ઉત્પન્ન થતાં ધ્વનિતરંગો દર્શાવ્યાં છે.
• કંપન દરમિયાન જ્યારે સ્વરકાંટાના પાંખિયા આગળ તરફ – બહાર તરફ ખસે છે ત્યારે તે પોતાની સામેની હવાના સ્તરને ધક્કો મારી તેમાં સંકોચન પેદા કરે છે. પરિણામે એક ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તેને સંઘનન (C) કહે છે.
• હવે, આ સંઘનન કંપિત સ્વરકાંટાથી દૂર તરફ હવામાં ગતિ કરવા લાગે છે.
• જ્યારે સ્વરકાંટાના પાંખિયા પાછળની તરફ – અંદરની તરફ ખસે છે ત્યારે નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તેને વિઘનન (R) કહે છે.
• આમ, ધ્વનિ-ચીપિયાના પાંખિયા આગળ-પાછળ ખૂબ ઝડપે ગતિ કરતાં હોય એટલે કે કંપિત થતા હોય ત્યારે હવામાં સંઘનન અને વિઘનનની એક શ્રેણી રચાય છે, જેના લીધે હવામાં ધ્વનિતરંગ પ્રસરણ પામે છે.

પ્રશ્ન 3.
કયો પ્રયોગ દર્શાવે છે કે ધ્વનિના પ્રસરણ માટે દ્રવ્ય – માધ્યમ આવશ્યક છે?
ઉત્તર:
એક વિદ્યુત ઘંટડી અને એક કાચની હવાચુસ્ત બેલ જાર લો.

• વિદ્યુત ઘંટડીને બેલ જારમાં લટકાવો.
• આકૃતિ 12.6માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બેલ જારને હવાશોષક પંપ 3 (વેક્યુમ પંપ) સાથે જોડો.

શૂન્યાવકાશમાં ધ્વનિનું પ્રસરણ થતું નથી તે દર્શાવતો બેલ જારનો પ્રયોગ

પદ્ધતિ: વિદ્યુત ઘંટડીમાં બહારથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં (સ્વિચ ON કરતાં) ઘંટડીનો અવાજ બહાર સંભળાય છે.

• હવે, હવાશોષક પંપને ચાલુ કરતાં બેલ જારમાંથી હવા/વાયુ ધીરે ધીરે બહાર નીકળે છે પણ વિદ્યુત ઘંટડીમાં વહેતો પ્રવાહ પહેલાંના જેટલો જ હોવા છતાં હવે વિદ્યુત ઘંટડીનો અવાજ ધીમો થતો જાય છે.
• થોડા સમય બાદ જ્યારે બેલ જારમાં બહુ જ ઓછી હવા રહે છે ત્યારે વિદ્યુત ઘંટડીનો ખૂબ જ ધીમો અવાજ સંભળાય છે.
• જ્યારે બેલ જારમાંથી બધી જ હવા કાઢી લેવામાં આવે, ત્યારે વિદ્યુત ઘંટડીનો અવાજ બિલકુલ સંભળાતો નથી.
  નિષ્કર્ષઃ ધ્વનિતરંગોને પ્રસરવા માટે માધ્યમ (અહીં હવા) આવશ્યક છે.

પ્રશ્ન 4.
ધ્વનિતરંગો શા માટે સંગત તરંગો તરીકે ઓળખાય છે?
ઉત્તર:
માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગો સંઘનન અને વિઘનનની એક શ્રેણી સ્વરૂપે પ્રસરણ પામે છે. માધ્યમના કણો, ધ્વનિતરંગોની પ્રસરણ-દિશાને સમાંતર પોતાના મધ્યમાન સ્થાનની આસપાસ દોલન કરે છે. તેથી ધ્વનિતરંગોને સંગત તરંગો કહે છે.

પ્રશ્ન 5.
ધ્વનિની કઈ લાક્ષણિકતા તમને અંધારા ઓરડામાં બેઠેલા ઘણા બધા લોકો પૈકી તમારા મિત્રનો અવાજ ઓળખવામાં મદદ કરે છે?
ઉત્તરઃ
ટેમ્બર – ધ્વનિ ગુણતા એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે, જેના વડે અંધારા ઓરડામાં બેઠેલા ઘણા બધા લોકો પૈકી આપણે આપણા મિત્રનો અવાજ ઓળખી શકીએ છીએ.

પ્રશ્ન 6.
મેઘગર્જના અને વીજળી બંને એકસાથે ઉત્પન્ન થાય છે; પરંતુ વીજળી દેખાય તે પછી કેટલીક સેકન્ડ બાદ મેઘગર્જના સંભળાય છે. આમ કેમ થાય છે?
ઉત્તરઃ
22 °C તાપમાને હવામાં ધ્વનિનો વેગ (v) 344 ms^-1 છે. જ્યારે પ્રકાશનો વેગ (c) 3 × 10⁸m s^-1 છે. તેથી c/υ = 3×10⁸/344 ≈ 10⁶ પરથી સ્પષ્ટ છે કે પ્રકાશનો વેગ, ધ્વનિના વેગ કરતાં ઘણો વધારે (લગભગ 10⁶ ગણો) છે. તેથી વીજળી પહેલાં દેખાય છે અને તે પછી કેટલીક સેકન્ડ બાદ મેઘગર્જના સંભળાય છે.

પ્રશ્ન 7.
કોઈ વ્યક્તિની સરેરાશ શ્રાવ્ય-આવૃત્તિ 20 Hzથી 20 kHz છે. આ બે આવૃત્તિઓ માટે ધ્વનિતરંગોની તરંગલંબાઈ શોધો. ધ્વનિનો વેગ 344m s^-1 લો.
ઉત્તરઃ
ઉકેલઃ અહીં, D = 344 m s^-1; આવૃત્તિ v₁ = 20 Hz; આવૃત્તિ v₂ = 20 kHz = 20,000 Hz

પ્રશ્ન 8.
બે બાળકો કોઈ ઍલ્યુમિનિયમ પાઇપના બંને છેડા પાસે એક-એક એમ ઊભેલા છે. એક બાળક પાઇપના એક છેડા પર પથ્થર મારે છે. બીજા છેડા પાસે ઊભેલ બાળક પાસે હવા તથા ઍલ્યુમિનિયમમાંથી પસાર થઈ પહોંચતા ધ્વનિતરંગોએ લીધેલ સમયનો ગુણોત્તર શોધો. પાઠ્યપુસ્તકમાં આપેલ કોષ્ટક 12.1 પરથી 25 °C તાપમાને ઍલ્યુમિનિયમમાં ધ્વનિનો વેગ 6420 m s^-1 અને હવામાં ધ્વનિનો વેગ 346 m s^-1 લો.
ઉત્તરઃ
ઉકેલઃ ધારો કે, ઍલ્યુમિનિયમ પાઈપની લંબાઈ l m છે.

હવામાં ગm જેટલું અંતર કાપવા માટે ધ્વનિને લાગતો સમય,

ઍલ્યુમિનિયમ પાઇપમાં lm અંતર કાપવા માટે ધ્વનિને લાગતો

સમીકરણ (1) અને (2) પરથી,

પ્રશ્ન 9.
કોઈ ધ્વનિ-સ્ત્રોતની આવૃત્તિ 100 Hz છે. મિનિટમાં ડે તે કેટલી વાર કંપન કરશે?
ઉત્તરઃ
ઉકેલ: અત્રે, આવૃત્તિ v = 100 Hz,

દોલન કરતી વસ્તુ વડે 1 s માં કરાતાં દોલનોની સંખ્યાને તેની આવૃત્તિ કહે છે.
1 sમાં થતાં દોલનોની સંખ્યા = 100
∴ 1 મિનિટમાં એટલે કે 60 s માં થતાં દોલનોની સંખ્યા
= 60 × 100
= 6000

પ્રશ્ન 10.
શું ધ્વનિ પરાવર્તન તે જ નિયમોનું પાલન કરે છે, જે પ્રકાશનાં તરંગો કરે છે? સમજાવો.
ઉત્તર:
હા.

• આકૃતિ 12.13માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બે સમાન પાઇપ લો. તમે ચાર્ટ પેપરની મદદથી આવા પાઈપ બનાવી શકો છો.
• પાઇપોની લંબાઈ પૂરતી હોવી જોઈએ (ચાર્ટ પેપરની લંબાઈ જેટલી).
• તેમને દીવાલની નજીક ટેબલ પર વ્યવસ્થિત ગોઠવો. એક પાઇપના ખુલ્લા છેડા પાસે ઘડિયાળ મૂકો જ્યારે બીજા પાઈપ પાસે આ ઘડિયાળનો ધ્વનિ સાંભળવાનો પ્રયત્ન કરો.
• બને પાઇપોની સ્થિતિ એવી રીતે ગોઠવો કે જેથી તમને ઘડિયાળનો અવાજ સ્પષ્ટ સંભળાય.
• હવે આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ માપો તથા તેમની વચ્ચેનો સંબંધ ચકાસો.
• જમણી બાજુની પાઇપને ઊર્ધ્વદિશામાં થોડે ઊંચે સુધી લઈ જાવ અને જુઓ શું થાય છે?

ધ્વનિના પરાવર્તનને લગતો પ્રયોગ

અવલોકનઃ જમણી બાજુની પાઇપમાં સંભળાતો ઘડિયાળનો (ટિક ટિક) અવાજ ધ્વનિના પરાવર્તનને લીધે છે.

→ પાઇપની જે સ્થિતિમાં અવાજ મોટો સંભળાય છે, તે સ્થિતિમાં ધ્વનિનો આપાતકોણ i અને પરાવર્તનકોણ r સમાન મળે છે. અર્થાત્ i = r જે ધ્વનિનો પરાવર્તનનો પહેલો નિયમ છે.
→ હવે, જમણી બાજુની પાઇપને ઊર્ધ્વદિશામાં થોડીક ઊંચે સુધી લઈ જતાં ધ્વનિ સંભળાતો બંધ થઈ જાય છે, કારણ કે હવે આપાત ધ્વનિ, લંબ ON અને પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં નથી.
જ્યારે આપાત ધ્વનિ, લંબ ON અને પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે ત્યારે જ જમણી બાજુની પાઇપ મારફતે ધ્વનિ સંભળાય છે, જે ધ્વનિનો પરાવર્તનનો બીજો નિયમ છે.

નિષ્કર્ષ: પ્રકાશની જેમ જ ધ્વનિનું પરાવર્તન થઈ શકે છે અને ધ્વનિના કિસ્સામાં પણ પ્રકાશ માટેના પરાવર્તનના નિયમો પળાય છે.

પ્રશ્ન 11.
ધ્વનિના એક સ્ત્રોતને પરાવર્તક સપાટીની સામે રાખવાથી તેનો પડઘો સંભળાય છે. જો સ્ત્રોત અને પરાવર્તક સપાટી વચ્ચેનું અંતર અચળ રહે, તો શું તમે ગરમીના દિવસોમાં પડઘાનો અવાજ સાંભળી શકશો?
ઉત્તર:
શ્રવણશક્તિના વિલંબન(Persistence of hearing)ના કારણે આપણા મગજમાં ધ્વનિની સંવેદના 0.1 s સુધી રહે છે. તેથી પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય તે માટે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચે ઓછામાં ઓછો 0.1 s નો સમયગાળો ચોક્કસ હોવો જોઈએ.

• અહીં સ્રોત અને પરાવર્તક સપાટી વચ્ચેનું અંતર તે અચળ છે.
• હવે જો દિવસે તાપમાન વધે તો હવામાં ધ્વનિનો વેગ ઈ વધે છે. તેથી અંતર d = વેગ v × સમય t પરથી શ્રોતા સુધી ધ્વનિને પહોંચવા માટે લાગતો સમય ઘટશે. (∵ d = અચળ)
• તેથી જે દિવસે તાપમાન વધુ હશે તે દિવસે જો સમય 0.1 s કરતાં ઘટી જાય (જેનો આધાર તાપમાનના વધારા પર છે) તો પડઘો સંભળાશે નહીં.

પ્રશ્ન 12.
ધ્વનિતરંગોના પરાવર્તનના બે વ્યવહારિક ઉપયોગો લખો.
ઉત્તરઃ
1. મેગાફોન કે લાઉડસ્પીકર, હૉર્ન, તૂરી તથા શહેનાઈ જેવાં વાદ્યો એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે જેથી ધ્વનિ બધી 3 દિશાઓમાં ફેલાવાના બદલે ફક્ત એક ચોક્કસ દિશામાં ગતિ કરે છે.

2. સ્ટેથોસ્કોપ એક મેડિકલ ઉપકરણ છે, જેમાં શરીરની 3 અંદર ખાસ કરીને હૃદય અને ફેફસાઓમાં ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિ વારંવાર પરાવર્તન પામી ડૉક્ટરના કાન સુધી પહોંચે છે.

3. કૉન્સર્ટ હૉલની છત વક્રાકાર હોય છે, જેથી પરાવર્તન બાદ ધ્વનિ હૉલના બધા જ ખૂણાઓ ભાગો સુધી સહેલાઈથી પહોંચી શકે.

પ્રશ્ન 13.
500 m ઊંચા કોઈ ટાવરની ટોચ પરથી એક પથ્થરને નીચે તળાવના પાણીમાં પડવા દેવામાં આવે છે. પાણીમાં તેના પડવાનો ધ્વનિ ટોચ પર કેટલા સમય પછી સંભળાશે?
g = 10 m s^-2, ધ્વનિનો વેગ = 340 ms^-1
ઉત્તરઃ
ઉકેલ: અહીં, u = 0; 9 = 10 m s^-2, h = 500 m; t = ?
હવે, h = ut + 1/2gt²
∴ 500 = 0 × t + 1/2 × 10 × t²
∴ 500 = 5t²
∴ t² = 100
∴ t = 10 s
આમ, ટાવરની ટોચ પરથી પથ્થરને મુક્ત કરતાં તે 10 s ને અંતે તળાવની પાણીની સપાટી પર આવી પડશે.
હવે, પથ્થર પાણીમાં પડવાને લીધે ઉદ્ભવતા ધ્વનિને ટાવરની ટોચ સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય,

= 500/340
= 1.47s
∴ ટાવરની ટોચ પરથી પથ્થર મુક્ત થયા બાદ, કુલ t + t’ = 10 + 1.47 = 11.47s સમય પછી પાણીમાં તેના પડવાને લીધે ઉદ્દભવતો ધ્વનિ ટાવરની ટોચ સુધી પહોંચશે.

પ્રશ્ન 14.
એક ધ્વનિતરંગ 339m s^-1ના વેગથી ગતિ કરે છે. જો તેની તરંગલંબાઈ 1.5 cm હોય, તો આ તરંગની આવૃત્તિ કેટલી હશે? શું તે શ્રાવ્ય હશે?
ઉત્તરઃ
ઉકેલ: અત્રે, ધ્વનિતરંગની ઝડપ v = 339 m s^-1, તરંગલંબાઈ λ = 1.5 cm = 0.015 m; આવૃત્તિ v = ?
આવૃત્તિ = v = υ/λ = 339/0.015 = 22,600 Hz
આમ, અહીં ધ્વનિની આવૃત્તિ 20,000 Hz કરતાં વધુ છે. તેથી આ ધ્વનિ સાંભળી શકાશે નહીં અર્થાત્ આ ધ્વનિ શ્રાવ્ય નથી.

પ્રશ્ન 15.
અનુરણન શું છે? તેને કેવી રીતે ઘટાડી શકાય છે?
ઉત્તર:
ધ્વનિ ઉત્પન્ન થવાનો બંધ થયા બાદ વારંવાર થતા પરાવર્તનને લીધે જે ધ્વનિ મળે છે, તેને અનુરણન કહે છે.
અનુરણન ઓછું કરવા માટે હૉલની છત તથા દીવાલો પર ધ્વનિશોષક પદાર્થો લગાવવા જોઈએ અથવા વધારે ગડીવાળા પડદા લટકાવવા જોઈએ.

પ્રશ્ન 16.
ધ્વનિની પ્રબળતા એટલે શું? તે કઈ બાબતો પર આધાર રાખે છે? [2 ગુણ ]
ઉત્તર:
ધ્વનિના કંપવિસ્તારની માનસશાસ્ત્રીય સમજ, જે શરીરવિજ્ઞાનસંબંધી છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.
પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.

ધ્વનિની પ્રબળતાનો આધાર

1. કંપિત વસ્તુના કંપવિસ્તાર પર અને
2. માનવકાનની સંવેદનશીલતા પર છે.

પ્રશ્ન 17.
ચામાચીડિયું પોતાનો શિકાર પકડવા માટે પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરે છે તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
ચામાચીડિયા ઘોર અંધકારમાં પોતાનું ભોજન શોધવા માટે ઊડતા હોય ત્યારે પરાધ્વનિતરંગો ઉત્સર્જિત કરે છે અને પરાવર્તન બાદ તેનું સંસૂચન (Detection) કરે છે.

• ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા પરાધ્વનિ સ્પંદ અવરોધો કે કીટકોથી પરાવર્તન પામી તેના કાનમાં પ્રવેશે છે.

ચામાચીડિયા દ્વારા પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે તથા અવરોધો કે કીટકો દ્વારા પરાવર્તિત થાય છે.

નોંધઃ આકૃતિ 12.21 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.

• આ પરિવર્તિત સ્પંદનોની પ્રકૃતિની મદદથી ચામાચીડિયાને ખબર પડે છે કે અવરોધ કે કીટક ક્યાં છે અને કેવા પ્રકારનું છે.
• પોરપોઇઝ સસ્તન માછલીઓ પણ અંધારામાં સંચાલન અને ભોજનની શોધમાં પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કરે છે.

પ્રશ્ન 18.
વસ્તુઓને સાફ કરવા માટે પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?
ઉત્તર:
જ્યાં પહોંચવું કઠિન હોય જેમ કે સર્પિલાકાર નળી, વિષમ આકારના ભાગો, ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો વગેરેને સાફ કરવા માટે સફાઈ દ્રાવણમાં રાખી, તેની પર પરાધ્વનિ આપાત કરવામાં આવે છે. પરાધ્વનિની ઉચ્ચ આવૃત્તિને કારણે ધૂળ, ચીકાશ તથા ગંદકીના કણો જુદા થઈને નીચે પડે છે અને આ રીતે વસ્તુ સંપૂર્ણ સાફ થાય છે.

પ્રશ્ન 19.
સોનારની કાર્યવિધિ તથા ઉપયોગોનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
સામુદ્રિક શાસ્ત્રના અભ્યાસ(Oceanographic studies)માં ધ્વનિના પરાવર્તનની ઘટનાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

• SONARનું પૂર્ણ નામ sound Navigation and Ranging છે.
• સોનાર પદ્ધતિની મદદથી પાણીમાં ઊંડે રહેલી વસ્તુઓનું અંતર, દિશા તથા વેગ માપવા માટે પરાધ્વનિતરંગનો ઉપયોગ થાય છે.
• સોનારમાં એક ટ્રાન્સમિટર અને એક ડિટેક્ટર (રિસીવર) હોય છે, જેને કોઈ નાવ અથવા જહાજમાં આકૃતિ 12.20માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે લગાડવામાં આવે છે.
• ટ્રાન્સમિટર પરાધ્વનિતરંગ ઉત્પન્ન કરી પ્રસારણ (ટ્રાન્સમીટ) કરે છે.
• આ તરંગો પાણીમાંથી પસાર થઈ સમુદ્રના તળિયે રહેલી વસ્તુઓ સાથે અથડાઈને પરાવર્તન પામી ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધાય છે.
• ડિટેક્ટર પરાધ્વનિતરંગોને વિદ્યુત સંકેતોમાં બદલે છે, જેની યોગ્ય રીતે ચકાસણી કરી શકાય છે.

ટ્રાન્સમિટર દ્વારા ટ્રાન્સમીટ થયેલ તથા ડિટેક્ટર દ્વારા ઝિલાયેલ પરાધ્વનિ

→ પાણીમાં ધ્વનિનો વેગ તથા પરાધ્વનિના ટ્રાન્સમિશન અને રિસીવિંગ વચ્ચેના સમયગાળાની મદદથી વસ્તુના અંતરની ગણતરી કરી શકાય છે.
→ ધારો કે, પરાધ્વનિના ટ્રાન્સમિશન અને રિસીવિંગ વચ્ચેનો સમયગાળો t છે તથા સમુદ્રના પાણીમાં ધ્વનિનો વેગ v છે. આ સ્થિતિમાં તળિયે રહેલી વસ્તુની દૂરી 2d થશે. 2d = v × t ( ∵ અંતર = વેગ × સમય)
∴ d = υ×t/2
આ વિધિને ઇકોરેન્ટિંગ (Eco-Ranging – પડઘો અવધિ) કહે છે.
→ સોનાર ટેનિકનો ઉપયોગ સમુદ્રની ઊંડાઈ જાણવા તથા પાણીની અંદર રહેલા પહાડો, ખીણો, સબમરીનો, હિમશિલાઓ, ડૂબેલાં જહાજો વગેરેની જાણકારી પ્રાપ્ત કરવા માટે કરી શકાય છે.
→ ચામાચીડિયા પણ આ જ રીતે અંધારી રાત્રિએ અથડાયા વગર ઊડે છે અને શિકાર પણ ઝડપે છે.

