कक्षा 8वीं // विज्ञान // अध्याय - ध्वनि // नोट्स

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• ध्वनि ऊर्जा का एक रूप है जो तब उत्पन्न होती है जब हवा के अणु एक विशेष पैटर्न में कंपन करते हैं जिसे तरंग कहा जाता है। अतः ध्वनि तरंग है।

• कंपन को किसी वस्तु के आगे और पीछे की गति के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

• कंपन के आधार पर ध्वनि उत्पन्न होती है। बिना कंपन के ध्वनि उत्पन्न नहीं हो सकती।

मनुष्य ध्वनि कैसे उत्पन्न करते हैं?

1. मनुष्यों के पास एक आवाज बॉक्स या स्वरयंत्र होता है जो उनके गले में श्वासनली के ऊपरी तरफ मौजूद होता है।

2. स्वरयंत्र में दो वाक् तंतु होते हैं जिनके बीच में एक संकरी दरार होती है जिससे हवा इसके माध्यम से गुजर सकती है।

3. जैसे ही फेफड़े श्वासनली से हवा बाहर फेंकते हैं, यह भट्ठा से होकर गुजरता है और इसलिए ध्वनि के उत्पादन की अनुमति देता है क्योंकि मुखर तार कंपन करना शुरू कर देते हैं।

4. वोकल कॉर्ड की मांसपेशियां ध्वनि के उत्पादन में भी भूमिका निभाती हैं।

5. उनकी मोटाई और जकड़न किसी व्यक्ति की आवाज़ की गुणवत्ता या प्रकार का वर्णन करती है।

6. पुरुषों में मुखर डोरियों की लंबाई 20 मिमी और महिलाओं में 15 मिमी लंबी मुखर डोरियों की होती है। दूसरी ओर, बच्चों के वाक् तंतुओं की लंबाई बहुत कम होती है। इसलिए आवाजें, उनकी गुणवत्ता और उनके प्रकार महिलाओं, पुरुषों और बच्चों में हमेशा अलग-अलग होते हैं।
                

माध्यम से ध्वनि का संचरण

• ध्वनि को हमेशा अपने उत्पादन के स्रोत से रिसीवर के अंत तक यात्रा करने के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होती है। ध्वनि संचरण के विभिन्न माध्यम वायु, द्रव और ठोस हैं।

• ध्वनि निर्वात में संचरित नहीं हो सकती क्योंकि इसमें संचरण के किसी माध्यम का अभाव होता है।
              

माध्यम में ध्वनि कैसे चलती है?

• ध्वनि को यात्रा करने के लिए अणुओं के कुछ कंपन की आवश्यकता होती है।

• ठोस, तरल और गैस सभी में अणु मौजूद होते हैं जो ध्वनि के प्रसार की अनुमति देते हैं।

• इन अणुओं या कणों को ठोस, तरल और गैसों में विभिन्न तरीकों से पैक किया जाता है।

• ठोसों में कसकर भरे हुए कण होते हैं और इसलिए वे उनके माध्यम से ध्वनि के तेजी से प्रसार की अनुमति देते हैं क्योंकि कंपन को एक कण से दूसरे कण में आसानी से ले जाया जा सकता है।

• तरल पदार्थों में थोड़े ढीले-ढाले कण होते हैं और इसलिए ध्वनि को पानी में या तरल के माध्यम से यात्रा करने में थोड़ा समय लगता है।

• गैसों में पूरी तरह से ढीले-ढाले कण होते हैं और इसलिए ध्वनि हवा के माध्यम से यात्रा करने में सबसे अधिक समय लेती है।

पानी के माध्यम से ध्वनि हवा के मुकाबले 4 गुना तेजी से यात्रा करती है।

ठोस पदार्थों में ध्वनि हवा की तुलना में 13 गुना तेजी से यात्रा करती है।

हम कैसे सुनते हैं?

• हम जानते हैं कि ध्वनियाँ हवा या किसी अन्य माध्यम में तरंगों के रूप में उत्पन्न होती हैं।

• जैसे ही ये ध्वनि तरंगें हमारे कानों तक जाती हैं, वे उन्हें विद्युत संकेतों या संदेशों में परिवर्तित कर देती हैं जिन्हें हमारा मस्तिष्क समझ सकता है।

• हमारे कानों की एक विशेष संरचना होती है जो इस कार्य की अनुमति देती है।

• मानव कान के तीन प्रमुख भाग हैं:
           

1. बाहरी कान (पिन्ना): यह ध्वनि तरंगों को पकड़ता है और उन्हें कान के अगले भाग, यानी मध्य कान तक पहुँचाता है।

