• facebook
  • whatsapp
  • telegram

తరంగాలు (ధ్వని)

* కణాలను కలిగి ఉన్న ప్రావస్థ లేదా పదార్థాలను 'యానకం' అని అంటారు. ఈ యానకం ఘన, ధ్రవ, వాయుస్థితుల్లో ఉండవచ్చు.
                   ఘనస్థితి యానకం: మంచు, ఇనుము మొదలైనవి
                   ద్రవస్థితి యానకం: నీరు, ఆల్కహాల్ మొదలైనవి
                   వాయుస్థితి యానకం: గాలి, హైడ్రోజన్ మొదలైనవి
యానకంలో కలిగే అలజడినే 'తరంగం' (WAVE) అని అంటారు.
* వాస్తవిక, భౌతిక బదిలీ లేకుండా లేదా ద్రవ్యం మొత్తంగా ప్రవహించకుండా చలించే అలజడులను 'తరంగాలు' అంటారు.
* తరంగాలు ఒక ప్రదేశం నుంచి మరొక ప్రదేశానికి శక్తిని బదిలీ చేస్తాయి.
* తరంగాలు శక్తి రవాణాలను సూచిస్తాయి.
* అన్ని సంసర్గాలు (Communications) తప్పనిసరిగా తరంగాల ద్వారా జరిగే సంకేతాల ప్రసారాలపై ఆధారపడతాయి.
* తరంగాలు రెండు రకాలు
1. యాంత్రిక తరంగాలు
2. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు.
* తరంగ ప్రసరణకు 'యానకం' అవసరమైనటువంటి తరంగాలను యాంత్రిక తరంగాలు అని అంటారు.
* యానకం, శూన్యంలో కూడా ప్రసరించే తరంగాలను విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు అని పిలుస్తారు.
* యానకం లేని ప్రదేశాన్ని 'శూన్యం' అని అంటారు.
* యాంత్రిక తరంగాలు శూన్యంలో ప్రయాణించలేవు.
* తీగపై తరంగాలు, నీటి తరంగాలు, ధ్వని తరంగాలు, భూకంప తరంగాలు అనేవి యాంత్రిక తరంగాలు. ఇవి శూన్యంలో ప్రయాణించలేవు. వాటిలో ఆంగిక (Constituent) కణాలకు డోలనాలు ఉంటాయి.
* ఆంగిక కణాలు యానకం స్థితిస్థాపకతపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

 

ధ్వని
* ధ్వని ఒక శక్తి స్వరూపం. ఇది కంపిస్తున్న తరంగాల రూపంలో అన్ని దిశల్లో ప్రయాణిస్తుంది. ఈ తరంగాలు మన చెవిలో కర్ణభేరిని 1/10 సెకన్ల కాలంలో తాకినట్లయితే మానవుడికి వినికిడి జ్ఞానం కలుగుతుంది.
* కంపించే కణాలు ఉన్న పదార్థాల్లో మాత్రమే ధ్వని జనించి ఒక బిందువు నుంచి మరొక బిందువుకు ప్రయాణిస్తుంది.
ఉదా: ఇనుము, ఇత్తడి, రాగి మొదలైనవి.
* కంపించేందుకు వీలులేని కణాలు ఉన్న పదార్థాల్లో ధ్వని జనించదు, ప్రయాణించజాలదు.
ఉదా: స్వచ్ఛమైన ప్లాస్టిక్ వస్తువులు, రబ్బరు, వరిపొట్టు, రంపపు పొట్టు, దూది బట్టలు, థర్మోకోల్ మొదలైనవి.
* ఇటువంటి పదార్థాలను ఉపయోగించి 'సౌండ్ ప్రూఫ్ రూమ్స్‌'ని నిర్మిస్తారు.
* ధ్వని తరంగాలు ప్రయాణించేందుకు యానకం అవసరం కాబట్టి ఎటువంటి యానకం లేని శూన్య ప్రదేశంలో ధ్వని వేగం శూన్యంగా ఉంటుంది. దీన్ని నిరూపించిన వారు 'రాబర్ట్ బాయిల్'.
ఎటువంటి యానకం లేని విశ్వాంతరాళంలో, చంద్రునిపై ధ్వనివేగం శూన్యం.
ఉదా: చంద్రునిపై తూపాకి పేల్చినప్పుడు, అణుబాంబులు విస్ఫోటనం చెందినప్పుడు వెలవడే ధ్వనిని వినలేము.
* చంద్రునిపై అనునాద ప్రయోగం 'రెసోనెన్స్ ఎక్స్‌పరిమెంట్', సంగీత కచేరి చేయలేము.
* చంద్రునిపై వాతావరణం లేకపోవడం వల్ల పగలు, రాత్రి సమయంలో ఎప్పుడైనా నిశ్శబ్దంగా ఉంటుంది.
* చంద్రునిపై సగటు పగటి ఉష్ణోగ్రత 100ºC ఉంటుంది.
* కంపించే ప్రతి వస్తువు నుంచి ధ్వని పుడుతుంది.