પ્રશ્ન 20.
એક સબમરીનમાં લગાડવામાં આવેલ સોનાર સાધન સંકેત મોકલે છે. તેનો પ્રતિધ્વનિ 5s પછી પ્રાપ્ત થાય છે. જો સબમરીનથી વસ્તુનું અંતર 3625 m હોય, તો ધ્વનિના વેગની ગણતરી કરો.
ઉત્તર:
ઉકેલ: અહીં, t = 5 s; સબમરીનમાં લગાડેલ સોનાર સાધનથી વસ્તુનું અંતર d = 3625 m; v = ?
ધ્વનિનો વેગ v = 2d/t = 2×3625/5 = 1450 m s^-1

પ્રશ્ન 21.
કોઈ ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલ ખામી શોધવા માટે પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
ધાતુના બ્લૉક મોટા ભાગે મોટાં મોટાં ભવનો, પુલો, ૬ મશીનો તથા વૈજ્ઞાનિક સાધનો બનાવવાના ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

પરાધ્વનિ ધાતુના બ્લૉકમાં ક્ષતિયુક્ત સ્થાનેથી પરાવર્તિત થાય છે.

• ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલી તિરાડ કે છિદ્ર બહારથી દેખાતા નથી. તે ભવન કે પુલની મજબૂતી ઓછી કરે છે.
• પરાધ્વનિતરંગો ધાતુના બ્લૉક પર આપાત કરી પરાવર્તિત થતાં તરંગો ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધવામાં આવે છે.
• જો બ્લૉકમાં થોડી પણ ખામી હોય, તો પરાધ્વનિતરંગો તરત જ પરાવર્તિત થાય છે, જે ખામીની હાજરી સૂચવે છે.

પ્રશ્ન 22.
માનવકાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજાવો.
ઉત્તર:
માનવકાન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલો છેઃ

1. બાહ્ય કર્ણ,
2. મધ્યકર્ણ અને
3. અંતઃકર્ણ.

માનવકાન

1. બાહ્ય કર્ણ (Outer ear): બાહ્ય કર્ણને કર્ણપલ્લવ કહે છે. કર્ણપલ્લવ બાહ્ય ધ્વનિને એકત્રિત કરે છે.
આ એકત્રિત ધ્વનિ શ્રવણનલિકામાંથી પસાર થઈ તેના છેડે રહેલા પાતળા પડદા સુધી પહોંચે છે. આ પડદાને કર્ણપટલ કહે છે.

ધ્વનિ-પ્રસરણને લીધે જ્યારે કર્ણપટલ આગળ સંઘનન રચાય છે ત્યારે પડદા પર બહારની તરફથી લાગતું દબાણ વધી જાય છે. તેથી કર્ણપટલ અંદર તરફ ધકેલાય છે અને વિઘનન દરમિયાન કર્ણપટલ બહારની તરફ ધકેલાય છે. આમ, કર્ણપટલનું કંપન થાય છે.

2. મધ્યકર્ણ (Middle ear): કર્ણપટલનાં કંપનો અતિસૂક્ષ્મ = હોય છે, જેને મધ્યકર્ણમાં આવેલાં ત્રણ હાડકાં – હથોડી, એરણ અને પેંગડું દ્વારા પ્રવર્ધિત કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ આ પ્રવર્ધિત દબાણના ફેરફારોને તે અંતઃકર્ણ તરફ પ્રસારિત કરે છે.

3. અંતઃકર્ણ (Inner ear): અંતઃકર્ણ આ કંપનીને કર્ણાવર્ત (શંખિકા) દ્વારા વિદ્યુત સંકેતોમાં ફેરવે છે. (કર્ણનો આ ભાગ ‘શંખિકા પ્રવાહી’ થી ભરેલો હોય છે.) આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ વડે મગજ સુધી પહોંચે છે અને મગજ દ્વારા તેનું ધ્વનિ સ્વરૂપમાં વિશ્લેષણ થાય છે.

GSEB Class 9 Science ધ્વનિ Intext Questions and Answers

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 162]

પ્રશ્ન 1.
કોઈ માધ્યમમાં કંપિત વસ્તુ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ધ્વનિ તમારા કાન સુધી કેવી રીતે પહોંચે છે?
ઉત્તર:
કંપિત વસ્તુ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલો ધ્વનિ, માધ્યમમાં કણોની કિંપિત ગતિને લીધે ઉદભવતાં સંઘનન અને વિઘનનની શ્રેણીના રૂપમાં પ્રસરણ પામે છે, જે આપણા કાન સુધી ધ્વનિતરંગો સ્વરૂપે પહોંચે છે.

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 163]

પ્રશ્ન 1.
તમારી શાળાનો ઘંટ, ધ્વનિ કેવી રીતે ઉત્પન કરે છે તે સમજાવો.
ઉત્તર:
જ્યારે શાળાના ઘંટ પર હથોડી અફાળવામાં આવે છે ત્યારે તે કંપન-ગતિ કરવા લાગે છે. પરિણામે કંપિત ઘંટમાંથી ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
ધ્વનિતરંગોને યાંત્રિક તરંગો કેમ કહે છે?
ઉત્તર: જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ જરૂરી છે, તે તરંગને યાંત્રિક તરંગ કહે છે. ધ્વનિતરંગોના પ્રસરણ માટે પણ માધ્યમ જરૂરી છે. તેથી ધ્વનિતરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહે છે.

અગત્યની જાણકારી:
યાંત્રિક તરંગોના પ્રસરણ માટે માધ્યમ સ્થિતિસ્થાપક હોવું જરૂરી છે.

• યાંત્રિક તરંગો માધ્યમના સ્થિતિસ્થાપકતાના ગુણધર્મને લીધે પ્રસરે છે.
• માધ્યમમાં યાંત્રિક તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન વિક્ષોભ (વિક્ષોભ એટલે માધ્યમમાં ઉત્પન્ન કરવામાં આવેલ દખલ) પસાર થયા પછી કણો તેમના મૂળ સ્થાને પાછા આવે છે.
• કણો દોલન કરીને મૂળ મધ્યમાન સ્થાને પાછા આવે તે માટે પુનઃસ્થાપક બળ અને તેથી માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા (elasticity) જરૂરી છે.
• વળી, તરંગની અસર હેઠળ વિક્ષોભ પામેલ વિભાગ કેટલું સ્થાનાંતર કરશે, તે નક્કી કરવામાં માધ્યમનું જડત્વ (Inertia) ભાગ ભજવે છે.
• આમ, યાંત્રિક તરંગોના પ્રસારણ માટે માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા અને જડત્વ બંને જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 3.
માની લો કે તમે તમારા મિત્ર સાથે ચંદ્ર પર ગયા છો. શું તમે તમારા મિત્ર દ્વારા ઉત્પન્ન કરવામાં આવેલ ધ્વનિ સાંભળી શકશો?
ઉત્તર:
ના. હું મારા મિત્ર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલો ધ્વનિ સાંભળી છે શકીશ નહીં.
ધ્વનિતરંગોના પ્રસરણ માટે માધ્યમ (દા. ત., હવા) જરૂરી છે. ચંદ્ર પર વાતાવરણ (માધ્યમ) નથી. આમ, ચંદ્ર પર શૂન્યાવકાશ હોવાથી ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ થતું નથી.

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 166]

પ્રશ્ન 1.
તરંગનો કયો ગુણધર્મ નીચે દર્શાવેલ બાબતો નક્કી કરે છે?
(a) પ્રબળતા
ઉત્તરઃ
ધ્વનિતરંગનો કંપવિસ્તાર તેની પ્રબળતા નક્કી કરે છે.

(b) પિચ
ઉત્તરઃ
ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ તેની પિચ નક્કી કરે છે.

પ્રશ્ન 2.
અનુમાન લગાવો કે નીચેનામાંથી કયા ધ્વનિની પિચ વધારે છે?
(a) ગિટાર
(b) કારનું હૉર્ન
ઉત્તર:
(a) ગિટાર
કારણ કે ગિટાર વડે ઉદ્ભવતા ધ્વનિની આવૃત્તિ, કારના હૉર્ન વડે ઉદ્ભવતા ધ્વનિની આવૃત્તિ કરતાં વધુ હોય છે. તેથી ગિટારના ધ્વનિની પિચ, કારના હૉર્નના ધ્વનિની પિચ કરતાં વધુ હોય છે.

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 167]

પ્રશ્ન 1.
કોઈ ધ્વનિતરંગ માટે તરંગલંબાઈ, આવૃત્તિ, આવર્તકાળ અને કંપવિસ્તાર એટલે શું?
ઉત્તર:
તરંગલંબાઈ (λ): સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન (C) અથવા બે ક્રમિક વિઘનન (R) વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ કહે છે.

આવૃત્તિ (v): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ કહે છે.

આવર્તકાળ (T): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને ધ્વનિતરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.

કપવિસ્તાર (A): તરંગ-પ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઈ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો કંપવિસ્તાર કહે છે.

પ્રશ્ન 2.
કોઈ ધ્વનિતરંગની તરંગલંબાઈ તથા આવૃત્તિ તેના વેગ સાથે કેવો સંબંધ ધરાવે છે?
ઉત્તર:
ધ્વનિતરંગની તરંગલંબાઈ λ, આવૃત્તિ v અને તરંગના 3 વેગ વચ્ચેનો સંબંધ u = vλ છે.
વેગ = આવૃત્તિ × તરંગલંબાઈ

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 167]

પ્રશ્ન 1.
ચોક્કસ તાપમાને હવા, પાણી, લોખંડ પૈકી કયા માધ્યમમાં ધ્વનિ સૌથી વધારે ઝડપથી ગતિ કરશે?
ઉત્તર:
ધ્વનિતરંગોની ઝડપ પ્રવાહી અને વાયુની સાપેક્ષે ઘન પદાર્થમાં સૌથી વધારે હોય છે. તેથી લોખંડમાં ધ્વનિતરંગોની ઝડપ સૌથી વધારે હશે.

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.પુ. પાના નં. 168]

પ્રશ્ન 1.
ધ્વનિની પ્રબળતા તથા ધ્વનિની તીવ્રતા વચ્ચેનો તફાવત જણાવો.
ઉત્તર:

ધ્વનિની પ્રબળતા	ધ્વનિની તીવ્રતા
1. પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.	1. ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ-ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે.
2. તે સંપૂર્ણરૂપે કોઈ ભોતિક રાશિ નથી. તેને ચોક્કસપણે માપી શકાતી નથી.	2. તે સંપૂર્ણરૂપે એક ભૌતિક રાશિ છે, જેનું માપન ચોક્કસપણે થઈ શકે છે.
3. તે વ્યક્તિના કાનની સંવેદન-શીલતા પર આધારિત છે.	3. તે વ્યક્તિના કાનની સંવેદન-શીલતા પર આધારિત નથી.
4. ધ્વનિની પ્રબળતા ડેસિબલ – decibel (dB) એકમમાં મપાય છે.	4. ધ્વનિની તીવ્રતા W m-2 એકમમાં મપાય છે.
5. તેનું અસ્તિત્વ વ્યક્તિલક્ષી (Subjective) છે.	5. તેનું અસ્તિત્વ માત્રાલક્ષી  (Objective) છે.

Intext પ્રશ્નોત્તર [પા.૫. પાના નં 170]

પ્રશ્ન 1.
સામાન્ય મનુષ્ય માટે ધ્વનિ શ્રાવ્યતાનો વિસ્તાર કેટલો હોય છે?
ઉત્તર:
સામાન્ય મનુષ્ય માટે ધ્વનિ શ્રાવ્યતાનો વિસ્તાર 20 Hzથી 20,000 Hz જેટલો છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેનાની ધ્વનિ આવૃત્તિનો વિસ્તાર કેટલો હોય છે?
(a) અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ
ઉત્તર:
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ 20 Hzથી ઓછી આવૃત્તિ

(b) પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ
ઉત્તર:
પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિઃ 20,000 Hzથી વધારે આવૃત્તિ

GSEB Class 9 Science ધ્વનિ Textbook Activities

પ્રવૃત્તિ 12.1 [પા.પુ. પાના નં. 160].

• એક ધ્વનિ-ચીપિયો લઈ તેને રબરના પૅડ પર અથડાવી કંપન કરાવો. તેને તમારા કાનની નજીક લાવો.
• શું તમે કોઈ ધ્વનિ સાંભળી શકો છો?
• કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજાને તમારી આંગળી વડે સ્પર્શ કરો અને તમને થતો અનુભવ તમારા મિત્રો સાથે ચર્ચા.
• હવે એક આધાર પરથી ટેબલ ટેનિસ બૉલ કે નાના પ્લાસ્ટિકના બૉલને દોરી વડે લટકાવો. (એક મોટી સોય અને દોરી લો. દોરાના એક છેડે ગાંઠ મારો અને સોયની મદદથી બૉલને દોરીમાં પરોવો.) કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાને હળવેથી બૉલના સંપર્કમાં લાવો. (આકૃતિ 12.1)
• અવલોકન કરો કે શું થાય છે અને તેની ચર્ચા તમારા મિત્રો સાથે કરો.

કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયો લટકાવેલ ટેબલ ટેનિસ બૉલને સહેજ અડકાવેલ છે.

અવલોકન: હા, આપણે ધ્વનિ સાંભળી શકીએ છીએ.
અત્રે, જ્યારે ધ્વનિ-ચીપિયાને (સ્વરકાંટાને) રબરના પૅડ (નાની ગાદલી) સાથે અફાળવામાં આવે છે ત્યારે તેની ભુજાઓ કંપિત થાય છે. પરિણામે ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે.

→ જ્યારે કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજાને આપણે આપણી એક આંગળી અડકાવીએ છીએ ત્યારે આપણને ઝણઝણાટીનો અનુભવ થાય છે. મતલબ કે આપણને ધ્વનિ-ઉત્પાદકના કંપનનો અહેસાસ થાય છે.

→ જ્યારે કપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજાને હળવેથી (આકૃતિ 12.1 માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે) ટેબલ ટેનિસ બૉલના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે ત્યારે બૉલમાં કંપન પેદા થાય છે અને આપણે ધ્વનિઉત્પાદકના કંપનીને જોઈ શકીએ છીએ.
નિષ્કર્ષઃ વસ્તુને અફાળીને જ્યારે કંપિત કરવામાં આવે છે ત્યારે – ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે.

પ્રવૃત્તિ 12.2 [પા.પુ. પાના નં. 160]

• એક બીકર અથવા ગ્લાસમાં ઉપરની કિનારી સુધી પાણી ભરો. કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજાને આકૃતિ 12.2માં દર્શાવ્યા અનુસાર પાણીની સપાટી સાથે સ્પર્શ કરાવો.
• હવે, આકૃતિ 12.3માં દર્શાવ્યા અનુસાર કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની બંને ભુજાઓને પાણીમાં ડુબાડો.
• બંને અવસ્થાઓમાં શું થાય છે તેનું અવલોકન કરો.
• તમારા મિત્રો સાથે વિચાર-વિમર્શ કરો કે આવું કેમ થાય છે?

કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજાને પાણીની સપાટી સાથે સ્પર્શ કરાવેલ છે.

કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની બંને ભુજાને પાણીમાં ડુબાડેલ છે.

અવલોકન: જ્યારે આકૃતિ 12.2માં દર્શાવ્યા મુજબ ધ્વનિચીપિયાની એક ભુજાને પાણીની સપાટીના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે ત્યારે સપાટી પરનું પાણી કંપિત થાય છે અને જ્યાં ભુજા પાણીની સપાટીને અડકે છે ત્યાં જલતરંગ ઉદ્ભવે છે, જે સમગ્ર પાણીની સપાટી પર પ્રસરે છે.

→ જ્યારે આકૃતિ 12.3માં દર્શાવ્યા મુજબ ધ્વનિ-ચીપિયાની બંને ભુજાઓને (પાંખિયાઓને) પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે છે ત્યારે બંને ભુજાઓમાંથી સ્વતંત્ર રીતે ઉદ્ભવતા જલતરંગો એકબીજા પર સંપાત થાય છે. તેથી પાણીની ઉપલી સપાટી વધારે ઉછળે છે. પરિણામે ગ્લાસમાંથી પાણી અલ્પપ્રમાણમાં બહાર તરફ છાંટા સ્વરૂપે છંટકાય છે.

નિષ્કર્ષ: કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની એક ભુજા જ્યારે પાણીની સપાટીને અડકે છે ત્યારે પાણીની સમગ્ર સપાટી પર જલતરંગ પ્રસરે છે.
પણ જ્યારે કંપિત ધ્વનિ-ચીપિયાની બંને ભુજાઓને પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે છે ત્યારે બંને ભુજાઓમાંથી સ્વતંત્ર રીતે ઉદ્ભવતાં ધ્વનિતરંગોના સંપાતીકરણને લીધે પાણીની ઉપલી સપાટી વધારે ઉછળે છે.
આમ, ધ્વનિ-ઉત્પાદક તેની સાથે સંપર્કમાં હોય તેવા માધ્યમને કંપિત કરે છે અને તેની યાંત્રિક ઊર્જા પાણીની ગતિ-ઊર્જામાં અવિર્ભાવ પામે છે.

પ્રવૃત્તિ 12.3 [પા.પુ. પાના નં. 161]

જુદાં જુદાં વાજિંત્રોની યાદી તૈયાર કરો તથા તમારા મિત્રો સાથે વિચાર-વિમર્શ કરો કે ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરવા માટે આ વાજિંત્રોનો કયો ભાગ કંપન કરે છે.

ચર્ચા-વિચારણાઃ સંગીતનાં વાદ્યોના મુખ્ય ત્રણ પ્રકારો છે:

પ્રવૃત્તિ 12.4 [પા.પુ. પાના નં. 163]

• એક ક્લિંકી (Sinky – લાંબી સ્પ્રિંગ) લો. તેનો એક છેડો તમારા મિત્રને પકડવાનું કહો અને બીજો છેડો તમે પકડો. હવે આ લાંબી સ્વિંગને આકૃતિ 12.7 (a)માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ખેંચો. હવે તેને તમારા મિત્ર તરફ અચાનક ધક્કો આપો. તમે શું જુઓ છો?
• જો તમે તમારા હાથથી ક્લિંકીને સતત આગળ-પાછળ એક પછી ? એક ધક્કો મારતા તથા ખેંચતા રહેશો તો તમે શું જોશો?
• જો તમે ક્લિંકી પર એક ચિહ્ન લગાવી દો તો તમે જોશો કે ક્લિંકી પર લગાડેલ ચિહ્ન વિક્ષોભના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર આગળપાછળ ગતિ કરે છે.

[આકૃતિ 12.7: ક્લિંકીમાં સંગત તરંગો]

અવલોકન: જ્યારે ડાબી બાજુથી ક્લિંકીને માત્ર ખેંચવામાં આવે છે ત્યારે તેના ક્રમિક આંટાઓ વચ્ચેનું અંતર વધે છે, જે વિઘનનની સ્થિતિ દર્શાવે છે અને જ્યારે ડાબી બાજુથી ક્લિંકીને માત્ર ધક્કો મારવામાં આવે છે એટલે કે દબાવવામાં આવે છે ત્યારે તેના ક્રમિક આંટાઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે, જે સંઘનનની સ્થિતિ દર્શાવે છે.

→ જો ક્લિંકીને સતત આગળ-પાછળ એક પછી એક ખેંચતા તથા ધક્કો મારતાં રહીએ તો સમગ્ર લિંકીમાં વિઘનન અને સંઘનન ઉદ્ભવ્યા કરે છે, જે વારાફરતી ક્લિંકીમાં ગતિ કરે છે.
→ ક્લિંકીમાં ઉદ્ભવતો અને ગતિ કરતો આ પ્રકારનો વિક્ષોભ કે જે સંઘનન અને વિઘનનની શ્રેણી રચે છે, તેને સંગત તરંગ કહે છે.
→ આકૃતિ 12.7 (b)માં ક્લિંકી પર દર્શાવેલ ચિહ્ન ‘O’, વિક્ષોભના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર આગળ-પાછળ ગતિ કર્યા કરે છે.