2. मध्य कर्ण: यह ध्वनि तरंगों को कंपन में परिवर्तित करता है जो फिर आंतरिक कान तक जाती हैं। यह ईयरड्रम की मदद से कर सकता है। ईयरड्रम एक पतली रबर जैसी शीट होती है जो मध्य कान में मौजूद होती है। जैसे ही ध्वनि तरंगें कान के परदे तक पहुँचती हैं, उसमें कंपन होता है और ये कंपन भीतरी कान तक फैल जाते हैं।

3. भीतरी कान (कोक्लिया): यह कान के परदे द्वारा भेजे गए कंपन को ग्रहण करता है। इसमें एक तरल पदार्थ होता है और आंतरिक कान में प्रवेश करने वाले कंपन इस तरल के माध्यम से चलते हैं। भीतरी कान के अंदर छोटे-छोटे बाल मौजूद होते हैं जो इन कंपनों को मस्तिष्क के लिए संकेतों में बदलते हैं और श्रवण तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क तक पहुंचाते हैं। जैसे ही मस्तिष्क संकेत प्राप्त करता है वह ध्वनि की व्याख्या करता है। हालाँकि, यह पूरी प्रक्रिया इतनी तेज़ है कि हम इसे नोटिस नहीं कर सकते।
ध्वनि की आवृत्ति, समय अवधि और आयाम
                    
ध्वनि के उत्पादन और ध्वनि तरंग के प्रतिनिधित्व द्वारा कणों का विस्थापन

दोलन गति

जब कोई वस्तु 'आगे-पीछे' गति से चलती है, अर्थात जब कोई वस्तु कंपन करती है तो उसे दोलनशील गति कहते हैं।

 ऑसिलेटरी मोशन के उदाहरण

कंपन	एक दोलन को आवर्ती समय में एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर वस्तु की गति कहा जाता है। एक दोलन को वस्तु की गति के दो अंतिम बिंदुओं या चरम बिंदुओं के बीच की गति कहा जाता है।

 दोलन का उदाहरण

आवृत्ति	कोई वस्तु प्रति सेकंड जितने दोलन करती है, उसे उसकी आवृत्ति कहते हैं। आवृत्ति की SI इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है। 1 हर्ट्ज = 1 दोलन प्रति सेकंड 20 हर्ट्ज = 20 दोलन प्रति सेकंड

 ध्वनि तरंग की आवृत्ति

समय सीमा	ध्वनि तरंग के एक पूर्ण दोलन में लगने वाले समय को ध्वनि तरंग का आवर्तकाल कहते हैं।

 एक ध्वनि तरंग की समय अवधि

आयाम	ध्वनि तरंग औसत स्थिति से विस्थापित होने वाले अणुओं की संख्या ध्वनि तरंग का आयाम बनाती है। ध्वनि तरंग के आयाम को कंपन के कारण उनकी औसत स्थिति से कणों के अधिकतम विस्थापन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

 ध्वनि तरंग का आयाम

किसी ध्वनि की प्रबलता

 

• ध्वनि की प्रबलता ध्वनि के आयाम पर निर्भर करती है।

• आयाम जितना अधिक होगा, कणों का विस्थापन उतना ही अधिक होगा और ध्वनि की प्रबलता उतनी ही अधिक होगी।

• ध्वनि की प्रबलता उसके आयाम के वर्ग के समानुपाती होती है।

• डेसिबल (dB) ध्वनि की प्रबलता मापने की SI इकाई है।

ध्वनि की पिच

• प्रत्येक व्यक्ति की एक अलग ध्वनि गुणवत्ता होती है।

• साथ ही, प्रत्येक संगीत वाद्ययंत्र एक अलग प्रकार की ध्वनि उत्पन्न करने के लिए कंपन करता है। ध्वनि की यह गुणवत्ता इसकी विभिन्न गुणवत्ता की ध्वनियों की विशेषता है जिसमें समान पिच और जोर हो सकता है।

• ध्वनि की पिच ध्वनि तरंग की आवृत्ति पर निर्भर करती है।

• ध्वनि की आवृत्ति अधिक होने पर तारत्व अधिक होगा।

अलग-अलग जीवों और वस्तुओं की अलग-अलग पिच के कारण अलग-अलग तरह की ध्वनि होती है:

द्वारा उत्पन्न ध्वनि	ध्वनि की पिच
ढोल	कम
चिड़िया	उच्च
शेर	कम
आदमी	कम
औरत	उच्च

 ध्वनि की प्रबलता और पिच

प्रबलता और पिच एक दूसरे से कैसे अलग हैं?