નિષ્કર્ષ: ક્લિંકીમાં ગતિ કરતો વિક્ષોભ એટલે સંગત તરંગ, જે સંઘનન અને વિઘનનની શ્રેણી સ્વરૂપે વિક્ષોભના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર ગતિ કરે છે.
માધ્યમના કણો (અહીં ક્લિંકીના આંટાઓ) સંગત તરંગની પ્રસરણ દિશાને સમાંતર કંપિત થાય છે. ધ્વનિતરંગ પણ આ જ રીતે પ્રસરણ પામે છે. તેથી ધ્વનિતરંગને સંગતતરંગ કહે છે.

પ્રવૃત્તિ 12.5 [પા.પુ. પાના નં. 167]

• આકૃતિ 12.13માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બે સમાન પાઇપ લો. તમે ચાર્ટ પેપરની મદદથી આવા પાઈપ બનાવી શકો છો.
• પાઇપોની લંબાઈ પૂરતી હોવી જોઈએ (ચાર્ટ પેપરની લંબાઈ જેટલી).
• તેમને દીવાલની નજીક ટેબલ પર વ્યવસ્થિત ગોઠવો. એક પાઇપના ખુલ્લા છેડા પાસે ઘડિયાળ મૂકો જ્યારે બીજા પાઈપ પાસે આ ઘડિયાળનો ધ્વનિ સાંભળવાનો પ્રયત્ન કરો.
• બને પાઇપોની સ્થિતિ એવી રીતે ગોઠવો કે જેથી તમને ઘડિયાળનો અવાજ સ્પષ્ટ સંભળાય.
• હવે આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ માપો તથા તેમની વચ્ચેનો સંબંધ ચકાસો.
• જમણી બાજુની પાઇપને ઊર્ધ્વદિશામાં થોડે ઊંચે સુધી લઈ જાવ અને જુઓ શું થાય છે?

ધ્વનિના પરાવર્તનને લગતો પ્રયોગ

અવલોકનઃ જમણી બાજુની પાઇપમાં સંભળાતો ઘડિયાળનો (ટિક ટિક) અવાજ ધ્વનિના પરાવર્તનને લીધે છે.

→ પાઇપની જે સ્થિતિમાં અવાજ મોટો સંભળાય છે, તે સ્થિતિમાં ધ્વનિનો આપાતકોણ i અને પરાવર્તનકોણ r સમાન મળે છે. અર્થાત્ i = r જે ધ્વનિનો પરાવર્તનનો પહેલો નિયમ છે.
→ હવે, જમણી બાજુની પાઇપને ઊર્ધ્વદિશામાં થોડીક ઊંચે સુધી લઈ જતાં ધ્વનિ સંભળાતો બંધ થઈ જાય છે, કારણ કે હવે આપાત ધ્વનિ, લંબ ON અને પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં નથી.
જ્યારે આપાત ધ્વનિ, લંબ ON અને પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે ત્યારે જ જમણી બાજુની પાઇપ મારફતે ધ્વનિ સંભળાય છે, જે ધ્વનિનો પરાવર્તનનો બીજો નિયમ છે.

નિષ્કર્ષ: પ્રકાશની જેમ જ ધ્વનિનું પરાવર્તન થઈ શકે છે અને ધ્વનિના કિસ્સામાં પણ પ્રકાશ માટેના પરાવર્તનના નિયમો પળાય છે.

GSEB Class 9 Science ધ્વનિ Important Questions and Answers

વિશેષ પ્રશ્નોત્તર
નીચેના દાખલા ગણો:

દઢીકરણ માટે વધારાના દાખલા:
પ્રશ્ન 1.
જો કોઈ કંપન કરતી વસ્તુનો આવર્તકાળ 0.01 s હોય, તો તે કંપિત વસ્તુની આવૃત્તિ શોધો.
ઉત્તર:
100 Hz

પ્રશ્ન 2.
જો એક કંપિત વસ્તુ 1sમાં 50 દોલનો કરતી હોય, તો આ કંપિત વસ્તુનો આવર્તકાળ શોધો.
ઉત્તર:
0.02 s

પ્રશ્ન 3.
જો કોઈ એક માધ્યમમાં 0.24 m તરંગલંબાઈ ધરાવતા ધ્વનિતરંગનો આવર્તકાળ 2 × 10^-3s હોય, તો તે માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગનો વેગ શોધો.
ઉત્તર:
120 m s^-1

પ્રશ્ન 4.
હવામાં 34 m તરંગલંબાઈ ધરાવતા ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ 10 Hz હોય, તો તે ધ્વનિતરંગનો હવામાં વેગ શોધો.
ઉત્તર:
340 m s^-1

પ્રશ્ન 5.
જો 0.17 cm તરંગલંબાઈ ધરાવતા ધ્વનિતરંગનો હવામાં વેગ 340 m s^-1 હોય, તો આ ધ્વનિ માનવકાન દ્વારા સાંભળી શકાય?
ઉત્તર:
આ ધ્વનિ માનવકાન દ્વારા સાંભળી શકાશે નહીં.

પ્રશ્ન 6.
એક સ્થિર જહાજ પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ ટ્રાન્સમીટ કરે છે, જે સમુદ્રતળથી પરાવર્તન થઈ ટ્રાન્સમીટ થયા પછી 4s બાદ રિસીવ થાય છે. જો અસ્ટ્રાસાઉન્ડનો સમુદ્રના પાણીમાં વેગ 1531 m s^-1હોય, તો જહાજથી સમુદ્રતળ કેટલું દૂર હશે?
ઉત્તર:
3062 m

પ્રશ્ન 7.
2 kHz આવૃત્તિ અને 100 cm તરંગલંબાઈ ધરાવતા ધ્વનિતરંગને 2 km અંતર કાપતા કેટલો સમય લાગે?
ઉત્તર:
1 s

પ્રશ્ન 8.
સીધી ઊંચી ટેકરીની નજીક એક છોકરો તાળી પાડે છે અને તેને 5 s બાદ તેનો પડઘો સંભળાય છે. જો ધ્વનિનો હવામાં વેગ 340 m s^-1 લઈએ, તો છોકરા અને ટેકરી વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે?
ઉત્તર:
850 m

પ્રશ્ન 9.
હવામાં 340 m s^-1 જેટલો વેગ ધરાવતા ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ 5 kHz છે. આ ધ્વનિતરંગની હવામાં તરંગલંબાઈ શોધો.
ઉત્તર:
0.068 m

પ્રશ્ન 10.
માનવકાન 20 Hzથી 20,000 Hz આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિતરંગને સાંભળી શકે છે. પાણીમાં પ્રસરતા ધ્વનિતરંગ માટે આ લઘુતમ અને મહત્તમ શ્રાવ્ય આવૃત્તિ સીમાને તરંગલંબાઈના સંદર્ભમાં શોધો. પાણીમાં ધ્વનિતરંગનો વેગ 1500 m s^-1 લો.
ઉત્તર:
0.075 m ≤ λ_{(શ્રાવ્ય)} ≤ 75 m

પ્રશ્ન 11.
એક લંબગત તરંગનું ઉદ્ગમ 0.4 sમાં 40 શિંગ અને 40 ગત ઉત્પન્ન કરે છે. આ લંબગત તરંગની આવૃત્તિ શોધો.
ઉત્તર:
100 Hz

પ્રશ્ન 12.
ઍલ્યુમિનિયમમાં ધ્વનિનો વેગ 5100 m s^-1 હોય, તો 255 Hz આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગની ઍલ્યુમિનિયમમાં તરંગલંબાઈ શોધો.
ઉત્તર:
20 m

પ્રશ્ન 13.
લંગર સાથે બાંધેલી એક હોડી સાથે અથડાતા પાણીના તરંગના બે ક્રમિક શિંગો વચ્ચેનું અંતર 100 m છે. તરંગનો વેગ 20 ms હોય, તો તરંગ હોડી સાથે કેટલા સમય પછી અથડાશે? તરંગની હોડી સાથે અથડાવાની આવૃત્તિ કેટલી હશે?
ઉત્તર:
5 s, આવૃત્તિ = 0.2 Hz

પ્રશ્ન 14.
1500 m s^-1ના વેગથી ગતિ કરતા વિક્ષોભ માટે સ્થાનાંતર વિરુદ્ધ સમયનો આલેખ નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યો છે. આ ગતિશીલ વિક્ષોભની તરંગલંબાઈ શોધો.

Hint: આકૃતિ પરથી આવર્તકાળ T = 2 × 10^-6s છે.
∴ આવૃત્તિ v = 1/T = 5 × 10⁵ Hz
ત્યારબાદ λ = u/υ સૂત્ર વાપરો.
ઉત્તર:
3 × 10^-3m

પ્રશ્ન 15.
12 m × 12 m પરિમાણ ધરાવતા એક બગીચામાં એક છોકરી બરાબર વચ્ચે બેઠેલી છે. આ બગીચાને અડીને ડાબી બાજુ એક મકાન છે અને જમણી બાજુ બગીચાને અડીને એક રસ્તો છે. રસ્તા પર એક ફટાકડો ફૂટે છે, તો શું છોકરીને પડઘો સંભળાશે?

Hint: શ્રોતાથી પરાવર્તક સપાટી સુધી જવા તથા પાછા આવવા માટે ધ્વનિ દ્વારા કપાયેલ કુલ અંતર ઓછામાં ઓછું 344 m s^-1 × 0.1 s = 34.4 m હોવું જોઈએ. કારણ કે પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય તે માટે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચે ઓછામાં ઓછો 0.1 sનો સમયગાળો ચોક્કસ હોવો જોઈએ.
પણ અહીં, છોકરીને પહેલાં મૂળ ધ્વનિ સંભળાયા બાદ પરાવર્તિત ધ્વનિ 6 m + 6 m = 12 m અંતર કાપ્યા પછી સંભળાય છે, જે 34.4 m કરતાં ઓછું અંતર છે.
ઉત્તર:
ના

પ્રશ્ન 16.
મેઘગર્જના થવાને લીધે, વીજળી દશ્યમાન થયા બાદ 10 s પછી ધ્વનિ-અવાજ પૃથ્વી પર સંભળાય છે, તો મેઘગર્જના જન્માવતાં વાદળાંનું પૃથ્વીથી આશરે અંતર શોધો. ધ્વનિની ઝડપ 340 m s^-1 લો.
ઉત્તર:
3.4 km

પ્રશ્ન 17.
ધ્વનિની હવામાં ઝડપ 340 m s^-1 હોય, તો (a) આવૃત્તિ 256 Hz હોય, તો તરંગલંબાઈ શોધો. (b) તરંગલંબાઈ 0.85 m હોય, તો આવૃત્તિ શોધો.
ઉત્તર:
(a) 1.33 m
(b) 400 Hz

પ્રશ્ન 18.
50 Hz આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગની તરંગાકૃતિ નીચે દર્શાવેલ છે:

તરંગનો (a) કંપવિસ્તાર, (b) તરંગલંબાઈ, (c) વેગ અને (d) આવર્તકાળ શોધો.
ઉત્તર:
(a) 4 cm
(b) 20 × 10^-2m
(c) 10 m s^-1
(d) 0.02 s

પ્રશ્ન 19.
ઊંચી ઇમારત બાંધકામના સ્થળે જમીનથી 78.4 mની ઊંચાઈએ કામ કરતા કામદારનું હેભેટ અચાનક સરકીને નીચે પડી જાય છે. કામદારને હેલ્મટનો જમીન સાથે અથડાવવાનો અવાજ, હૈભેટ સરકી ગયા બાદ 4.23 s પછી સંભળાય છે, તો ધ્વનિની ઝડપ શોધો.

Hint: h = ut + 1/2 સૂત્રનો ઉપયોગ કરી હેભેટને જમીન પર પહોંચવા માટેનો સમય t શોધો.
પછી ધ્વનિને 78.4 m ઊંચાઈ સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય = (4.23 – t) શોધો.
ત્યારબાદ ઝડપ =  એના સૂત્રનો ઉપયોગ કરી ધ્વનિની ઝડપ શોધો.
ઉત્તર:
340.87 m s^-1

નીચેનાં પદો કે રાશિઓ વચ્ચે તફાવત આપોઃ

પ્રશ્ન 1.
યાંત્રિક તરંગ અને બિનયાંત્રિક તરંગ
ઉત્તર:

યાંત્રિક તરંગ	બિનયાંત્રિક તરંગ
1. યાંત્રિક તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ હોવું જરૂરી છે.	1. બિનયાંત્રિક તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ જરૂરી નથી.
2. આ તરંગો પ્રસરે ત્યારે માધ્યમના કણો તેમના મધ્યમાન સ્થાનની આસપાસ દોલન કરે છે. તેઓ શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરતા નથી.	2. આ તરંગો શૂન્યાવકાશમાં પણ પ્રસરે છે.
3. પાણી પર પ્રસરતાં તરંગો, ધ્વનિના તરંગો યાંત્રિક તરંગનાં ઉદાહરણ છે.	3. વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો બિનયાંત્રિક તરંગનું ઉદાહરણ છે.
4. આ તરંગો લંબગત કે સંગત તરંગો હોઈ શકે.	4. આ તરંગો ફક્ત લંબગત તરંગો જ હોય છે.

પ્રશ્ન 2.
સંગત તરંગ અને લંબગત તરંગ
ઉત્તર:

સંગત તરંગ	લંબગત તરંગ
1. તેમાં માધ્યમના કણોનું દોલન તરંગ- પ્રસરણની દિશામાં જ થાય છે.	1. તેમાં માધ્યમના કણોનું દોલન તરંગ- પ્રસરણની દિશાને લંબ દિશામાં થાય છે.
2. તેમાં માધ્યમના કણો આગળ-પાછળ ગતિ કરે છે.	2. તેમાં માધ્યમના કણો ઉપર- નીચે ગતિ કરે છે.
3. તે સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે.	3. તે શંગ અને ગર્ત દ્વારા આગળ વધે છે.
4. ધ્વનિતરંગો આ પ્રકારના તરંગો છે.	4. વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો આ પ્રકારના તરંગો છે.

પ્રશ્ન 3.
શ્રાવ્ય ધ્વનિ અને અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ
ઉત્તર:

શ્રાવ્ય ધ્વનિ	અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ
1. સામાન્ય માણસ આ પ્રકારનો ધ્વનિ સાંભળી શકે છે.	1. સામાન્ય માણસ આ પ્રકારનો ધ્વનિ સાંભળી શકતો નથી.
2. 20 Hz અને 20 kHz આવૃત્તિવાળા તથા 20 Hz અને 20 kHz વચ્ચેની આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો શ્રાવ્ય ધ્વનિ કહેવાય છે.	2. 20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહેવાય છે.

નીચેના વિધાનોનાં વૈજ્ઞાનિક કારણો આપો.

પ્રશ્ન 1.
ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ હવામાં ઘનતા અને દબાણમાં થતા ફેરફારોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે.
ઉત્તરઃ
કારણ કે, ધ્વનિતરંગો સંગત તરંગો છે, જે સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે. જ્યાં સંઘનન રચાય છે ત્યાં હવાના કણો ખૂબ નજીક આવે છે. તેથી ત્યાં એકમ કદદીઠ કણોની સંખ્યા વધે છે, એટલે કે ઘનતા (સંખ્યા-ઘનતા) વધે છે તથા દબાણનો સંબંધ પણ એકમ કદમાં રહેલા કણોની સંખ્યા ઉપર છે. તેથી ત્યાં દબાણ પણ વધે
છે. જ્યાં વિઘનન રચાય છે ત્યાં ઉપર વર્ણવેલી પરિસ્થિતિ કરતાં ઊલટી પરિસ્થિતિ રચાય છે.
આમ, માધ્યમમાં (હવામાં) ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમમાં (હવામાં) ઘનતા અને દબાણમાં ફેરફાર જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 2.
ધ્વનિના તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહે છે.
ઉત્તર:
કારણ કે, યાંત્રિક તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમની જરૂરિયાત છે. માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગો પ્રસરે છે ત્યારે વિક્ષોભ (Disturbance) ગતિ કરે છે. વિક્ષોભ એટલે માધ્યમમાં ઉત્પન્ન કરવામાં આવેલ દખલ.

હવે ઉત્પન્ન કરેલ વિક્ષોભને લીધે કથિત ભાગના કણો દોલિત થાય છે. હવે આ દોલિત થતા કણો તેની નજીકના કણોને પોતાની આ અસર, માધ્યમના સ્થિતિસ્થાપકતાના ગુણધર્મને લીધે પહોંચાડે છે.

તેથી હવે આ નજીકના કણો પણ દોલન કરવા લાગે છે. આમ, હવામાં ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન કણોના દોલનો થતા જોવા મળે છે, જે યાંત્રિક તરંગના પ્રસરણ માટે જરૂરી છે. તેથી ધ્વનિના તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહે છે.

પ્રશ્ન 3.
ચંદ્ર ઉપર બે મિત્રો એકબીજાનો અવાજ સાંભળી શકતા નથી.
ઉત્તરઃ
કારણ કે, ચંદ્ર ઉપર વાતાવરણ નથી. ધ્વનિના પ્રસરણ માટે માધ્યમ (દા. ત., હવાનું માધ્યમ) હોવું જરૂરી છે. ધ્વનિ શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરણ પામી શકતો નથી. તેથી ચંદ્ર ઉપર બે મિત્રો એકબીજાનો અવાજ સાંભળી શકતા નથી.

પ્રશ્ન 4.
નાના ઓરડામાં પડઘો સાંભળી શકાતો નથી.
ઉત્તર:
કારણ કે, પડઘો સંભળાય તે માટે ધ્વનિ-ઉદ્ગમ અને અવરોધ (Obstacle) વચ્ચે ઓછામાં ઓછું અંતર (આશરે) 17 m હોય તે જરૂરી છે. નાના ઓરડામાં આટલું અંતર ધ્વનિ-ઉદ્ગમ અને અવરોધ વચ્ચે શક્ય નથી. તેથી નાના ઓરડામાં પડઘો સાંભળી શકાતો નથી.

પ્રશ્ન 5.
મધમાખીઓ વડે ઉદ્ભવેલો ધ્વનિ સાંભળી શકાય છે રે પણ દોલન કરતાં લોલક વડે ઉદ્ભવતો ધ્વનિ સાંભળી શકાતો નથી.
ઉત્તરઃ
કારણ કે, મધમાખીઓ હવામાં ઊડતી હોય, ત્યારે તેમની 3 પાંખોના દોલનને લીધે જે ધ્વનિ ઉદ્ભવે છે તે શ્રાવ્ય ધ્વનિ હોય છે. તેથી તે સાંભળી શકાય છે પણ લોલકના દોલનના લીધે હવામાં ઉદ્ભવતા ધ્વનિની આવૃત્તિ 20 Hz કરતાં ઓછી હોય છે, જે અશ્રાવ્ય ધ્વનિ છે. તેથી તે સાંભળી શકાતો નથી.

પ્રશ્ન 6.
સૂર્ય પર થતા ધડાકા આપણે સાંભળી શકીએ નહિ.
ઉત્તરઃ
કારણ કે, ધ્વનિતરંગોના પ્રસારણ માટે માધ્યમ જરૂરી છે. રે સૂર્ય અને પૃથ્વી વચ્ચે ઘણા અંતર સુધી વચ્ચેના વિસ્તારમાં શૂન્યાવકાશ રે છે. તેથી સૂર્ય પર થતા ધડાકાના ધ્વનિતરંગો પૃથ્વી પર આવી શકે નહિ. આમ, સૂર્ય પર થતા ધડાકા આપણે સાંભળી શકીએ નહિ.

પ્રશ્ન 7.
ચામાચીડિયું અંધારામાં પણ અવરોધ સાથે અથડાયા વગર ઊડી શકે છે.
ઉત્તરઃ
કારણ કે, ચામાચીડિયું અલ્ટાસોનિક (પરાશ્રાવ્ય) ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે તેમજ સાંભળી પણ શકે છે. ચામાચીડિયું ઊડતી વખતે અસ્ટ્રાસોનિક ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ધ્વનિતરંગો અવરોધ સાથે અથડાઈ પાછા આવે છે, જે ચામાચીડિયું સાંભળી શકે છે. ચામાચીડિયું ધ્વનિતરંગો મોકલે અને પાછા સ્વીકારે તે સમયગાળા પરથી અવરોધ ક્યાં છે તે ચામાચીડિયું જાણી શકે છે અને અવરોધ સાથે અથડાયા વગર ઊડી શકે છે.

જોડકાં જોડો (પ્રત્યેકના 2 ગુણ

પ્રશ્ન 1.

વિભાગ I (ભૌતિક રાશિ)	વિભાગ II (સંજ્ઞા)	વિભાગ III (એકમ)
1. આવૃત્તિ	a. T	p. metre
2. આવર્તકાળ	b. λ	q. metre/second
3. તરંગલંબાઈ	c. f	r. second
4. તરંગનો વેગ	d v	s. Hz

ઉત્તરઃ

વિભાગ I (ભૌતિક રાશિ)	વિભાગ II (સંજ્ઞા)	વિભાગ III (એકમ)
1. આવૃત્તિ	c. f	s. Hz
2. આવર્તકાળ	a. T	r. second
3. તરંગલંબાઈ	b. λ	p. metre
4. તરંગનો વેગ	d v	q. metre/second

પ્રશ્ન 2.

વિભાગ I	વિભાગ II
1. બાહ્ય કર્ણ	a. પેંગડું
2. મધ્યકર્ણ	b. સંઘનન
3. અંતઃકર્ણ	c. કર્ણપટલ
4. કર્ણપટલ	d. કર્ણાવર્ત

ઉત્તરઃ

વિભાગ I	વિભાગ II
1. બાહ્ય કર્ણ	c. કર્ણપટલ
2. મધ્યકર્ણ	a. પેંગડું
3. અંતઃકર્ણ	d. કર્ણાવર્ત
4. કર્ણપટલ	b. સંઘનન

પ્રસ્તાવના

પ્રશ્ન 1.
ધ્વનિ એટલે શું? તે કેવી રીતે ઉદ્ભવે છે?
ઉત્તર:
ધ્વનિ એ ઊર્જાનું એક સ્વરૂપ છે, જે આપણા કાનમાં શ્રવણની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે.
જ્યારે આપણે તાળી પાડીએ છીએ ત્યારે આપણી સ્નાયુ-શક્તિનું રૂપાંતરણ ધ્વનિ-ઊર્જામાં થાય છે. પરિણામે ધ્વનિ ઉદ્ભવે છે.

પ્રશ્ન 2.
કંપન એટલે શું? ધ્વનિ કઈ કઈ રીતે ઉત્પન્ન થઈ શકે છે?
ઉત્તર:
કંપન એટલે કોઈ વસ્તુની ઝડપથી વારંવાર આમ-તેમ અથવા આગળ-પાછળ થતી ગતિ.
ધ્વનિ હંમેશાં કંપિત વસ્તુઓ દ્વારા જ ઉદ્ભવી શકે છે.

દા. ત.,

1. તાળી પાડીને હવાના બંધારણીય કણોને કંપિત કરીને.
2. વાયોલિનમાં ધીમો પ્રહાર કરીને અફાળીને કે ઘસીને (ઘર્ષણ દ્વારા).
3. સિતારના તારને પકડીને ખેંચીને.
4. વાંસળીમાં હવા ફૂંકીને.
5. મનુષ્યના શરીરની અંદરના વાક-તંતુઓને કંપન કરાવીને.
6. પંખી પોતાની પાંખો ફફડાવીને.
7. માખીની ઊડવાની વિશિષ્ટ રીતને લીધે ઉદ્ભવતો ગણગણાટનો ધ્વનિ.
8. વિવિધ વસ્તુઓને આંચકો આપીને કે ધ્રુજાવીને કે હલાવીને.
9. ખેચેલ રબર -બૅન્ડને વચ્ચેથી ખેંચીને છોડી દેતાં રબર-બૅન્ડ કંપન કરે છે અને ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે.

પ્રશ્ન 3.
ધ્વનિ, ઉદ્ગમથી શ્રોતાના કાન સુધી કેવી રીતે પહોંચે છે?
ઉત્તર:
કંપિત વસ્તુ ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરે છે.

• કોઈ સ્ત્રોતમાંથી ઉત્પન્ન થતો ધ્વનિ માધ્યમ(ઘન, પ્રવાહી કે વાયુ)માંથી પસાર થઈને શ્રોતાના કાન સુધી પહોંચે છે.
• જ્યારે કોઈ વસ્તુ માધ્યમમાં કંપન કરે છે ત્યારે તે પોતાની આસપાસ રહેલા માધ્યમના કણોને કંપિત કરે છે. આ કણો શ્રોતાના કાન સુધી જાતે ગતિ કરીને પહોંચતા નથી.

પણ સૌપ્રથમ કેપિત વસ્તુના સંપર્કમાં રહેલ માધ્યમના કણો પોતાની સંતુલન સ્થિતિમાંથી સ્થાનાંતરિત થાય છે. પછી પોતાની બાજુમાં અડીને રહેલા કણો પર (પડોશી-કણો પર) આ અસર પહોંચાડે છે. પરિણામે, હવે પડોશી-કણો પોતાની સંતુલન સ્થિતિમાંથી સ્થાનાંતરિત થાય છે.

• પડોશી-કણોનું સ્થાનાંતર થયા બાદ, કંપિત વસ્તુની પાસેના કણો પોતાની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા આવે છે.
• આ પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી ચાલતી રહે છે જ્યાં સુધી ધ્વનિ શ્રોતાના કાન સુધી ન પહોચે.

પ્રશ્ન 4.
શું ધ્વનિ પ્રકાશના એક ટપકાને નૃત્ય કરાવી શકે છે?
ઉત્તર:
હા. તે સમજવા માટે નીચેની પ્રવૃત્તિ કરો.
એક ટિનનું ખાલી કેન (ડબ્બો) લો. તેની બંને બાજુઓ ખુલ્લી કરો. આકૃતિ 12.4માં બતાવ્યા મુજબ એક રબ્બરના ફુગ્ગાને કાપીને, તેને ખેંચીને ડબ્બાની એક બાજુએ લગાવો અને તેના પર રબ્બરની રિંગ ચઢાવો. આમ, ડબ્બાની એક બાજુએ સ્થિતિસ્થાપક પડદો તૈયાર થશે.

હવે, એક નાનો અરીસાનો ટુકડો (અથવા લેડીઝ ડ્રેસમાં વપરાતાં આભલા પણ ચાલે) લઈ ગુંદરની મદદથી પડદા પર મધ્યમાં એવી રીતે ચોંટાડો કે જેથી તેની ચકચકિત સપાટી ઉપર તરફ રહે.

આ કેન લઈને દીવાલથી આશરે 5 ફૂટ દૂર ઊભા રહો. તમે તમારા મિત્રને બજારમાં મળતી રમકડાની લેઝર લાઇટ આપો અને તેને કહો કે અરીસા પર લેઝર પ્રકાશ આપાત કરે. આમ કરવાથી લેઝર પ્રકાશનું પરાવર્તન થતાં તે દીવાલ પર ટપકાંરૂપે દેખાશે.

હવે, તમે કેનના ખુલ્લા ભાગ આગળથી બોલશો તો તે પ્રકાશનું ટપકું દીવાલ પર ધૃજતું જણાશે. જો તમે મોટેથી બોલશો તો આ ટપકું દીવાલ પર નૃત્ય કરતું જણાશે. આ પ્રકાશનું ટપકું કેમ નૃત્ય કરે છે તેના કારણની ચર્ચા તમે તમારા મિત્રો સાથે કરો.

નોંધઃ
1. લેઝર લાઇટ એ તીવ્ર ઊર્જાવાળું પ્રકાશનું કિરણ છે. તેથી તે તમારી આંખમાં ન પડે તેની કાળજી રાખો તેમજ લેઝર લાઇટ તરફ સીધું જોવાનું પણ ટાળો.

2. જો લેઝર લાઇટ ન હોય, તો કોઈ પ્રકાશ-ઉદ્ગમ લો અને તેમાંથી આવતા પ્રકાશના માર્ગમાં સ્લિટ ગોઠવો. જેથી કરીને સ્વિટમાંથી બહાર નીકળતો પ્રકાશ અરીસા પર આપાત થાય.

અવલોકન: આપણે જ્યારે મોટેથી બોલીએ છીએ ત્યારે કેનમાં ધ્વનિના સંગત તરંગો ઉભવે છે અને તેમાં રહેલી હવામાં સંઘનન અને વિઘનન રચાય છે. આથી આ હવાના સંપર્કમાં રહેલો પડદો ધ્રુજારી અનુભવે છે. પરિણામે તેની સાથે ચોટાડેલ અરીસો પણ ધૂજે છે.

અરીસા પર આપાત થતો પ્રકાશ પરાવર્તન પામી દીવાલ પર પ્રતિબિંબ રચે છે, જ્યારે અરીસો ધ્રુજારી અનુભવે ત્યારે અરીસા અને આપાતકિરણ વચ્ચેનો આપાતકોણ સતત બદલાય છે અને પરાવર્તનકોણ પણ સતત બદલાય છે. પરિણામે દીવાલ પર પ્રકાશનું ટપકું નૃત્ય – ડાન્સ કરતું જણાશે.

પ્રશ્ન 5.
સંઘનન અને વિઘનન એટલે શું? ધ્વનિતરંગોનું નિર્માણ અને પ્રસરણ આકૃતિ દોરી સમજાવો.
અથવા
માધ્યમમાં ઘનતા-સ્પંદન અથવા દબાણ-સ્પંદનના રૂપમાં ધ્વનિનું પ્રસરણ કેવી રીતે થાય છે? સમજાવો.
ઉત્તર:
હવા જેવા સામાન્ય માધ્યમમાં જ્યારે કોઈ વસ્તુને કંપિત કરવામાં આવે છે ત્યારે કંપિત વસ્તુ આગળની તરફ ખસે છે, ત્યારે પોતાની સામેની હવાને ધક્કો મારી સંકોચન ઉત્પન્ન કરે છે અને આ રીતે ત્યાં એક ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે. આ ક્ષેત્રને સંઘનન (Compression – C) કહે છે. પછી આ સંઘનન કંપિત વસ્તુથી દૂર તરફ ગતિ શરૂ કરે છે.

જ્યારે કંપિત વસ્તુ પાછળની તરફ ખસે છે ત્યારે નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, જેને વિઘનન (Rarefaction -R) કહે છે.

કંપિત વસ્તુ કોઈ માધ્યમમાં સંઘનન (C) તથા વિઘનન (R)ની શ્રેણી રચે છે

આમ, જ્યારે વસ્તુ કંપન કરતી હોય ત્યારે હવામાં સંઘનન અને ૪ વિઘનનની એક શ્રેણી રચાય છે.
આ સંઘનન અને વિઘનન ધ્વનિતરંગોનું નિર્માણ કરે છે, જે રે માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે.

→ સંઘનન ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર છે, જ્યારે વિઘનન નિમ્ન દબાણનું ક્ષેત્ર છે.
→ દબાણ માધ્યમના આપેલ કદમાં રહેલા કણોની સંખ્યા પર આધારિત હોય છે. કોઈ માધ્યમમાં કે વિસ્તારમાં કણોની વધારે ઘનતા વધારે દબાણ અને ઓછી ઘનતા ઓછું દબાણ દર્શાવે છે.
આમ, ધ્વનિનું પ્રસરણ માધ્યમમાં ઘનતા-સ્પંદન અથવા દબાણ – સ્પંદન સ્વરૂપે જોવા મળે છે.

પ્રશ્ન 6.
ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ માટે શાની આવશ્યકતા છે? તેને કેવા પ્રકારનું તરંગ કહે છે?
ઉત્તર:
ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ(જેમ કે, હવા, પાણી, સ્ટીલ વગેરે)ની આવશ્યકતા છે.

• ધ્વનિતરંગ શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરી શકતું નથી.
• તેથી ધ્વનિતરંગને યાંત્રિક તરંગ કહે છે.

પ્રશ્ન 8.
ધ્વનિતરંગોના પ્રસરણ માટે માધ્યમની આવશ્યકતા છે – તે સમજાવતો પ્રયોગ આકૃતિ દોરીને વર્ણવો. [3 ગુણ ]
ઉત્તર:
એક વિદ્યુત ઘંટડી અને એક કાચની હવાચુસ્ત બેલ જાર લો.

• વિદ્યુત ઘંટડીને બેલ જારમાં લટકાવો.
• આકૃતિ 12.6માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બેલ જારને હવાશોષક પંપ 3 (વેક્યુમ પંપ) સાથે જોડો.

શૂન્યાવકાશમાં ધ્વનિનું પ્રસરણ થતું નથી તે દર્શાવતો બેલ જારનો પ્રયોગ

પદ્ધતિ: વિદ્યુત ઘંટડીમાં બહારથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં (સ્વિચ ON કરતાં) ઘંટડીનો અવાજ બહાર સંભળાય છે.

• હવે, હવાશોષક પંપને ચાલુ કરતાં બેલ જારમાંથી હવા/વાયુ ધીરે ધીરે બહાર નીકળે છે પણ વિદ્યુત ઘંટડીમાં વહેતો પ્રવાહ પહેલાંના જેટલો જ હોવા છતાં હવે વિદ્યુત ઘંટડીનો અવાજ ધીમો થતો જાય છે.
• થોડા સમય બાદ જ્યારે બેલ જારમાં બહુ જ ઓછી હવા રહે છે ત્યારે વિદ્યુત ઘંટડીનો ખૂબ જ ધીમો અવાજ સંભળાય છે.
• જ્યારે બેલ જારમાંથી બધી જ હવા કાઢી લેવામાં આવે, ત્યારે વિદ્યુત ઘંટડીનો અવાજ બિલકુલ સંભળાતો નથી.
  નિષ્કર્ષઃ ધ્વનિતરંગોને પ્રસરવા માટે માધ્યમ (અહીં હવા) આવશ્યક છે.

પ્રશ્ન 7.
સંગત તરંગ એટલે શું? ધ્વનિના તરંગને સંગત તરંગ કેમ કહે છે?
ઉત્તર:
જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો કંપની તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં જ થતા હોય તેવા તરંગને સંગત તરંગ કહે છે.

• સંગત તરંગો સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે.
• હવે, ધ્વનિતરંગ એટલે માધ્યમમાં રચાતી સંઘનન અને વિઘનનની શ્રેણી, જે ગતિશીલ હોય છે.
  તેથી ધ્વનિના તરંગને સંગત તરંગ કહે છે.

પ્રશ્ન 8.
લંબગત તરંગ એટલે શું? આકૃતિ દોરીને સમજાવો. તેના ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:
જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો તરંગ-પ્રસરણની દિશાને લંબ દિશામાં થતાં હોય, તેવા તરંગને લંબગત તરંગ કહે છે.

[આકૃતિ 12.8: સ્પ્રિંગમાં ઉત્પન્ન થતાં લંબગત તરંગો]

આકૃતિ 12.8માં ક્લિંકીના એક છેડાને મિત્ર પકડી રાખે છે. હવે ક્લિંકીના ડાબી બાજુના છેડાને ઉપર-નીચે કરવામાં આવે, તો ક્લિંકીમાં તરંગ રચાય છે, જે તેમાં આગળ ને આગળ વધતું જાય છે. આ પ્રકારના તરંગને લંબગત તરંગ કહે છે.

→ ખેંચેલી (યોગ્ય તણાવવાળી) દોરીને અથવા તારને તેની લંબાઈને લંબરૂપે દોલન આપવામાં આવે ત્યારે તેમાં લંબગત તરંગ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રકાશનાં તરંગો લંબગત તરંગો છે. પણ અહીં માધ્યમના કણો અથવા માધ્યમના દબાણ કે ઘનતા દોલિત થતા નથી. પ્રકાશનાં તરંગો યાંત્રિક તરંગો નથી.

નોંધ: પ્રકાશનાં તરંગોના પ્રસરણના કિસ્સામાં વિદ્યુતક્ષેત્ર (સદિશ) અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર(સદિશ)નાં દોલનો એકબીજાને લંબરૂપે અને પ્રસરણ દિશાને પણ લંબરૂપે થાય છે.

પ્રશ્ન 9.
ધ્વનિતરંગોને આલેખ સ્વરૂપે દર્શાવો અને તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
ધ્વનિતરંગોને આલેખ સ્વરૂપે આકૃતિ 12.9 (c)માં દર્શાવેલ છે, જે દર્શાવે છે કે જ્યારે ધ્વનિતરંગ કોઈ માધ્યમમાં ગતિ કરે છે ત્યારે સમય સાથે માધ્યમની ઘનતા અને દબાણમાં કેવાં પરિવર્તનો થાય છે.

→ કોઈ નિશ્ચિત સમય પર માધ્યમની ઘનતા તથા દબાણ તેમનાં સરેરાશ મૂલ્યની ઉપર તથા નીચે અંતરની સાથે બદલાય છે. આકૃતિ 12.9 (a) અને 12.9 (b) દર્શાવે છે કે જ્યારે ધ્વનિતરંગ માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે ત્યારે માધ્યમની ઘનતા અને દબાણમાં કેવા ફેરફારો થાય છે.

[આકૃતિ 12.9: આકૃતિ (a) તથા (b)માં દર્શાવેલ છે કે ધ્વનિ ઘનતા કે દબાણના ઉતાર-ચડાવના રૂપમાં પ્રસરણ પામે છે. આકૃતિ (c)માં ઘનતા કે દબાણના ઉતાર-ચડાવને
આલેખીય રીતે દર્શાવેલ છે.]

→ સંઘનન એક એવો વિસ્તાર (ક્ષેત્ર) છે કે જ્યાં કણ-કણ પાસે પાસે આવી જાય છે, જેને વક્રના ઉપરના ભાગ તરીકે દર્શાવેલ છે (આકૃતિ 12.9 (c)).
ટોચ મહત્તમ સંવનનના વિસ્તારને દર્શાવે છે. આમ, સંઘનન એવો વિસ્તાર છે કે જ્યાં ઘનતા અને દબાણ વધારે હોય છે.

→ વિઘનન એક એવો વિસ્તાર છે કે જ્યાં કણ-કણ એકબીજાથી દૂર જાય છે, જેને વક્રના નીચેના ભાગ તરીકે દર્શાવેલ છે (આકૃતિ 12.9 (c)).
ખાડો મહત્તમ વિઘનનના વિસ્તારને દર્શાવે છે. આમ, વિઘનન એવો વિસ્તાર છે કે જ્યાં ઘનતા અને દબાણ ઓછા હોય છે.

→ ટોચને તરંગનું શૃંગ તથા ખાડાને ગર્ત કહે છે.

પ્રશ્ન 10.
સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ વિશે જરૂરી સમજ આપો. [2 ગુણ ]
ઉત્તર:
સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ કહે છે.

• તરંગલંબાઈને સામાન્ય રીતે 2 (ગ્રીક અક્ષર લેડા) વડે દર્શાવાય છે.
• તરંગલંબાઈનો SI એકમ મીટર (m) છે.
• ઘણી વખત તરંગલંબાઈને નાના એકમ એંગસ્ટ્રોમ (સંજ્ઞા: Å) માં દર્શાવવામાં આવે છે.
  1 Å = 10^-10 m (એથવા 1 Å = 10^-8 cm)

પ્રશ્ન 11.
સંગત તરંગની આવૃત્તિ વિશે સમજ આપો.
ઉત્તર:
ધ્વનિ કોઈ માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે ત્યારે માધ્યમની ઘનતા કોઈ મહત્તમ તથા લઘુતમ મૂલ્યોની વચ્ચે બદલાય છે.

• માધ્યમની ઘનતા અધિકતમ મૂલ્યથી લઘુતમ મૂલ્ય સુધી જઈ, ફરી અધિકતમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે ત્યારે એક દોલન પૂરું થાય છે.
• એકમ સમયમાં થતાં દોલનોની કુલ સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ ‘ કહે છે.
• માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ કહે છે.
• આવૃત્તિને સામાન્ય રીતે , (ગ્રીક મૂળાક્ષર ન્યૂ) વડે દર્શાવાય છે.
• આવૃત્તિનો SI એકમ હર્ટ્ઝ (Hz) છે.

પ્રશ્ન 12.
સંગત તરંગના આવર્તકાળ વિશે સમજ આપો.
ઉત્તર:
માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો છે કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.

અથવા
માધ્યમની ઘનતાના એક સંપૂર્ણ દોલન માટે લીધેલ સમયને ધ્વનિતરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.

• આવર્તકાળને T સંજ્ઞાથી દર્શાવાય છે.
• આવર્તકાળનો SI એકમ સેકન્ડ (s) છે.
• આવૃત્તિ અને આવર્તકાળ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
  v = 1/T

પ્રશ્ન 13.
ટૂંક નોંધ લખો: પિચ
ઉત્તર:
ધ્વનિનો જે ગુણધર્મ તેની મહત્તા (Highness) અને ન્યૂનતા (Lowness) રજૂ કરે છે, તેને પિચ કહે છે.