श्रव्य और अश्रव्य ध्वनियाँ

पिच	प्रबलता
यह ध्वनि की आवृत्ति पर निर्भर करता है।	ध्वनि की प्रबलता ध्वनि तरंग के आयाम पर निर्भर करती है।
ध्वनि की पिच यह है कि हमारे कान ध्वनि की आवृत्ति पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।	ध्वनि की प्रबलता ध्वनि तरंग की ऊर्जा पर भी निर्भर करती है।
ध्वनि की पिच यह पहचानने में मदद करती है कि ध्वनि तीखी है या चापलूसी।	ध्वनि की प्रबलता यह पहचानने में मदद करती है कि ध्वनि तेज है या कमजोर।

 

पिच 

Loudness

• वे ध्वनियाँ जो मनुष्य के कानों द्वारा सुनी जा सकती हैं श्रव्य ध्वनियाँ कहलाती हैं। श्रव्य ध्वनियों की सीमा 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ तक है।

• वे ध्वनियाँ जो मानव कानों द्वारा नहीं सुनी जा सकती हैं, अश्रव्य ध्वनि कहलाती हैं। 20 Hz से कम या 20 KHz से अधिक आवृत्ति वाली कोई भी ध्वनि अश्रव्य ध्वनि के रूप में वर्गीकृत की जाती है।

 Loudness of Sound from various Sources

The inaudible sounds can be divided into two categories as infrasound and ultrasound.

इन्फ्रासाउंड	अल्ट्रासाउंड
20 हर्ट्ज से कम आवृत्ति रेंज वाली ध्वनियों को इन्फ्रासाउंड कहा जाता है।	20 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर की आवृत्ति रेंज वाली ध्वनि तरंगों को अल्ट्रासाउंड कहा जाता है।
इन्फ्रासाउंड मनुष्यों द्वारा नहीं सुना जा सकता है।	बहुत अधिक आवृत्ति होने के कारण, उन्हें मनुष्यों द्वारा भी नहीं सुना जा सकता है।
जिराफ, गैंडे और व्हेल जैसे जानवर संचार करने के लिए इन्फ्रासाउंड का उपयोग करते हैं।	चमगादड़, कुत्ते और बिल्लियाँ संवाद करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं।
बच्चों में मायोपिया के इलाज के लिए इन्फ्रासाउंड तरंगों का उपयोग किया जाता है	अल्ट्रासाउंड का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है जैसे मानव शरीर में असामान्यताओं की पहचान करना या सोनरस के माध्यम से पानी के नीचे की दूरी की गणना करना।

 इन्फ्रासाउंड और अल्ट्रासाउंड

शोर और संगीत

• शोर को एक अप्रिय ध्वनि माना जा सकता है। शोर में विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि तरंगें होती हैं जिनकी पुनरावृत्ति का कोई विशेष आवधिक पैटर्न नहीं होता है। इसलिए, शोर को अनियमित आवृत्तियों वाली ध्वनि तरंगों का मिश्रण माना जाता है।

• दूसरी ओर, संगीत एक सुखद ध्वनि है जिसका तारत्व स्पष्ट होता है। विभिन्न ध्वनियों को एक विशेष क्रम में व्यवस्थित और संयोजित करके संगीतमय ध्वनि उत्पन्न की जा सकती है। एक संगीत ध्वनि की आवृत्तियाँ प्रकृति में सामंजस्यपूर्ण होती हैं।

 शोर और संगीत

ध्वनि प्रदूषण

• ध्वनि प्रदूषण को पृथ्वी के वातावरण में अवांछित और अप्रिय ध्वनियों की उपस्थिति के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

• मनुष्य केवल 85 डेसिबल तक की ध्वनि ही सहन कर सकता है। उससे ऊपर, कोई भी शोर हमारी सुनने की शक्ति को नुकसान पहुँचा सकता है।

• आम तौर पर, कोई भी ध्वनि जिसकी आवृत्ति 30 डीबी से अधिक होती है, शोर मानी जाती है।

• अवांछित शोर पृथ्वी पर मौजूद जीवों के स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।

• विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, अधिकतम ध्वनि सीमा जो शहरों के लिए आदर्श है वह केवल 45 dB है।

• हालाँकि, यह पाया गया है कि दुनिया के कई बड़े शहरों में ध्वनि की सीमा 90 dB तक है।

• इसलिए ध्वनि प्रदूषण आज कई शहरों और यहाँ तक कि ग्रामीण क्षेत्रों में भी काफी हद तक आम है।

ध्वनि प्रदूषण

ध्वनि प्रदूषण के कारण

• परिवहन शोर: सड़कों, रेलवे और विमानों पर यातायात की आवाज से ध्वनि प्रदूषण होता है। जैसे-जैसे कारों, मोटरसाइकिलों, बसों और ट्रकों जैसे वाहनों की संख्या शहरों में बढ़ रही है, विशेषकर महानगरों में, वहां ध्वनि प्रदूषण बहुत अधिक है।

• औद्योगिक शोर: उद्योग, कारखाने और अन्य व्यावसायिक व्यवसाय उच्च-तीव्रता वाली ध्वनि उत्पन्न करते हैं जो पर्यावरण को प्रदूषित करती हैं।