• પિચ એ ધ્વનિની આવૃત્તિ સાથે સંબંધિત છે, પણ પિચ અને આવૃત્તિ એકસમાન નથી. કારણ કે પિચમાં માનસશાસ્ત્રીય સમજ સમાવિષ્ટ છે, જે શરીરવિજ્ઞાનસંબંધી છે. » કોઈ ઉત્સર્જિત ધ્વનિની આવૃત્તિનું આપણું મસ્તિષ્ક કેવું અર્થઘટન કરે છે, તેને પિચ કહે છે.
• પિચ એ આત્મલક્ષી (વ્યક્તિલક્ષી) રાશિ છે. તે કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી કોઈ સાધન દ્વારા ચોક્કસપણે તે માપી શકાતી નથી.
• પિચ એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે, જે તીણા અને ઘેરા અવાજ (ધ્વનિ) વચ્ચેનો ભેદ પારખવામાં સહાયક બને છે.
• સ્ત્રીનો અવાજ પુરુષના અવાજ કરતાં તીણો હોય છે, એનું કારણ એ છે કે સ્ત્રીના અવાજની આવૃત્તિ, પુરુષના અવાજ કરતાં ઊંચી હોય છે.
• કોઈ ધ્વનિ-સ્ત્રોતનું કંપન જેટલી ઝડપથી થાય છે, તેની આવૃત્તિ તેટલી જ વધારે હોય છે તથા તેની પિચ પણ વધારે હોય છે.
• આમ, ઊંચી પિચવાળો ધ્વનિ માધ્યમના કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતાં વધુ સંખ્યાના સંઘનન તથા વિઘનન સાથે સંબંધિત છે.

[આકૃતિ 12.10: નીચી પિચના ધ્વનિની આવૃત્તિ ઓછી તથા ઊંચી પિચના ધ્વનિની આવૃત્તિ વધારે હોય છે]

• જે ધ્વનિની પિચ ઓછી હોય તેની આવૃત્તિ પણ ઓછી હોય છે, હું જે આકૃતિ 12.10 (b)માં દર્શાવેલ છે.
• ટૂંકમાં, વધુ પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ વધુ તથા ઓછી પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ ઓછી હોય છે.

અગત્યની જાણકારી:
પિચ એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી તેનું માપન ચોક્કસપણે થઈ શકતું નથી.

• તેનું અસ્તિત્વ વ્યક્તિલક્ષી છે.

પ્રશ્ન 14.
તરંગના કંપવિસ્તાર વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર:
તરંગ-પ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઈ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો કંપવિસ્તાર કહે છે.

• કંપવિસ્તારને A સંજ્ઞાથી દર્શાવાય છે.
• કંપવિસ્તારનો SI એકમ મીટર (m) છે.
• ધ્વનિના કિસ્સામાં, કંપવિસ્તારનો SI એકમ kg m^-3 (ઘનતાનો એકમ) અથવા N m^-2 (દબાણનો એકમ) છે.

પ્રશ્ન 15.
ધ્વનિની પ્રબળતા વિશે જરૂરી સમજ આપો. [3 ગુણ)
ઉત્તર:
ધ્વનિના કંપવિસ્તારની માનસશાસ્ત્રીય સમજ, જે શરીરવિજ્ઞાનસંબંધી છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.

• જ્યારે ધ્વનિ શ્રોતાના કાન પર પડે છે ત્યારે કાનમાં સંવેદના પેદા ડે કરે છે. કેટલાક ધ્વનિ પ્રબળ અને કેટલાક ધ્વનિ મૃદુ હોય છે.
• પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.
• જો આપેલ ધ્વનિ-ચીપિયા(સ્વરકાંટા)ને ધીરેથી રબરના પૅડ પર અફાળવામાં આવે, તો આપણને સંભળાતો ધ્વનિ મૃદુ હોય છે. પણ જો તે જ ધ્વનિ-ચીપિયાને ખૂબ જોરથી રબરના પેડ પર અફાળવામાં આવે, તો આપણને સંભળાતો ધ્વનિ પ્રબળ હોય છે.
• અહીં બંને ધ્વનિ એક જ સ્વરકાંટા વડે ઉત્પન્ન કરેલા છે. તેથી તેમની આવૃત્તિ અથવા તરંગ-આકૃતિઓ (wave-forms) સમાન છે. પણ મૃદુ ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર નાનો છે, જ્યારે પ્રબળ ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર મોટો છે.

મૃદુ ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર ઓછો તથા પ્રબળ ધ્વનિનો વધારે હોય છે.

• આમ, ધ્વનિની પ્રબળતા અને મૃદુતા તરંગના કંપવિસ્તાર વડે જાણી શકાય છે.
• પ્રબળ ધ્વનિ લાંબા અંતર સુધી જઈ શકે છે, કારણ કે તેની સાથે વધારે ઊર્જા સંકળાયેલી હોય છે.

અગત્યની જાણકારી:
પ્રબળતા એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી તેનું માપન ચોક્કસપણે થઈ શકતું નથી.
→ પ્રબળતાનો આધાર

• કાનની સંવેદનશીલતા અને
• ધ્વનિના કંપવિસ્તાર પર છે.
• તેનું અસ્તિત્વ વ્યક્તિલક્ષી છે.

પ્રશ્ન 16.
ટૂંકમાં સમજાવો ધ્વનિની ગુણવત્તા 3 ગુણ] અથવા ધ્વનિ ગુણતા (timbre-ટેમ્બર) વિશે ટૂંક નોંધ લખો.
ઉત્તર:
ટેમ્બર – ધ્વનિ ગુણતા એક એવી લાક્ષણિકતા છે કે જે આપણને સમાન પિચ અને પ્રબળતા ધરાવતાં ધ્વનિઓને એકબીજાથી જુદા પાડવાની ક્ષમતા આપે છે.

• જે ધ્વનિ સુખદ અનુભવ આપે છે, તેની ગુણવત્તા વધુ સારી ગણાય છે.
• ધ્વનિ ગુણતા ધ્વનિના તરંગરૂપ – તરંગાકાર (wave-form) વડે જાણી શકાય છે.
• જુદા જુદા વ્યક્તિઓનો અવાજ તથા સંગીતનાં વિવિધ સાધનોવાદ્યોની ગુણવત્તા અલગ અલગ હોય છે. તેથી તેમનું તરંગરૂપ જુદું જુદું હોય છે.

[આકૃતિ 12.12: ધ્વનિ-ચીપિયા અને વાયોલિનમાંથી ઉદ્ભવતા ધ્વનિ માટેની તરંગ-આકૃતિઓ]

• આકૃતિ 12.12 (a) એ એક ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવેલ ધ્વનિનું તરંગરૂપ છે. ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવેલ ધ્વનિ એક જ આવૃત્તિનો બનેલો હોય છે.
• એક જ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિને લય – ટોન (Tone) કહે છે.
• આકૃતિ 12.12 (5) એ વાયોલિન વાદ્ય દ્વારા ઉદ્ભવેલ ધ્વનિનું તરંગરૂપ છે. જેમાં ઘણી બધી આવૃત્તિઓનું મિશ્રણ થયેલું છે.
• અનેક આવૃત્તિઓના મિશ્રણથી ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને સ્વર – નોટ (Note) કહે છે.
• ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવતો ધ્વનિ એક જ આવૃત્તિનો બનેલો હોવાથી તેને શુદ્ધ સ્વર (સૂર) કહે છે.
• અનિચ્છિત ધ્વનિ એટલે ઘોંઘાટ. ઘોંઘાટ કર્ણપ્રિય હોતો નથી. તે ડેસિબલ (decibel) માપક્રમ પર માપવામાં આવે છે. તેનું માપ 0 dhથી 130 dB છે.
• વધુ ડેસિબલ ધરાવતો ઘોંઘાટ આપણા શરીરને હાનિકારક હોય છે.
• શ્રેષ્ઠ સંગીત સાંભળવામાં સુખદ અનુભવ આપે છે અને તે ઉચ્ચ ગુણવત્તા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 17.
તરંગના વેગ વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તરઃ
માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગના સંઘનન અથવા વિઘનન દ્વારા એકમ સમયમાં કાપેલ અંતરને ધ્વનિતરંગનો વેગ કહે છે.

આપેલ માધ્યમમાં સમાન ભૌતિક પરિસ્થિતિમાં ધ્વનિનો વેગ બધી આવૃત્તિઓ માટે સમાન હોય છે.

પ્રશ્ન 18.
ધ્વનિની તીવ્રતા વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તરઃ
ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ-ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે.

• તીવ્રતાને I સંજ્ઞાથી દર્શાવાય છે.
• તીવ્રતાનો SI એકમ watt m^-2 (w m^-2) છે.
• તીવ્રતા એક ભૌતિક રાશિ છે, તેનું માપન થઈ શકે છે.
• ધ્વનિની તીવ્રતા’ અને “ધ્વનિની પ્રબળતા ભલે એકબીજા સાથે 3 ગાઢ રીતે સંબંધિત હોય પણ બંને એક નથી, તેમનો અર્થ એક નથી.
• પ્રબળતા ધ્વનિ માટે શ્રોતાની કાનની સંવેદનશીલતાનું માપ છે. તે ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી તેને ચોક્કસપણે માપી શકાતી નથી.
• ધ્વનિ-ઉદ્ગમથી એકસરખા અંતરે રહેલી બે વ્યક્તિઓના કાન પર એકસમાન તીવ્રતાવાળો ધ્વનિ પડે છે. તેથી બંને વ્યક્તિઓ ધ્વનિની તીવ્રતા એકસરખી અનુભવે છે.
  પણ જો બંને વ્યક્તિઓની કાનની સંવેદનશીલતા એકસરખી ન હોય, તો જે વ્યક્તિની કાનની સંવેદનશીલતા વધુ હોય તેને ધ્વનિની પ્રબળતા વધુ લાગે છે, જ્યારે બીજાને ધ્વનિની પ્રબળતા ઓછી લાગે છે.

પ્રશ્ન 19.
ધ્વનિની ઝડપ માધ્યમ બદલાતાં કેવી રીતે બદલાય છે? ધ્વનિની ઝડપ કઈ બાબતો પર આધાર રાખે છે?
ઉત્તરઃ
આપેલ માધ્યમમાં ધ્વનિ એક ચોક્કસ ઝડપથી ગતિ કરે : છે, પણ તેની ઝડપનું મૂલ્ય પ્રકાશની ઝડપ કરતાં ઓછું છે.

• ધ્વનિની ઝડપ તે જે માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે, તેના ગુણધર્મો : (જેવા કે, સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઘનતા) પર આધાર રાખે છે.
• ધ્વનિની ઝડપ ઘન પદાર્થથી વાયુ પદાર્થ તરફ જતા ઘટતી જાય છે. અર્થાત્
  (ધ્વનિની ઝડપ)_ધન > (ધ્વનિની ઝડ૫)_{પ્રવાહી} > (ધ્વનિની ઝડ૫)_વાય
• ધ્વનિની ઝડપ આપેલ માધ્યમમાં તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
• ધ્વનિની ઝડપ આપેલ માધ્યમમાં તાપમાન વધતાં વધે છે.
• ઉદાહરણ તરીકે, 0 °C તાપમાને હવામાં ધ્વનિની ઝડપ આશરે 331 m s^-1 જેટલી હોય છે, જ્યારે 22 °C તાપમાને હવામાં ધ્વનિની ઝડપ 344 m s^-1 છે.
  નોંધ: તાપમાનના તફાવતના નાના ગાળા માટે, હવામાં t°C – તાપમાને ધ્વનિની ઝડપ v_t = (331 + 0.6 t) ms^-1 છે. જ્યાં, – t = તાપમાન °C માં છે.

વધુ જાણો:

જ્યારે કોઈ પદાર્થ ધ્વનિની ઝડપ કરતાં વધારે ઝડપથી ગતિ કરે છે, ત્યારે તે પદાર્થ સુપરસોનિક ઝડપથી ગતિ કરે છે તેમ કહેવાય છે.

ગોળી (Bullet), જેટ વિમાન વગેરે મોટે ભાગે સુપરસોનિક ઝડપથી ગતિ કરે છે.

જ્યારે ધ્વનિ-ઉત્પાદક ધ્વનિની ઝડપ કરતાં વધારે ઝડપથી ગતિ કરતું હોય ત્યારે તે હવામાં શૉક વેવ (Shock wave) ઉત્પન્ન કરે છે. આ શૉક વેવમાં ખૂબ જ વધારે ઊર્જા હોય છે. આ પ્રકારના શૉક વેવથી હવાના દબાણમાં થતા ફેરફારને કારણે એક ખૂબ જ તીણ અને પ્રબળ ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે, જેને ધ્વનિ બૂમ (Sonic boom) કહે છે.

બીજી રીતે વિચારીએ તો, જ્યારે વિમાન પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સુપરસોનિક ઝડપે ગતિ કરે છે ત્યારે તેના દ્વારા શૉક વેવ ઉત્પન્ન થાય છે. આ શૉક વેવ વિમાન દ્વારા વિકેરીત થાય છે. જ્યારે આ શૉક વેવ પૃથ્વીની સપાટી પર અથડાય છે ત્યારે મોટો ધ્વનિ બૂમ સંભળાય છે.

સુપરસોનિક વિમાન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા શૉક વેવ ખૂબ જ શક્તિશાળી હોય છે, જે પૃથ્વી પરની બારીઓના કાચ તોડી શકે છે અને ક્યારેક ઇમારતોને નુકસાન પણ પહોંચાડી શકે છે.

પ્રશ્ન 20.
ધ્વનિતરંગોના કિસ્સામાં પરાવર્તનના નિયમો લખો.
ઉત્તર:
પ્રકાશની જેમ ધ્વનિ પણ ઘન અને પ્રવાહી સપાટી પરથી પરાવર્તન પામે છે.
ધ્વનિના પરાવર્તનના નિયમો નીચે મુજબ છે:

• આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ સમાન હોય છે.
• આપાત ધ્વનિ, આપાતબિંદુએ પરાવર્તન સપાટીને દોરેલો લંબ તથા પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે.

પ્રશ્ન 21.
પડઘા વિશે જરૂરી સમજૂતી આપો.
ઉત્તર:
કોઈ ખાલી મોટા ઓરડામાં – ખાલી સભાખંડમાં કોઈ { વ્યક્તિ જોરથી બૂમ પાડે, તો આપણને તેનો મૂળ ધ્વનિ પહેલાં સંભળાય છે અને ત્યારબાદ પરાવર્તિત ધ્વનિ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.

• શ્રવણશક્તિના વિલંબન(Persistence of hearing)ના કારણે આપણા મગજમાં ધ્વનિની સંવેદના 0.1 s સુધી રહે છે. તેથી પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય તે માટે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચે ઓછામાં ઓછો 0.1 sનો સમયગાળો ચોક્કસ હોવો જોઈએ.
• આમ, સભાખંડમાં ઉત્પન્ન થયેલ મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત થયેલ ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કે તેથી થોડો વધુ હોય ત્યારે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ અલગ અલગ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.
• જો 22 °C તાપમાને હવામાં ધ્વનિનો વેગ 344 m s^-1 લઈએ, તો ધ્વનિને શ્રોતાથી પરાવર્તક સપાટી સુધી જવા તથા પાછા આવવા માટે ધ્વનિ દ્વારા હવામાં કપાયેલ કુલ અંતર ઓછામાં ઓછું 344 m s^-1 × 0.1 s = 34.4 m હોવું જોઈએ.
• આમ, પડઘો સ્પષ્ટ સાંભળવા માટે અવરોધકનું ધ્વનિ-સ્રોતથી ઓછામાં ઓછું (લઘુતમ) અંતર = 34.4m/2 = 17.2 m હોવું જોઈએ. આ અંતર હવાના તાપમાન સાથે બદલાય છે, કારણ કે તાપમાન સાથે ધ્વનિનો વેગ પણ બદલાતો હોય છે.
• ધ્વનિના વારંવાર થતા પરાવર્તનના કારણે આપણને એકથી વધારે વખત પડઘા સંભળાઈ શકે છે.
• વાદળોના ગડગડાટનો ધ્વનિ પણ ઘણી પરાવર્તક સપાટીઓ જેમ કે વાદળો તથા જમીન પરથી થતાં ધ્વનિના વારંવાર પરાવર્તનના ફળસ્વરૂપે ઉત્પન્ન થતો હોય છે.

પ્રશ્ન 22.
ટૂંક નોંધ લખો : અનુરણન (Reverberation).
અથવા
અનુરણન વિશે સમજૂતી આપો અને તેને ઘટાડવાના / નિવારવાના ઉપાયો જણાવો.
ઉત્તર:
કોઈ મોટા ઓરડામાં (સભાખંડમાં) વક્તા જ્યારે બોલવાનું બંધ કરે કે તરત જ તેનો અવાજ – ધ્વનિ સંભળાવો બંધ થતો નથી.

સભાખંડમાં પ્રેક્ષકો સુધી ધ્વનિ સીધો તેમજ હૉલની દીવાલો તથા છત પરથી થતા ગુણન (multiple) પરાવર્તનના લીધે પહોંચે છે. જેના કારણે ધ્વનિ હૉલમાં થોડા સમય સુધી જળવાઈ રહે છે, જ્યાં સુધી તેની તીવ્રતા ખૂબ જ ઓછી ન થાય.
આમ, ધ્વનિ ઉત્પન્ન થવાનો બંધ થયા બાદ વારંવાર થતા પરાવર્તનને લીધે જે ધ્વનિ મળે છે, તેને અનુરણન (Reverberation) કહે છે. કોઈ સભાખંડ કે મોટા હૉલમાં વધારે પડતું અનુરણન અનિચ્છનીય છે.

અનુરણન ઘટાડવાના / નિવારવાના ઉપાયો નીચે મુજબ છે:

• હૉલની છત તથા દીવાલો પર ધ્વનિશોષક પદાર્થો જેવા કે દબાવેલા ફાઇબર બોર્ડ, ગ્લાસ-વુલ, રફ પ્લાસ્ટર, પડદા વગેરે લગાડવામાં આવે છે.
• સીટો બનાવવા માટેના પદાર્થની પસંદગી પણ તેના ધ્વનિશોષકતાના ગુણોને આધારે કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 23.
ધ્વનિના ગુણક પરાવર્તનના ઉપયોગો લખો.
ઉત્તર:
મેગાફોન કે લાઉડસ્પીકર, હૉર્ન, તૂરી તથા શહેનાઈ જેવાં વાદ્યો વગેરે એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે જેથી ધ્વનિ બધી દિશામાં ફેલાવાના બદલે ફક્ત એક ચોક્કસ દિશામાં ગતિ કરે. (જુઓ આકૃતિ 12.14)

[આકૃતિ 12.14: મેગાફોન અને હૉર્ન]
નોંધ: આકૃતિ 12.14 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.
આ યંત્રોમાં એક નળીનો આગળનો ખુલ્લો ભાગ શંકુ આકારનો હોય છે, જે સ્ત્રોતથી ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને વારંવાર પરાવર્તિત કરી શ્રોતાઓની દિશામાં આગળ તરફ મોકલે છે.

સ્ટેથોસ્કોપ એક મેડિકલ ઉપકરણ છે, જે શરીરની અંદર ખાસ કરીને હૃદય તથા ફેફસાંઓમાં ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને સાંભળવાના કામમાં આવે છે. સ્ટેથોસ્કોપમાં દર્દીના હૃદયના ધડકન(ધબકારા)નો ધ્વનિ વારંવાર પરાવર્તન પામી ડૉક્ટરના કાન સુધી પહોંચે છે. (આકૃતિ 12.15)

[આકૃતિ 12.15: થોસ્કોપ]
નોધ: આકૃતિ 12.15 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.
કૉન્સર્ટ હૉલ, સંમેલન ઓરડાઓ તથા સિનેમા હૉલની છત વક્રાકાર બનાવવામાં આવે છે. જેથી પરાવર્તન બાદ ધ્વનિ હૉલના બધા જ ભાગો સુધી પહોંચી જાય, જે આકૃતિ 12.16માં દર્શાવેલ છે.

[આકૃતિ 12.16: સંમેલન કક્ષમાં વક્રાકાર છત]
નોધ: આકૃતિ 12.16 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.
ક્યારેક ક્યારેક વક્રાકાર ધ્વનિબોર્ડ મંચની પાછળ રાખવામાં આવે છે, જેથી ધ્વનિ આ ધ્વનિબોર્ડથી પરાવર્તન પામી સંપૂર્ણ હૉલમાં ફેલાઈ જાય છે. (આકૃતિ 12.17)

[આકૃતિ 12.17 : મોટા ઓરડામાં ઉપયોગમાં લેવાતાં ધ્વનિબોર્ડ]
નોધ: આકૃતિ 12.17 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.

પ્રશ્ન 24.
શ્રાવ્ય ધ્વનિ (Audible sound) વિશે જરૂરી સમજ આપો. [2 ગુણ ]
ઉત્તર:
શ્રાવ્ય ધ્વનિ (Audible sound): જો ધ્વનિની આવૃત્તિ 20 Hzથી 20,000 Hz (એટલે કે 20 kHz) વચ્ચે હોય, તો તેવો ધ્વનિ સામાન્ય માનવકાન ઉપર સંવેદના ઉપજાવી શકતો હોવાથી આવો ધ્વનિ સામાન્ય માનવી સાંભળી શકે છે.

ધ્વનિતરંગોના આ આવૃત્તિના વિસ્તારને શ્રાવ્ય વિસ્તાર (Audible range) કહે છે તથા આવા ધ્વનિને શ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે.
→ આમ, માનવકાન માટે 20 Hz ≤ f_{(શ્રાવ્ય)} ≤ 20,000Hz

→ હવે, શ્રાવ્ય ધ્વનિની સીમા તરંગલંબાઈના પદમાં નીચે મુજબ મળે :

= 340/20 (∵હવામાં ધ્વનિનો વેગ 340 m s^-1 લેતાં)
= 17 m
અને λ_{(શ્રાવ્ય)} = 20000 = 0.017 m
આમ, જો ધ્વનિનો હવામાં વેગ 340 m s^-1 હોય, તો માનવકાન દ્વારા શ્રાવ્ય દવનિતરંગની હવામાં તરંગલંબાઈની સીમા
0.017 m ≤ λ_{(શ્રાવ્ય)} ≤ 17 m થાય.

5 વર્ષથી નીચેની ઉંમરનાં બાળકો અને કૂતરા જેવાં પ્રાણીઓ 25 kHz સુધીની ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ સાંભળી શકે છે.

→ જેમ ઉંમર વધે છે તેમ સામાન્ય માનવીના કાન, ઊંચી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો માટે ઓછા સંવેદનશીલ બને છે.

→ ધ્વનિનો વેગ માધ્યમની જાત, માધ્યમની ઘનતા અને તાપમાન વગેરે ઉપર આધાર રાખે છે.

→ તેથી જો માધ્યમની જાત, માધ્યમની ઘનતા કે તાપમાન કંઈ પણ બદલાય તો શ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગની તરંગલંબાઈની સીમા બદલાઈ જાય છે.
[યાદ રાખો : (1) 1 Hz = 1 cycle/s
(2) 1 kHz = 1000 Hz]

પ્રશ્ન 25.
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ (Infrasonic sound) વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર:
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ (Infrasonic sound): 20 Hz, કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે. આવા ધ્વનિને આપણે સાંભળી શકતા નથી.

• વહેલ અને હાથી 20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
• ધરતીકંપ વખતે મુખ્ય શૉક તરંગ પહેલાં ઉત્પન્ન થતાં તરંગો અવશ્રાવ્ય તરંગો છે.
• હવામાં લોલકનાં દોલનોને કારણે ઉદ્ભવતો ધ્વનિ અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ છે. તેથી આપણે તેને સાંભળી શકતાં નથી.
• ગેંડો 5 Hz આવૃત્તિ ધરાવતાં અવશ્રાવ્ય ધ્વનિનો ઉપયોગ કરીને સંપર્ક સ્થાપિત કરે છે.

પ્રશ્ન 26.
પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ (Ultrasonic sound) વિશે જરૂરી સમજ આપો. [2 ગુણ ]
ઉત્તર:
પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ અથવા પરાધ્વનિ (Ultrasonic sound): 20,000 Hz કરતાં વધુ આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે.

• માનવકાન પરાધ્વનિ સાંભળી શકતો નથી.
• ડૉલ્ફિન, ચામાચીડિયું અને પોરપોઇઝ (હેલ જેવું જ સસ્તન પ્રાણી) પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન કરે છે અને સાંભળી પણ શકે છે.
• કૂતરું, બિલાડી, માછલી, કેટલાંક પક્ષીઓ અને કેટલાંક જીવજંતુઓ આવા પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે તેમજ સાંભળી પણ શકે છે.
• કેટલીક પ્રજાતિ(moths)નાં ફૂદાઓની શ્રવણશક્તિ ખૂબ જ ઊંચી હોય છે. આ ફૂદાં, ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ આવૃત્તિના ચીંચી જેવા ધ્વનિને સાંભળી શકે છે. તેથી તેમને પોતાની આસપાસ ઊડતાં ચામાચીડિયાની જાણકારી મળી જાય છે અને પોતાને પકડાઈ જતા બચાવે છે. – ઉંદરો પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન કરીને કેટલીક રમતો રમે છે.

વધુ જાણો
શ્રવણ સહાયક યંત્ર (Hearing Aid): જે લોકોને ઓછું સંભળાતું હોય તેમને આ યંત્રની જરૂર પડે છે. આ બૅટરીથી ચાલતું એક ઇલેક્ટ્રૉનિક ઉપકરણ છે, જેમાં એક નાનો માઇક્રોફોન, એક ઍપ્લિફાયર તથા સ્પીકર હોય છે.

જ્યારે ધ્વનિ માઇક્રોફોન પર પડે છે ત્યારે તે ધ્વનિતરંગોને વિદ્યુત સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. વિદ્યુત સિગ્નલો ઍપ્લિફાયર દ્વારા વિવર્ધિત (ઍપ્લિફાય) થાય છે, જે કાનના ડાયફ્રામ પર આપાત થાય છે અને વ્યક્તિને સ્પષ્ટ ધ્વનિ સંભળાય છે.

પ્રશ્ન 27.
પરાધ્વનિતરંગોની ઉપયોગિતા વર્ણવો.
ઉત્તર:
પરાધ્વનિ ઉચ્ચ આવૃત્તિનાં તરંગો છે. પરાધ્વનિ અવરોધોની હાજરીમાં પણ એક નિશ્ચિત પથ પર ગતિ કરે છે. તેથી ઉદ્યોગો તથા ચિકિત્સાક્ષેત્રમાં તેનો બહોળો ઉપયોગ થાય છે.
1. પરાધ્વનિ મોટે ભાગે તે ભાગોને સાફ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે, જ્યાં પહોંચવું કઠિન હોય છે. જેમ કે, સર્પિલાકાર નળી, વિષમ આકારના ભાગો, ઇલેક્ટ્રૉનિક ઘટકો વગેરે.

જે વસ્તુઓને સાફ કરવાની હોય તેને સફાઈ દ્રાવણમાં રાખી, તેની પર પરાધ્વનિ આપાત કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ આવૃત્તિને કારણે ધૂળ, ચીકાશ તથા ગંદકીના કણો જુદા થઈને નીચે પડે છે અને આ રીતે વસ્તુ સંપૂર્ણ સાફ થાય છે.

2. પરાધ્વનિનો ઉપયોગ ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલી તિરાડો તથા અન્ય ખામીઓ શોધવામાં કરી શકાય છે. ધાતુના બ્લૉક મોટા ભાગે મોટાં મોટાં ભવનો, પુલો, મશીનો તથા વૈજ્ઞાનિક સાધનો બનાવવાના ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલી તિરાડ કે છિદ્ર બહારથી દેખાતા નથી. તે ભવન કે પુલની મજબૂતી ઓછી કરે છે. પરાધ્વનિતરંગો ધાતુના બ્લૉક પર આપાત કરી પરાવર્તિત થતા તરંગો ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધવામાં આવે છે. જો બ્લૉકમાં થોડી પણ ખામી હોય, તો પરાધ્વનિતરંગો તરત પરાવર્તિત થાય છે, જે ખામીની હાજરી સૂચવે છે. (આકૃતિ 12.19)

[આકૃતિ 12.19: પરાધ્વનિ ધાતુના બ્લૉકમાં ક્ષતિયુક્ત સ્થાનેથી પરાવર્તિત થાય છે.]
[સામાન્ય ધ્વનિ જેની તરંગલંબાઈ વધારે હોય તે ખામીયુક્ત સ્થાનના ખૂણાઓ પાસેથી વાંકા વળી ડિટેક્ટર સુધી પહોંચી જાય છે. તેથી સામાન્ય ધ્વનિનો ઉપયોગ આ પ્રકારનાં કાર્યોમાં કરી શકાતો નથી.]

3. પરાધ્વનિતરંગોને હૃદયના જુદા જુદા ભાગો દ્વારા પરાવર્તિત કરાવી હૃદયનું પ્રતિબિંબ બનાવાય છે. આ ટેનિકને “ઇકો કાર્ડિયોગ્રાફી (ECG) કહે છે.

4. પરાધ્વનિ સમસૂચક એક એવું યંત્ર છે કે જે પરાધ્વનિતરંગોનો ઉપયોગ કરી માનવશરીરનાં આંતરિક અંગોનું પ્રતિબિંબ બનાવી શકાય છે.

આ યંત્ર દ્વારા દર્દીનાં અંગો જેવાં કે યકૃત, પિત્તાશય, ગર્ભાશય, કિડની વગેરેનાં પ્રતિબિંબ બનાવી શકાય છે. આ યંત્ર શરીરની અસામાન્યતાઓ જેમ કે, પિત્તાશય અથવા મૂત્રપિંડમાં પથરી તથા જુદાં જુદાં અંગોમાં ગાંઠ(ટ્યુમર)ની શોધ કરવામાં ઉપયોગી છે.

આ ટેક્નિકમાં પરાધ્વનિતરંગો શરીરના કોષોમાંથી પસાર થાય છે તથા જ્યાં કોષોની ઘનતામાં ફેરફાર થાય ત્યાંથી પરાવર્તિત થાય છે. ત્યારબાદ આ તરંગોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેનાથી તે અંગેનું પ્રતિબિંબ બનાવાય છે. આ પ્રતિબિંબને મૉનિટર પર દર્શાવાય છે અથવા ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ પર મુદ્રિત કરી શકાય છે. આ ટેનિકને અલ્ટાસોનોગ્રાફી કહે છે. અસ્ટ્રાસોનિક સોનોગ્રાફીની મદદથી ગર્ભાવસ્થામાં ભૂણની ચકાસણી તથા જન્મજાત દોષ કે તેના વિકાસમાં રહેલી અનિયમિતતાઓની જાણકારી મેળવી શકાય છે.

5. પરાધ્વનિને મૂત્રપિંડમાં રહેલી પથરીને બારીક કણોમાં તોડવા માટે પણ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. આ કણ ત્યારબાદ મૂત્ર સાથે બહાર નીકળી જાય છે. 12.5.1 સોનાર

પ્રશ્ન 28.
સોનારની કાર્યવિધિ તથા ઉપયોગોનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
સામુદ્રિક શાસ્ત્રના અભ્યાસ(Oceanographic studies)માં ધ્વનિના પરાવર્તનની ઘટનાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

• SONARનું પૂર્ણ નામ sound Navigation and Ranging છે.
• સોનાર પદ્ધતિની મદદથી પાણીમાં ઊંડે રહેલી વસ્તુઓનું અંતર, દિશા તથા વેગ માપવા માટે પરાધ્વનિતરંગનો ઉપયોગ થાય છે.
• સોનારમાં એક ટ્રાન્સમિટર અને એક ડિટેક્ટર (રિસીવર) હોય છે, જેને કોઈ નાવ અથવા જહાજમાં આકૃતિ 12.20માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે લગાડવામાં આવે છે.
• ટ્રાન્સમિટર પરાધ્વનિતરંગ ઉત્પન્ન કરી પ્રસારણ (ટ્રાન્સમીટ) કરે છે.
• આ તરંગો પાણીમાંથી પસાર થઈ સમુદ્રના તળિયે રહેલી વસ્તુઓ સાથે અથડાઈને પરાવર્તન પામી ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધાય છે.
• ડિટેક્ટર પરાધ્વનિતરંગોને વિદ્યુત સંકેતોમાં બદલે છે, જેની યોગ્ય રીતે ચકાસણી કરી શકાય છે.

ટ્રાન્સમિટર દ્વારા ટ્રાન્સમીટ થયેલ તથા ડિટેક્ટર દ્વારા ઝિલાયેલ પરાધ્વનિ

→ પાણીમાં ધ્વનિનો વેગ તથા પરાધ્વનિના ટ્રાન્સમિશન અને રિસીવિંગ વચ્ચેના સમયગાળાની મદદથી વસ્તુના અંતરની ગણતરી કરી શકાય છે.

→ ધારો કે, પરાધ્વનિના ટ્રાન્સમિશન અને રિસીવિંગ વચ્ચેનો સમયગાળો t છે તથા સમુદ્રના પાણીમાં ધ્વનિનો વેગ v છે. આ સ્થિતિમાં તળિયે રહેલી વસ્તુની દૂરી 2d થશે. 2d = v × t ( ∵ અંતર = વેગ × સમય)
∴ d = υ×t/2
આ વિધિને ઇકોરેન્ટિંગ (Eco-Ranging – પડઘો અવધિ) કહે છે.

→ સોનાર ટેનિકનો ઉપયોગ સમુદ્રની ઊંડાઈ જાણવા તથા પાણીની અંદર રહેલા પહાડો, ખીણો, સબમરીનો, હિમશિલાઓ, ડૂબેલાં જહાજો વગેરેની જાણકારી પ્રાપ્ત કરવા માટે કરી શકાય છે.

→ ચામાચીડિયા પણ આ જ રીતે અંધારી રાત્રિએ અથડાયા વગર ઊડે છે અને શિકાર પણ ઝડપે છે.

પ્રશ્ન 29.
ચામાચીડિયું પોતાનો શિકાર પકડવા માટે પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરે છે તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર:
ચામાચીડિયા ઘોર અંધકારમાં પોતાનું ભોજન શોધવા માટે ઊડતા હોય ત્યારે પરાધ્વનિતરંગો ઉત્સર્જિત કરે છે અને પરાવર્તન બાદ તેનું સંસૂચન (Detection) કરે છે.
→ ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા પરાધ્વનિ સ્પંદ અવરોધો કે કીટકોથી પરાવર્તન પામી તેના કાનમાં પ્રવેશે છે.

[આકૃતિ 12.21: ચામાચીડિયા દ્વારા પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે તથા અવરોધો કે કીટકો દ્વારા પરાવર્તિત થાય છે.]

નોંધઃ આકૃતિ 12.21 પરીક્ષામાં દોરવાની નથી.

• આ પરિવર્તિત સ્પંદનોની પ્રકૃતિની મદદથી ચામાચીડિયાને ખબર પડે છે કે અવરોધ કે કીટક ક્યાં છે અને કેવા પ્રકારનું છે.
• પોરપોઇઝ સસ્તન માછલીઓ પણ અંધારામાં સંચાલન અને ભોજનની શોધમાં પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કરે છે.

પ્રશ્ન 30.
કાન દ્વારા આપણે અવાજ કેવી રીતે સાંભળી શકીએ છીએ? [2 ગુણ]
ઉત્તર:
શરીરના અતિસંવેદનશીલ ભાગ એવા કાન દ્વારા આપણે સાંભળી શકીએ છીએ. શ્રાવ્ય આવૃત્તિથી ઉત્પન્ન થતા દબાણના ફેરફારને કાન વિદ્યુત સંકેતમાં ફેરવે છે.

→ આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ મારફતે આપણા મગજમાં પહોંચે છે અને મગજ તેને ધ્વનિ સ્વરૂપે સમજે છે.

પ્રશ્ન 31.
માનવકાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજાવો.
અથવા
માનવકાનની રચના અને કાર્ય સમજાવો.
ઉત્તર:
માનવકાન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલો છેઃ

1. બાહ્ય કર્ણ,
2. મધ્યકર્ણ અને
3. અંતઃકર્ણ.

માનવકાન

1. બાહ્ય કર્ણ (Outer ear): બાહ્ય કર્ણને કર્ણપલ્લવ કહે છે. કર્ણપલ્લવ બાહ્ય ધ્વનિને એકત્રિત કરે છે.
આ એકત્રિત ધ્વનિ શ્રવણનલિકામાંથી પસાર થઈ તેના છેડે રહેલા પાતળા પડદા સુધી પહોંચે છે. આ પડદાને કર્ણપટલ કહે છે.

ધ્વનિ-પ્રસરણને લીધે જ્યારે કર્ણપટલ આગળ સંઘનન રચાય છે ત્યારે પડદા પર બહારની તરફથી લાગતું દબાણ વધી જાય છે. તેથી કર્ણપટલ અંદર તરફ ધકેલાય છે અને વિઘનન દરમિયાન કર્ણપટલ બહારની તરફ ધકેલાય છે. આમ, કર્ણપટલનું કંપન થાય છે.

2. મધ્યકર્ણ (Middle ear): કર્ણપટલનાં કંપનો અતિસૂક્ષ્મ = હોય છે, જેને મધ્યકર્ણમાં આવેલાં ત્રણ હાડકાં – હથોડી, એરણ અને પેંગડું દ્વારા પ્રવર્ધિત કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ આ પ્રવર્ધિત દબાણના ફેરફારોને તે અંતઃકર્ણ તરફ પ્રસારિત કરે છે.

3. અંતઃકર્ણ (Inner ear): અંતઃકર્ણ આ કંપનીને કર્ણાવર્ત (શંખિકા) દ્વારા વિદ્યુત સંકેતોમાં ફેરવે છે. (કર્ણનો આ ભાગ ‘શંખિકા પ્રવાહી’ થી ભરેલો હોય છે.) આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ વડે મગજ સુધી પહોંચે છે અને મગજ દ્વારા તેનું ધ્વનિ સ્વરૂપમાં વિશ્લેષણ થાય છે.

પ્રશ્ન 32.
નીચેના દાખલા ગણો:

પાઠ્યપુસ્તકનાં ઉદાહરણના દાખલા

1. કોઈ ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ 2 kHz તથા તરંગલંબાઈ 35 cm છે. તે 1.5 km અંતર કાપવા માટે કેટલો સમય લેશે?
ઉત્તર:
ઉકેલ: અહીં, આવૃત્તિ v = 2 kHz = 2000 Hz
તરંગલંબાઈ λ = 35 cm = 0.35 m
તરંગ-વેગ = તરંગલંબાઈ × આવૃત્તિ
= 0.35 m × 2000 Hz
= 700 m s^-1
∴ તરંગે 1.5 km અંતર કાપવા માટે લીધેલ સમય,

2. એક વ્યક્તિ એક ભેખડ પાસે તાળી પાડે છે. તેની 5 s બાદ તેનો પડઘો સંભળાય છે. જો ધ્વનિનો વેગ 346 m s^-1 લઈએ, તો ભેખડ અને વ્યક્તિ વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે?
ઉત્તર:
ઉકેલ અહીં, ધ્વનિનો વેગ = 346 m s^-1
પડઘો સાંભળવા માટે લીધેલ સમય t = 5 s
ધ્વનિ દ્વારા કરાયેલ અંતર = v × t
= 346 m s^-1 × 5s = 1730 m
5 sમાં ધ્વનિ ભેખડ તથા વ્યક્તિ વચ્ચે બમણું અંતર કાપશે. તેથી ભેખડ અને વ્યક્તિ વચ્ચેનું અંતર = 1730m/2 = 865 m
આમ, ભેખડ અને વ્યક્તિ વચ્ચેનું અંતર 865 m છે.

3. એક જહાજ પરાધ્વનિ ઉત્સર્જિત કરે છે, જે સમુદ્રના તળિયેથી પરાવર્તન પામી 3.42 s બાદ નોંધાય (ડિટેક્ટ થાય) છે. જો સમુદ્રના પાણીમાં પરાધ્વનિનો વેગ 1531 m s^-1 હોય, તો સમુદ્રના તળિયાથી જહાજ કેટલે દૂર હશે?
ઉત્તર:
ઉકેલ: અહીં, પરાધ્વનિનું ટ્રાન્સમિશન અને પરખ (ડિટેક્ટ) થવા વચ્ચેનો સમયગાળો t = 3.42 s
સમુદ્રના પાણીમાં પરાધ્વનિની ઝડપ v = 1531 m s^-1
પરાધ્વનિએ કાપેલ અંતર = 2d; જ્યાં, d = સમુદ્રની ઊંડાઈ
2d = ધ્વનિનો વેગ × સમય
= 1531 m/s × 3.42 m
= 5236 m
∴ d = 5236 m/2 = 2618 m
આમ, જહાજ સમુદ્રના તળિયેથી 2618 m અથવા 2.62 km છે.

હેતુલક્ષી પ્રશ્નોત્તર
નીચેના પ્રશ્નોના એક શબ્દ કે એક વાક્યમાં (1થી 10 રે શબ્દોની મર્યાદામાં) ઉત્તર લખોઃ

પ્રશ્ન 1.
તરંગ એટલે શું?
ઉત્તરઃ
માધ્યમમાં (કે અવકાશમાં) થતી વિક્ષોભની ગતિને તરંગ ‘ કહે છે.