• पड़ोस का शोर: रेडियो, टीवी, एयर कंडीशनर, कूलर, किचन एप्लिकेशन और घरों में इस्तेमाल होने वाले अन्य बिजली के उपकरणों के शोर से शोर होता है। इतना ही नहीं, रिहायशी इलाकों के आसपास के व्यावसायीकरण से अक्सर छोटे पैमाने के उद्योगों जैसे छपाई, कार की मरम्मत आदि के कारण अवांछित आवाजें आती हैं।

• निर्माण का शोर: घरों, उद्योगों और विभिन्न वास्तुकलाओं के निर्माण से भी ध्वनि प्रदूषण होता है।

• राजनीतिक गतिविधियाँ: शहरों और ग्रामीण क्षेत्रों में विभिन्न राजनीतिक दलों द्वारा आयोजित रैलियों और प्रदर्शनों के कारण भी ध्वनि प्रदूषण होता है।

• पटाखे फोड़ना और आतिशबाजी करना: लोग कई अवसरों जैसे त्योहारों और समारोहों में पटाखे फोड़ते हैं जिससे आस-पड़ोस में ध्वनि प्रदूषण होता है।

• प्राकृतिक ध्वनियाँ: पृथ्वी का वातावरण भी कभी-कभी बिजली, आंधी, भूकंप, ज्वालामुखी विस्फोट, विभिन्न जानवरों की आवाज़ आदि के कारण अप्रिय ध्वनियाँ उत्पन्न करता है।

 शोर थर्मामीटर

ध्वनि प्रदूषण के प्रभाव

• आसपास के अत्यधिक शोर से उच्च रक्तचाप, नींद की कमी या अनिद्रा, चिंता, स्मृति की कमी, तनाव, जलन और यहां तक कि नर्वस ब्रेकडाउन जैसी गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं।

• यह मनुष्यों के साथ-साथ जानवरों में अस्थायी या स्थायी श्रवण हानि का कारण बन सकता है।

• अत्यधिक शोर से ब्लड प्रेशर बढ़ जाता है। यह रक्त में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को बढ़ाता है और इसलिए व्यक्ति में हृदय रोगों की संभावना को बढ़ाता है।

• यदि ध्वनि की तीव्रता 180 dB से अधिक है तो इससे व्यक्ति की मृत्यु हो सकती है।

• ध्वनि प्रदूषण से भी हमारे शरीर द्वारा पाचक रसों के उत्पादन में कमी आती है।

• यह जानवरों को भी प्रभावित कर सकता है और उनकी मृत्यु और आवासों के नुकसान का कारण बन सकता है। अत्यधिक शोर से व्यक्ति की विशेष रूप से बच्चों पर ध्यान केंद्रित करने की क्षमता कम हो जाती है और पड़ोस के शोर के कारण वे अपनी पढ़ाई पर अच्छी तरह से ध्यान केंद्रित नहीं कर पाते हैं।

• पर्यावरण में अवांछित आवाजें जानवरों को अपना शिकार खोजने या उनकी गति की दिशा में बाधा डाल सकती हैं।

ध्वनि प्रदूषण की रोकथाम

• कारखानों और अन्य उद्योगों को आवासीय क्षेत्रों से दूर स्थापित किया जाना चाहिए।

• साइलेंसिंग उपकरणों को भारी वाहनों जैसे विमान, औद्योगिक उपकरण, मशीनरी और अन्य घरेलू उपकरणों में शामिल किया जाना चाहिए।

• हमें हमेशा टेलीविजन, रेडियो और अन्य संगीत प्रणालियों को धीमी आवाज में बजाना चाहिए ताकि इससे आस-पड़ोस को नुकसान न हो।

• विशेष रूप से सार्वजनिक स्थानों जैसे अस्पतालों, धार्मिक स्थानों और स्कूलों के पास हॉर्न का प्रयोग कम से कम किया जाना चाहिए।

• उद्योगों, पार्टी हॉल और अन्य भवनों में ध्वनिरोधी प्रणालियां स्थापित की जानी चाहिए जो अत्यधिक मात्रा में अवांछित ध्वनि उत्पन्न करती हैं।

• पेड़ों को भारी संख्या में लगाया जाना चाहिए क्योंकि वे पर्यावरण से अवांछित शोर को अवशोषित कर सकते हैं।

• जो लोग उद्योगों और खानों जैसी शोर वाली स्थितियों में काम करते हैं, उनके कानों की सुरक्षा के लिए इयरप्लग प्रदान किए जाने चाहिए।

• ध्वनि प्रदूषण के दुष्परिणामों के बारे में लोगों को जागरूक किया जाना चाहिए ताकि वे इसे रोकने में सक्रिय भागीदारी निभा सकें।