પ્રશ્ન 2.
આવૃત્તિ (v) અને આવર્તકાળ (T) વચ્ચેનો સંબંધ જણાવો.
ઉત્તરઃ
v = 1/T અથવા T = 1/υ

પ્રશ્ન 3.
યાંત્રિક તરંગ કોને કહેવાય?
ઉત્તરઃ
જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ હોવું જરૂરી છે, તે તરંગને યાંત્રિક તરંગ કહે છે.

પ્રશ્ન 4.
બિનયાંત્રિક તરંગનું એક ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તરઃ
પ્રકાશના તરંગો

પ્રશ્ન 5.
સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન વચ્ચેના અંતરને શું કહે છે?
ઉત્તરઃ
તરંગલંબાઈ

પ્રશ્ન 6.
તરંગ-વેગ શોધવાનું સૂત્ર લખો.
ઉત્તરઃ
U = λv

પ્રશ્ન 7.
શામાં ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ થઈ શકતું નથી?
ઉત્તરઃ
શૂન્યાવકાશમાં

પ્રશ્ન 8.
માનવકાનની શ્રાવ્ય આવૃત્તિ સીમાઓ કઈ છે?
ઉત્તરઃ
20 Hzથી 20,000 Hz

પ્રશ્ન 9.
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ કોણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે તેમજ પારખી શકે છે?
ઉત્તરઃ
વહેલ અને હાથી

પ્રશ્ન 10.
અવશ્રાવ્ય તરંગોનું એક ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તરઃ
ધરતીકંપના તરંગો

પ્રશ્ન 11.
ધ્વનિની પ્રબળતા શામાં મપાય છે?
ઉત્તરઃ
બેલ કે ડેસિબેલ

પ્રશ્ન 12.
22 °C તાપમાને ધ્વનિનો હવામાં વેગ કેટલો છે?
ઉત્તરઃ
344 m s^-1

પ્રશ્ન 13.
પડઘો સાંભળવા માટે હૉલની લંબાઈ ઓછામાં ઓછી કેટલી હોવી જોઈએ?
ઉત્તરઃ
17.2 m

પ્રશ્ન 14.
સોનોગ્રાફીમાં કયા પ્રકારના તરંગોનો ઉપયોગ થાય છે?
ઉત્તરઃ
અલ્હાસોનિક

પ્રશ્ન 15.
એકો કાર્ડિયોગ્રાફી(ECG)માં કયા પ્રકારના તરંગોનો ઉપયોગ થાય છે?
ઉત્તરઃ
અલ્હાસોનિક

પ્રશ્ન 16.
મનુષ્ય માખીની પાંખોનાં કંપનીનો અવાજ સાંભળી શકે છે, પણ લોલકનાં કંપનોનો અવાજ સાંભળી શકતો નથી. કેમ?
ઉત્તરઃ
કારણ કે, માખીની પાંખોનાં કંપનીના અવાજની આવૃત્તિ, શ્રાવ્ય ધ્વનિના વિસ્તારમાં પડે છે પણ લોલકનાં કંપનીના અવાજની આવૃત્તિ 20 Hz કરતાં ઓછી હોય છે, જે અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ છે.

પ્રશ્ન 17.
તળાવના તળિયે જો અચાનક ધડાકો થાય, તો તળાવના પાણીમાં કયા પ્રકારના શૉક તરંગો ઉદ્ભવશે?
ઉત્તરઃ
સંગત તરંગો

પ્રશ્ન 18.
શ્રેષ્ઠ કોન્સર્ટ હૉલની દીવાલો અને છત વક્રાકાર હોય છે. કેમ?
ઉત્તરઃ
કારણ કે, દીવાલો અને છત દ્વારા ધ્વનિનું પરાવર્તન થયા બાદ હૉલના બધા જ ભાગો/ખૂણાઓ સુધી ધ્વનિ સુખરૂપ પહોંચી શકે છે.

પ્રશ્ન 19.
એક ધ્વનિ-ઉદ્ગમમાંથી ઉદ્ભવતા ધ્વનિતરંગો હવામાં પ્રસરણ પામે છે. હવાની ઘનતા અથવા દબાણમાં થતા ફેરફારના ઉદ્ગમથી અંતર વિરુદ્ધનો આલેખ (વદ) નીચે મુજબ છે, તો તેમાં સંઘનન અને વિઘનનનાં સ્થાનો કયાં કયાં છે?

ઉત્તરઃ
સંઘનનનાં સ્થાન = A, B, C
વિઘનનનાં સ્થાન = X, Y

પ્રશ્ન 20.
બિનયાંત્રિક તરંગ એટલે શું?
ઉત્તરઃ
જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમની જરૂર નથી, શૂન્યાવકાશમાં પણ તે પ્રસરી શકે છે, તે તરંગને બિનયાંત્રિક તરંગ કહે છે.

પ્રશ્ન 21.
“હ” એ કઈ ભૌતિક રાશિનો એકમ છે?
ઉત્તરઃ
આવૃત્તિ

પ્રશ્ન 22.
કાનમાં ધ્વનિતરંગનું પ્રવર્ધન શેના દ્વારા થાય છે?
ઉત્તરઃ
મધ્યકર્ણમાં રહેલાં ત્રણ હાડકાં (હથોડી, એરણ, પેંગડું) દ્વારા ધ્વનિતરંગનું પ્રવર્ધન થાય છે.

પ્રશ્ન 23.
20 Hzથી ઓછી આવૃત્તિવાળા તરંગને કયા પ્રકારનો ધ્વનિ કહે છે?
ઉત્તરઃ
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ

પ્રશ્ન 24.
કર્ણપટલ કોને કહે છે?
ઉત્તરઃ
કર્ણનલિકાના એક છેડે આવેલા પાતળા પડદાને કર્ણપટલ કહે છે.

પ્રશ્ન 25.
અંતઃકર્ણમાં આવેલ કર્ણાવર્ત (શંખિકા) શું કામ કરે છે?
ઉત્તરઃ
અંતઃકર્ણમાં આવેલ કર્ણાવર્ત (શંખિકા), પોતાની પાસે આવતા દબાણના ફેરફારને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

પ્રશ્ન 26.
કંપન કરતી વસ્તુના આવર્તકાળ અને આવૃત્તિ વચ્ચેનો સંબંધ આપો.
ઉત્તરઃ

પ્રશ્ન 27.
કયા પ્રકારના તરંગોનું પ્રસરણ શંગ અને ગર્ત દ્વારા થાય છે?
ઉત્તરઃ
લંબગત તરંગો

પ્રશ્ન 28.
કયા પ્રકારના તરંગોનું પ્રસરણ સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા થાય છે?
ઉત્તરઃ
સંગત તરંગો

પ્રશ્ન 29.
કયા પ્રકારના તરંગમાં માધ્યમના દ્રવ્ય કણો તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં દોલનો કરે છે?
ઉત્તરઃ
સંગત તરંગો

પ્રશ્ન 30.
પ્રકાશના તરંગો કેવા પ્રકારના તરંગો છે?
ઉત્તરઃ
લંબગત તરંગો

પ્રશ્ન 31
આવર્તકાળ જેટલા સમયમાં તરંગે તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં કાપેલા અંતરને શું કહે છે?
ઉત્તરઃ
તરંગલંબાઈ (λ)

પ્રશ્ન 32.
પડઘા માટે ધ્વનિના ઉદ્ગમસ્થાન અને પરાવર્તન સપાટી વચ્ચે ઓછામાં ઓછું કેટલું અંતર જોઈએ?
ઉત્તરઃ
17.2 m

પ્રશ્ન 33.
ધ્વનિની તીવ્રતાનો SI એકમ આપો.
ઉત્તરઃ
ધ્વનિની તીવ્રતાનો SI એકમ w m^-2છે. [ધ્વનિની તીવ્રતાનો CGS એકમ પદ્ધતિમાં એકમ erg cm^-2s^-1 છે.]

પ્રશ્ન 34.
ટેમ્બર એટલે શું?
ઉત્તરઃ
ટેમ્બર (ધ્વનિ ગુણતા) ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે કે જે આપણને સમાન પિચ અને સમાન પ્રબળતા ધરાવતા ધ્વનિઓને એકબીજાથી જુદા પાડવાની ક્ષમતા આપે છે.

પ્રશ્ન 35.
ટોન એટલે શું?
ઉત્તરઃ
એક જ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિને ટોન કહે છે.

પ્રશ્ન 36.
નોટ એટલે શું?
ઉત્તરઃ
અનેક આવૃત્તિઓના મિશ્રણથી ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને નોટ કહે છે.

પ્રશ્ન 37.
તાપમાન બદલાતાં ધ્વનિની ઝડપ પર શું અસર થાય છે?
ઉત્તરઃ
ધ્વનિની ઝડપ તાપમાન વધતાં વધે છે.

પ્રશ્ન 38.
માધ્યમ બદલાતાં ધ્વનિની ઝડપ પર શું અસર થાય છે?
ઉત્તરઃ
ઘન પદાર્થથી પ્રવાહી પદાર્થ અને પછી વાયુ પદાર્થ તરફ જતાં ધ્વનિની ઝડપ ઘટતી જાય છે.

પ્રશ્ન 39.
મનુષ્યનું હૃદય 1 મિનિટમાં 72 વખત ધબકે છે, તો તેની આવૃત્તિ કેટલી હશે?
ઉત્તરઃ
હૃદયના ધબકારાની આવૃત્તિ,

પ્રશ્ન 40.
ધ્વનિના પરાવર્તન અને પ્રકાશના પરાવર્તન વચ્ચેનો એક ભેદ જણાવો.
ઉત્તરઃ
ધ્વનિનું પરાવર્તન થવા માટે અડચણનું પરિમાણ (Size), પ્રકાશના પરાવર્તનની સાપેક્ષમાં ખૂબ મોટું હોવું જોઈએ.

ખાલી જગ્યા પૂરોઃ પ્રિત્યેકનો

પ્રશ્ન 1.
કંપન કરતી વસ્તુને એક કંપન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતા સમયને તેનો ………………… કહે છે.
ઉત્તરઃ
આવર્તકાળ

પ્રશ્ન 2.
તરંગની આવૃત્તિનો SI એકમ ………………… છે.
ઉત્તરઃ
હર્ટ્ઝ (Hz)

પ્રશ્ન 3.
………………… તરંગો શૃંગ અને ગર્ત દ્વારા આગળ વધે છે.
ઉત્તરઃ
લંબગત

પ્રશ્ન 4.
તરંગલંબાઈને ………………… સંજ્ઞા વડે દર્શાવાય છે.
ઉત્તરઃ
λ

પ્રશ્ન 5.
તરંગની તરંગલંબાઈ અને આવૃત્તિના ગુણનફળને ………………… કહે છે.
ઉત્તરઃ
તરંગવેગ

પ્રશ્ન 6.
1 Å = ………………… m
ઉત્તરઃ
10^-10

પ્રશ્ન 7.
હવામાં 34 m તરંગલંબાઈ ધરાવતા ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ 10 Hz હોય, તો તે ધ્વનિતરંગનો હવામાં વેગ …………………. m s^-1 છે.
ઉત્તરઃ
340

પ્રશ્ન 8.
સીધી ઊંચી ટેકરીની નજીક એક છોકરો તાળી પાડે છે અને તેની 5 s બાદ તેનો પડઘો સંભળાય છે. જો ધ્વનિનો હવામાં વેગ 340 m s^-1 હોય, તો છોકરા અને ટેકરી વચ્ચેનું અંતર ………………… m છે.
ઉત્તરઃ
850

પ્રશ્ન 9.
મધ્યકર્ણમાં આવેલા અસ્થિઓની સંખ્યા ………………… છે.
ઉત્તરઃ
3

નીચેના વિધાનો ખરાં છે કે ખોટાં તે જણાવોઃ

પ્રશ્ન 1.
માધ્યમમાં થતી વિક્ષોભની ગતિને તરંગ કહે છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 2.
શૂન્યાવકાશમાં ધ્વનિનો વેગ 344 m s^-1 છે.
ઉત્તરઃ
ખોટું

પ્રશ્ન 3.
હવામાં ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ સંઘનન-વિઘનન દ્વારા થાય છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 4.
પ્રકાશના તરંગો એ બિનયાંત્રિક અને લંબગત તરંગો છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 5.
ધ્વનિતરંગોની ઝડપ હવા કરતાં પાણીમાં વધુ હોય છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 6.
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ આપણે (મનુષ્યો) સાંભળી શકતા નથી.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 7.
પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ એટલે અસ્ટ્રાસોનિક સાઉન્ડ.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 8.
મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કરતાં ઓછો હોય, તો પડઘો સંભળાય છે.
ઉત્તરઃ
ખોટું

પ્રશ્ન 9.
કાનના અંતઃકર્ણમાં ત્રણ હાડકાં – હથોડી, એરણ અને પેંગડું આવેલાં છે.
ઉત્તરઃ
ખોટું

પ્રશ્ન 10.
કાનમાં આવેલ શંખિકા ધ્વનિકંપનીને વિદ્યુત સંક્તિમાં રૂપાંતર કરે છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 11.
તરંગ-વેગ એ માધ્યમના કણોના દોલનનો વેગ છે.
ઉત્તરઃ
ખોટું

પ્રશ્ન 12.
ચામાચીડિયું પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 13.
ગેંડો 5 Hz આવૃત્તિ ધરાવતો અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
ઉત્તરઃ
ખરું

પ્રશ્ન 14.
ઉંદર શ્રાવ્ય ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરી કેટલીક રમતો રમે છે.
ઉત્તરઃ
ખોટું

પ્રશ્ન 15.
ધ્વનિની પિચ એટલે ધ્વનિની આવૃત્તિ તથા ધ્વનિની પ્રબળતા એટલે ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર.
ઉત્તરઃ
ખોટું

નીચેના પ્રશ્નોના માગ્યા પ્રમાણે ટૂંકમાં ઉત્તર લખો

પ્રશ્ન 1.
કંપિત પદાર્થના કંપવિસ્તાર માટે સાચું પસંદ કરો:
(i) સમતોલન સ્થાનથી કોઈ એક તરફનું પદાર્થનું મહત્તમ સ્થાનાંતર
(ii) સમતોલન સ્થાનથી કોઈ એક તરફનું પદાર્થનું ન્યૂનતમ સ્થાનાંતર
ઉત્તરઃ
(i) સમતોલન સ્થાનથી કોઈ એક તરફનું પદાર્થનું મહત્તમ સ્થાનાંતર

પ્રશ્ન 2.
જો એક કંપન કરતો પદાર્થ 1 sમાં 50 કંપનો કરે, તો ? તેનો આવર્તકાળ કેટલો હશે?
ઉત્તરઃ
આવર્તકાળ = 1 કંપન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતો સમય

પ્રશ્ન 3.
જે તરંગોના પ્રસારણ માટે માધ્યમ આવશ્યક છે, તેને ? યાંત્રિક તરંગો કહે છે. સહમત કે અસહમત?
ઉત્તરઃ
સહમત

પ્રશ્ન 4.
કયા પ્રકારના તરંગોમાં માધ્યમના કણો તરંગ-પ્રસરણની દિશાને લંબ દિશામાં દોલનો કરે છે?
ઉત્તરઃ
લંબગત તરંગોમાં

પ્રશ્ન 5.
20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો કયા પ્રકારના ધ્વનિતરંગો તરીકે ઓળખાય છે?
ઉત્તર:
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો

પ્રશ્ન 6.
વ્હેલ કયા પ્રકારના ધ્વનિતરંગો પારખી શકે છે?
ઉત્તર:
અવશ્રાવ્ય પ્રકારના ધ્વનિતરંગો

પ્રશ્ન 7.
પડઘો સંભળાય તે માટે શ્રોતા અને અવરોધ વચ્ચેનું લઘુતમ અંતર કેટલા મીટર હોવું જોઈએ?
ઉત્તર:
17.2 m

પ્રશ્ન 8.
બાહ્ય કર્ણનું બીજું નામ શું છે?
ઉત્તર:
કર્ણપલ્લવ

પ્રશ્ન 9.
મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો કેટલો હોય ત્યારે પડઘા સંભળાય છે?
ઉત્તર:
0.1 s કરતાં વધુ

પ્રશ્ન 10.
ધ્વનિની પ્રબળતા (Loudness) કઈ ભૌતિક રાશિ પર ર આધારિત છે?
ઉત્તર:
કપવિસ્તાર

પ્રશ્ન 11.
ઘોઘાટનું સ્તર કયા એકમમાં મપાય છે?
ઉત્તર:
dB

નીચેના દરેક પ્રશ્ન માટે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરી ઉત્તર લખો

પ્રશ્ન 1.
માધ્યમમાં પ્રસરતું ધ્વનિનું તરંગ કેવું હોય છે?
A. સંગત જ હોય
B. લંબગત જ હોય
C. સંગત કે લંબગત પૈકી કોઈ પણ હોય
D. બિનયાંત્રિક હોય
ઉત્તરઃ
A. સંગત જ હોય

પ્રશ્ન 2.
નીચેના પૈકી કયા તરંગોના પ્રસરણ માટે માધ્યમની આવશ્યકતા નથી?
A. ધ્વનિના તરંગો
B. પ્રકાશના તરંગો
C. ધરતીકંપના તરંગો
D. પાણીની સપાટી પરના તરંગો
ઉત્તરઃ
B. પ્રકાશના તરંગો

પ્રશ્ન 3.
ધરતીકંપમાં મુખ્ય શૉક તરંગ પહેલાંના તરંગો કેવા પ્રકારના હોય છે?
A. ઇન્ફાસોનિક
B. અબ્રાસોનિક
C. સુપરસોનિક
D. ઇન્ટ્રાસોનિક
ઉત્તરઃ
A. ઇન્ફાસોનિક

પ્રશ્ન 4.
SONARનું પૂર્ણ નામ શું છે?
A. System Of Navigation And Research
B. SOund NAvigation and Ranging
C. Sound Of Natural Agriculture Research
D. Sound Of Navigation And Research
ઉત્તરઃ
B. SOund NAvigation and Ranging

પ્રશ્ન 5.
શ્રાવ્ય ધ્વનિના તરંગોની હવામાં તરંગલંબાઈની સીમા કેટલી હોય છે? (હવામાં ધ્વનિનો વેગ 340 ms1 હોય ત્યારે)
A. 0.17 mથી 170 m
B. 0.17 mથી 17 m
C. 0.017 mથી 17 m
D. 0.017 mથી 1.7 m
ઉત્તરઃ
B. 0.17 mથી 17 m

પ્રશ્ન 6.
નીચે પૈકી કઈ આવૃત્તિવાળો ધ્વનિ પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ છે?
A. 30 Hz
B. 300 Hz
C. 3000 Hz
D. 30,000 Hz
ઉત્તરઃ
D. 30,000 Hz

પ્રશ્ન 7.
પડઘો ક્યારે સંભળાય છે?
A. મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કરતાં વધારે હોય ત્યારે.
B. મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કરતાં ઓછો હોય ત્યારે.
C. મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.01 s કરતાં ઓછો હોય ત્યારે.
D. મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો ફક્ત 0.01 s હોય ત્યારે જ.
ઉત્તરઃ
A. મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કરતાં વધારે હોય ત્યારે.

પ્રશ્ન 8.
ધ્વનિતરંગો માટે નીચેના પૈકી કયો સંબંધ સાચો છે?

પ્રશ્ન 9.
તરંગની તરંગલંબાઈ, આવૃત્તિ અને તરંગના વેગનો સંબંધ દર્શાવતું કયું સૂત્ર સાચું છે?
A. λ = u/T
B. u = λv
C. v = λ/u
D. λ = uv
ઉત્તરઃ
B. u = λv

પ્રશ્ન 10.
તરંગમાં ક્રમિક રીતે આવતાં શિંગ અને ગર્ત વચ્ચેનું અંતર કેટલું હોય છે?
A. λ/4
B λ/2
C. λ
D. 2λ
ઉત્તરઃ
B λ/2

પ્રશ્ન 11.
હવામાં પ્રસરતા ધ્વનિતરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન વચ્ચેનું અંતર 2 m છે. જો હવામાં ધ્વનિનો વેગ 340 m s^-1 હોય, તો આ તરંગની આવૃત્તિ કેટલી?
A. 680 Hz
B. 340 Hz
C. 170 Hz
D. 85 Hz

Hint: તરંગલંબાઈ A = બે ક્રમિક સંઘનન વચ્ચેનું અંતર = 2m
આવૃત્તિ v = u/λ = 340/2 = 170 Hz
ઉત્તરઃ
C. 170 Hz

પ્રશ્ન 12.
હવામાં ધ્વનિતરંગનો વેગ 340 m s^-1 અને તરંગલંબાઈ 3.4 m છે. હવે આ જ આવૃત્તિવાળો તરંગ પાણીમાં પ્રસરણ પામે, તો તેની તરંગલંબાઈ કેટલી થશે? (પાણીમાં તરંગનો વેગ 1500 m s^-1 લો.)
A. 15 m
B. 34 m
C. 3.4 m
D. 1.5 m

પ્રશ્ન 13.
પ્રકાશના તરંગો એ ………………….. છે.
A. બિનયાંત્રિક અને સંગત તરંગો
B. યાંત્રિક અને સંગત તરંગો
C. બિનયાંત્રિક અને લંબગત તરંગો
D. યાંત્રિક અને લંબગત તરંગો
ઉત્તરઃ
C. બિનયાંત્રિક અને લંબગત તરંગો

પ્રશ્ન 14.
તરંગનો વેગ કઈ બાબત પર આધાર રાખતો નથી?
A. માધ્યમના તાપમાન
B. માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા
C. માધ્યમની જડતા
D. તરંગના કંપવિસ્તાર
ઉત્તરઃ
D. તરંગના કંપવિસ્તાર

પ્રશ્ન 15.
પાણીની સપાટી પર ઉત્પન્ન કરવામાં આવેલ તરંગની તરંગ લંબાઈ 2 cm છે. જો તરંગનો વેગ 16 m sી હોય, તો ? 1sમાં ઉદ્ગમમાંથી કેટલા તરંગો નિર્માણ પામ્યા હશે?
A. 800
B. 1600
C. 400
D. 8

પ્રશ્ન 16.
નીચેનામાંથી કઈ આવૃત્તિવાળું તરંગ આપણે સાંભળી શકીએ?
A. 0.15 Hz
B. 15 Hz
C. 150 Hz
D. 25 kHz
ઉત્તરઃ
C. 150 Hz

પ્રશ્ન 17.
નીચેની આકૃતિમાં એક ઉદ્ગમમાંથી ઉદ્ભવેલાં બે તરંગો દર્શાવ્યા છે. તરંગની તરંગલંબાઈ અને કંપવિસ્તાર અનુક્રમે જણાવો.

A. 25 cm, 4 cm
B. 5 cm, 4 cm
C. 20 cm, 5 cm
D. 20 cm, 4 cm
ઉત્તરઃ
D. 20 cm, 4 cm

પ્રશ્ન 18.
શ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિની સીમા કઈ છે?
A. 2 Hz થી 20 Hz
B. 20 Hz થી 20 kHz
C. 2 kHz થી 20 kHz
D. 20 Hz થી 200 Hz
ઉત્તરઃ
B. 20 Hz થી 20 kHz

પ્રશ્ન 19.
ચામાચીડિયું કેવા પ્રકારના ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરે છે?
A. પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો
B. અવશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો
C. શ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો
D. દરેક પ્રકારના ધ્વનિતરંગો
ઉત્તરઃ
A. પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો

પ્રશ્ન 20.
પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ કોણ અનુભવી શકે છે?
A. માણસ
B. વ્હેલ
C. હાથી
D. ઉંદર
ઉત્તરઃ
D. ઉંદર

પ્રશ્ન 21.
ECG ટેનિકમાં કયા તરંગો વપરાય છે?
A. અસ્ટ્રાસોનિક તરંગો
B. ઇન્ફાસોનિક તરંગો
C. સુપરસોનિક તરંગો
D. શ્રાવ્ય તરંગો
ઉત્તરઃ
A. અસ્ટ્રાસોનિક તરંગો

પ્રશ્ન 22.
ડેસિબેલ (dB) શેનો એકમ છે?
A. ધ્વનિની તીવ્રતા
B. ધ્વનિની આવૃત્તિ
C. ધ્વનિની પ્રબળતા
D. ધ્વનિની શોષકતા
ઉત્તરઃ
C. ધ્વનિની પ્રબળતા

પ્રશ્ન 23.
ધ્વનિની તીવ્રતાનો એકમ …….. છે.
A. W m^-2
B. w² m^-1
C. m² w^-1
D. w² m^-2
ઉત્તરઃ
D. w² m^-2

પ્રશ્ન 24.
નોટ એ એવો ધ્વનિ છે જે …
A. જુદી જુદી આવૃત્તિઓનું મિશ્રણ છે.
B. માત્ર બે આવૃત્તિઓનું જ મિશ્રણ છે.
C. એક આવૃત્તિનો બનેલો છે.
D. હંમેશાં સાંભળવા માટે કર્ણપ્રિય નથી.
ઉત્તરઃ
A. જુદી જુદી આવૃત્તિઓનું મિશ્રણ છે.

પ્રશ્ન 25.
યાંત્રિક પિયાનોની કળ પહેલાં હળવેથી અને પછી જોરથી અફાળવામાં આવે છે, તો બીજા કિસ્સામાં ……
A. ધ્વનિ પ્રબળ હશે પણ પિચ પહેલાંના જેટલી હશે.
B. ધ્વનિ પ્રબળ હશે તથા પિચ પણ ઊંચી હશે.
C. ધ્વનિ પ્રબળ હશે પણ પિચ નીચી હશે.
D. ધ્વનિની પ્રબળતા અને પિચ બંને પર કંઈ અસર થશે નહીં.
ઉત્તરઃ
A. ધ્વનિ પ્રબળ હશે પણ પિચ પહેલાંના જેટલી હશે.

પ્રશ્ન 26.
સોનારમાં ……………. તરંગો વપરાય છે.
A. પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ
B. અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ
C. રેડિયો
D. શ્રાવ્ય ધ્વનિ
ઉત્તરઃ
A. પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ

પ્રશ્ન 27.
ધ્વનિ હવામાં પ્રસરણ પામે છે જો ………….
A. હવાના બંધારણીય કણો એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ સ્થાનાંતરિત થાય તો.
B. વાતાવરણમાં ભેજ ન હોય તો.
C. વિક્ષોભ ગતિ કરે તો.
D. કણો અને વિક્ષોભ બંને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ સ્થાનાંતરિત થાય તો.
ઉત્તરઃ
C. વિક્ષોભ ગતિ કરે તો.

પ્રશ્ન 28.
જ્યારે આપણે મૃદુ ધ્વનિને પ્રબળ ધ્વનિ બનાવીએ છીએ ત્યારે આપણે ……………….. વધારીએ છીએ.
A. તેની આવૃત્તિ
B. તેનો કંપવિસ્તાર
C. તેનો વેગ
D. તેની તરંગલંબાઈ
ઉત્તરઃ
B. તેનો કંપવિસ્તાર

પ્રશ્ન 29.
આકૃતિમાં દર્શાવેલ વક્ર માટે λ/2 = …………………….

A. AB
B. BD
C. DE
D. AE
ઉત્તરઃ
B. BD

પ્રશ્ન 30.
અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ ………………… સાંભળી શકે છે.
A. કૂતરો
B. ચામાચીડિયું
C. ગેંડો
D. માણસ
ઉત્તરઃ
C. ગેંડો

પ્રશ્ન 31.
એક સંગીત-જલસાની શરૂઆતમાં સિતારવાદક સિતારના તારમાં તણાવ બદલે છે – ગોઠવે છે, આ રીતે તારમાંનો તણાવ બદલીને – ગોઠવીને તે ……………….
A. ધ્વનિની તીવ્રતા બદલે છે – ગોઠવે છે.
B. ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર બદલે છે – ગોઠવે છે.
C. સિતારના તારની આવૃત્તિ, બીજા વાદ્યની આવૃત્તિ સાથે મેળવે છે.
D. ધ્વનિની પ્રબળતા બદલે છે – ગોઠવે છે.
ઉત્તરઃ
C. સિતારના તારની આવૃત્તિ, બીજા વાદ્યની આવૃત્તિ સાથે મેળવે છે.

મૂલ્યો આધારિત પ્રશ્નોત્તર
(Value Based Questions with Answers)

પ્રશ્ન 1.
એક શહેરમાં ડેગ્યુ, મેલેરિયા અને ચિકનગુનિયાની બિમારી ફેલાઈ છે અને ઘણા બધા માણસો તેનો શિકાર થયેલા છે અને તેનાથી પીડાય છે. શહેરમાં મચ્છરોના ઉપદ્રવ પર કાબૂ મેળવવા માટે મ્યુનિસિપાલિટીના અમલદારો મેગાફોનનો ઉપયોગ કરીને આવી બિમારીથી બચવા અને રક્ષણ મેળવવા માટેની જાહેરાતો કરે છે.
(a) મેગાફોન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?
ઉત્તરઃ
મેગાફોનની બનાવટ એવી રીતે કરવામાં આવે છે કે તેમાં દાખલ થતો ધ્વનિ યોગ્ય ગુણક પરાવર્તન અનુભવી જુદી જદી દિશાઓમાં ફેલાવાના બદલે એક ચોક્કસ દિશામાં ગતિ કરે અને પરિણામે શ્રોતાઓને તે ધ્વનિ સ્પષ્ટ અને મોટો સંભળાય છે.

(b) મેગાફોનનો સિદ્ધાંત લખો.
ઉત્તરઃ
મેગાફોનનો સિદ્ધાંત : ધ્વનિનું ગુણક પરાવર્તન

(c) મ્યુનિસિપાલિટીના અમલદારો દ્વારા નિદર્શિત થતા ગુણો જણાવો.
ઉત્તરઃ
મ્યુનિસિપાલિટીના અમલદારોના ગુણો:
(i) મેગાફોનની કાર્યવાહી અને તેના ઉપયોગની જાણકારી,
(ii) સામાજિક જવાબદારીનું ભાન તથા
(iii) પોતાની નોકરી અંગેની નિષ્ઠા.

પ્રશ્ન 2.
સીમા ધોરણ 9માં અભ્યાસ કરે છે. સીમાના પિતાશ્રી : પુલો બનાવવા માટે વપરાતા મેટલ-બ્લૉક બનાવતી કંપનીમાં કામ. કરે છે. કંપનીમાં તેમની કામગીરી જવાબદારીવાળી છે. જેમ કે, દરેક મેટર-બ્લૉક ખામી રહિત (તિરાડ / છિદ્ર રહિત) હોવો જોઈએ તેની ચકાસણી કરવાની છે.

તેમણે પોતાની ઑફિસમાં પરાધ્વનિ ટ્રાન્સમિટર અને ડિટેક્ટર ગોઠવેલ છે. સીમા એક દિવસ પપ્પાની ઑફિસમાં આ સાધનોની કામગીરીની જાણકારી મેળવવા માટે જાય છે. તેના પિતા સમાને વિસ્તૃત સમજણ આપે છે. પરિણામે સીમાનું પરાધ્વનિની ઉપયોગિતા અંગેનું જ્ઞાન સ્પષ્ટ થાય છે.
(a) મેટલ-બ્લૉકમાં પડેલ તિરાડ કે છિદ્રની જાણકારી કેવી રીતે મળી શકે છે?
ઉત્તરઃ
પરાધ્વનિને આપેલ મેટલ-બ્લૉક પર આપાત કરી પરાવર્તિત થતા તરંગો ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધવામાં આવે છે. જો બ્લૉકમાં થોડી પણ ખામી હોય, તો પરાધ્વનિ તરંગો તરત જ પરાવર્તિત થાય છે, જે બ્લૉકમાં ખામીની હાજરી સૂચવે છે.

(b) સીમાના પપ્પાની ઑફિસમાં શા માટે સામાન્ય ધ્વનિ ટ્રાન્સમિટર અને ડિટેક્ટર ગોઠવેલું નથી?
ઉત્તરઃ
સામાન્ય ધ્વનિના તરંગોની આવૃત્તિ ઓછી હોય છે. તેઓ ખામીયુક્ત સ્થાન આગળથી પરાવર્તિત થઈ શકતા નથી પણ ત્યાંથી વાંકા વળીને ડિટેક્ટર સુધી પહોંચે છે. પરિણામે ખામીયુક્ત ભાગો અંગેની સ્પષ્ટ અને ચોક્કસ જાણકારી મળી શકતી નથી.

(c) સીમાના પપ્પાના ગુણો તથા સીમાના ગુણો જણાવો.
ઉત્તરઃ
સીમાના પપ્પાના ગુણોઃ
(i) પરાધ્વનિની લાક્ષણિકતા અંગેનું જ્ઞાન
(ii) પરાધ્વનિની ઉપયોગિતા અંગેની જાણકારી.

સીમાના ગુણો:
(i) અભ્યાસુ સ્વભાવ
(ii) વૈજ્ઞાનિક ખ્યાલોની સ્પષ્ટ સમજ મેળવવાની જિજ્ઞાસા.

પ્રશ્ન 3.
રમણ પોતાનાં બે કૂતરાઓ લઈને સવારે બગીચામાં ચાલવા જાય છે. તેનાં કૂતરાઓ ખતરનાક છે અને બગીચામાં ચાલવા આવતાં બીજા માણસોની સામે જોઈને ભસે છે.
આ કૂતરાઓને કાબૂમાં રાખવા રમણ ઊંચી પિચવાળી સિસોટીનો – ઉપયોગ કરે છે. – બગીચામાં ઘરડા માણસો અને કેટલાંક બાળકો આનો વિરોધ કરે ર છે અને રમણને સમજાવે છે. રમણ બીજા દિવસથી પોતાનાં કૂતરાઓને લીધા સિવાય બગીચામાં સવારે ચાલવા જાય છે.
(a) ઘરડા માણસો અને કેટલાંક બાળકો શા માટે રમણની કાર્યશૈલીનો વિરોધ કરે છે?
ઉત્તર:
કારણ કે, બગીચામાં કૂતરાઓના ભસવાનો અવાજ ૩ તથા સિસોટીના અવાજને લીધે ઘોંઘાટ (Noise) સર્જાય છે. ઘોંઘાટ આનંદદાયક ધ્વનિ નથી. તેનાથી માનવકાનને નુકસાન થઈ શકે છે અને તે સ્વાથ્ય માટે હાનિકારક છે.

(b) ઘરડા માણસો અને બાળકોના પ્રદર્શિત થતા ગુણો જણાવો.
ઉત્તર:
ઘરડા માણસો અને બાળકોના ગુણો:
(i) પોતાના અને ૨ બીજાના સ્વાથ્ય અંગેની સભાનતા
(ii) સામાજિક જવાબદારી.

(c) રમણના ગુણો લખો.
ઉત્તર:
રમણના ગુણો:
(i) સમજુ સ્વભાવ
(ii) બીજી વ્યક્તિઓ ૨ પ્રત્યેની સૌહાર્દતા.

પ્રાયોગિક કૌશલ્ય આધારિત પ્રશ્નોત્તર
(Practical Skill Based Questions with Answers)

પ્રશ્ન 1.
આકૃતિમાં (a) અને (b) મનુષ્યના ધ્વનિને રજૂ કરતાં ? આલેખો છે, તો
(i) પુરુષના ધ્વનિને રજૂ કરતો આલેખ કયો છે?
(ii) તમારા જવાબનું કારણ આપો.

ઉત્તર:
(i) આલેખ (a) પુરુષના ધ્વનિને દર્શાવે છે.
(ii) સામાન્ય રીતે મનુષ્યના ધ્વનિની પિચ (અથવા આવૃત્તિ) સ્ત્રી કરતાં ઓછી હોય છે.

પ્રશ્ન 2.
નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવેલ ઘડિયાળનો ટિક ટિક અવાજ 3 મોટો અને સ્પષ્ટ સંભળાય તેના માટે ખૂણા ‘x’નું મૂલ્ય શોધો.

ઉત્તર:
અવાજ મોટો અને સ્પષ્ટ સંભળાય તેના માટે આપાતકોણ i = પરાવર્તિત કોણ r
∴ આપેલ આકૃતિ પરથી x = 90° – r = 90° – 50° = 400

પ્રશ્ન 3.
નીચેના ત્રણ વિવિધ કિસ્સાઓ આલેખો દોરીને સ્પષ્ટ કરો. દરેક કિસ્સા માટે બે અલગ અલગ આલેખો દોરો.
(a) સમાન કંપવિસ્તાર પણ જુદી જુદી આવૃત્તિવાળા બે ધ્વનિતરંગો
(b) સમાન આવૃત્તિ પણ જુદો જુદો કંપવિસ્તાર ધરાવતા બે ધ્વનિતરંગો
(c) અસમાન કંપવિસ્તાર તથા અસમાન તરંગલંબાઈ ધરાવતા બે ધ્વનિતરંગો
ઉત્તર:

(a) સમાન કંપવિસ્તાર પણ જુદી જુદી આવૃત્તિ

(b) સમાન આવૃત્તિ પણ જુદો જુદો કંપવિસ્તાર

(c) અસમાન કંપવિસ્તાર તથા અસમાન તરંગલંબાઈ

પ્રશ્ન 4.
જલતરંગ સંગીતસાધન(વાઘ)માં જુદા જુદા વાટકામાં જુદા જુદા પ્રમાણમાં પાણી છે.
(a) કયા વાટકા વડે નીચી પિચવાળો ધ્વનિ ઉત્પન્ન થશે?
(b) કયા વાટકા વડે ઊંચી પિચવાળો ધ્વનિ ઉત્પન થશે?
(c) ધ્વનિની કઈ લાક્ષણિકતા પિચ નક્કી કરે છે?

ઉત્તરઃ
(a) જે વાટકામાં મહત્તમ માત્રામાં પાણીનો જથ્થો હશે તેના વડે નીચી પિચવાળો ધ્વનિ ઉત્પન્ન થશે.
(b) જે વાટકામાં ન્યૂનતમ માત્રામાં પાણીનો જથ્થો હશે તેના વડે ઊંચી પિચવાળો ધ્વનિ ઉત્પન્ન થશે.
(c) ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ ધ્વનિની પિચ નક્કી કરે છે.

પ્રશ્ન 5.
જ્યારે ગિટારના તારને પકડીને ખેંચવામાં આવે (અથવા ઝપટ મારવામાં આવે), તો
(a) તારમાં ઉદ્ભવતા તરંગનો પ્રકાર કારણ સહિત જણાવો.
ઉત્તર:
તારમાં લંબગત તરંગ ઉદ્ભવશે કારણ કે, તારના બંધારણીય કણો તરંગ-પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે દોલન કરે છે.

(b) હવામાં ઉદ્ભવતા તરંગનો પ્રકાર કારણ સહિત જણાવો.
ઉત્તર:
હવામાં સંગત તરંગ ઉભવશે કારણ કે, હવાના બંધારણીય કણો પોતાના મધ્યમાન સ્થાનની આસપાસ તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં જ દોલન કરે છે.

પ્રશ્ન 6.
સંગત તરંગ અને લંબગત તરંગના આલેખો દોરો.
ઉત્તર:
1. સંગત તરંગઃ

2. લંબગત તરંગઃ

પ્રશ્ન 7.
એક માણસ A પોતાનો કાન લાંબી સ્ટીલ પાઇપના એક કે છેડે રાખે છે. બીજો માણસ B, પાઇપના બીજા છેડે એક પ્રહાર કરે છે. માણસ તને બે જુદા જુદા ધ્વનિ 0.5 sના સમયગાળામાં સંભળાય છે. સ્ટીલમાં ધ્વનિની ઝડપ 3630 ms^{– 1} અને હવામાં ધ્વનિની ઝડપ 330 m s^{– 1} હોય, તો બે માણસો વચ્ચેનું અંતર શોધો.
ઉકેલ:

પ્રશ્ન 8.
એક સ્લેબમાંથી પસાર થયા બાદ ધ્વનિની તીવ્રતા 20 % જેટલી ઘટે છે, તો બે ક્રમિક સ્લેબમાંથી પસાર થયા બાદ ધ્વનિની તીવ્રતા કેટલી ઘટશે?
ઉકેલ:
ધારો કે, પ્રથમ સ્લેબ પર આપાત ધ્વનિની તીવ્રતા = I_o
∴ પ્રથમ સ્લેબમાંથી બહાર નીકળ્યા બાદ ધ્વનિની તીવ્રતા,
I₁ = 1o – 20 % (I₀) = 80 %
→ હવે, બીજા સ્લેબ પર આપાત તીવ્રતા,

∴ બે ક્રમિક સ્લેબમાંથી બહાર નીકળ્યા બાદ ધ્વનિ-તીવ્રતામાં થતો કુલ ઘટાડો = 20 % + 16 % = 36 %

Memory Map

SabDekho

The Complete Educational Website

Bihar Board

UP Board

IAS Notes

Jac Board

MP Board

सम्पूर्ण व्याकरण

जीवनी

निबंध

टेन्स

सामान्य ज्ञान