 

శ్రావ్య అవధి
* ఆరోగ్యవంతుడైన మానవుడు 20 Hz నుంచి 20,000 Hz వరకు ధ్వని తరంగాలు మాత్రమే వినగలడు. ఈ అవధిని 'శ్రావ్య అవధి' అని ఈ తరంగాలను 'శ్రావ్య తరంగాలు' అని అంటారు.

 

పరశ్రావ్యాలు
* శ్రావ్య అవధిలో 20Hz కంటే తక్కువ పౌనఃపున్యం ఉన్న తరంగాలను 'పరాశ్రావ్యాలు' అంటారు. వీటిని నేలపై ఉన్న పాము, సముద్రంలో ఉన్న తిమింగలాలు, కుక్కలు వినగలవు.
* పరశ్రావ్యాలు ఉత్పత్తి చేసేందుకు అత్యధిక శక్తి ఉన్న వస్తువులు అవసరం. కాబట్టి ఈ తరంగాలను సాధారణంగా భూమి కంపించినప్పుడు, అణుబాంబులు విస్ఫోటనం చెందినప్పుడు, భారీ వాహనం అత్యధిక లగేజీని మోసుకెళ్తున్నప్పుడు ఈ తరంగాలు జనిస్తాయి.

 

అతిధ్వనులు
* శ్రావ్య అవధిలో 20,000 Hz కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యం ఉన్న తరంగాలను 'అతిధ్వనులు' అంటారు. వీటిని ప్రయోగశాలలో ఫిజో (PIEZEVO) విద్యుత్ ఫలితం పద్ధతిలో తయారు చేస్తారు.
* అతిధ్వనులను కుక్క 50 వేలHZ వరకు, గబ్బిలం, తాబేలు, డాల్ఫిన్లు 1,00,000 Hz వరకు వినగలవు.

 

అనువర్తనాలు లేదా ఉపయోగాలు
పాలలో, నీటిలో ఉన్న బ్యాక్టీరియాను నశింపచేసేందుకు
* సముద్రం లోతు కనుగొనేందుకు ఉపయోగించే సోనార్‌లో SONAR: Sound Navigation and Ranging.
* మొదట సోనార్‌ను నిర్మించిన వారు - నిక్సన్ (NIXON).
* 0ºCల నీటి ఉపరితలంపై ఈ తరంగాలను పంపినప్పుడు 100ºC వద్ద మరుగుతున్న స్థితిని పొందుతుంది.
* దోమలను పారదోలేందుకు, చేపలను వేటాడేందుకు
* విరిగిన దంతాలను తొలగించేందుకు, సోల్డరింగ్‌లో
* కిడ్నీలో ఏర్పడిన రాళ్లను కరిగించడానికి
* శరీర అంతర్భాగాలను స్కానింగ్ చేసేందుకు (అల్ట్రా స్కానింగ్)
* లోహఫలకం, పైపులు, బాయిలర్లలో పగుళ్లు ఏర్పడిన వాటిని గుర్తించేందుకు
* సముద్రంలో చేపలు ఎక్కువగా లభించే ప్రాంతాలను గుర్తించేందుకు ఈ తరంగాలను వాడతారు.

 

తరంగాలు

 శక్తిని ఒక బిందువు నుంచి మరో బిందువుకు మోసుకొని పోయేదాన్ని తరంగం అని అంటారు.
       


తరంగం - లక్షణాలు
1) కంపన పరిమితి: కంపిస్తున్న కణం తన మధ్య బిందువు నుంచి పొందిన గరిష్ఠ స్థానభ్రంశాన్ని 'కంపన పరిమితి' అంటారు.
    ప్రమాణాలు: మి.మీ., సెం.మీ., మీ. మొదలైనవి.
2) తరంగదైర్ఘ్యం [Wave Length]: రెండు వరుస శృంగాలు లేదా ద్రోణుల మధ్య దూరాన్ని తరంగదైర్ఘ్యం అంటారు.
    దీని ప్రమాణాలు: మి.మీ., సెం.మీ., మీ.
    చిన్న ప్రమాణం - ఆంగ్‌స్ట్రాం యూనిట్‌లు
     1 Angstrom = 10-8 సెం.మీ. [లేదా] 10-10 సెం.మీ.
3) ఆవర్తన కాలం: కంపిస్తున్న కణం ఒక కంపనం పూర్తి చేసేందుకు పట్టే కాలాన్ని 'ఆవర్తన కాలం' అంటారు. దీన్ని (T) తో సూచిస్తారు.
    ప్రమాణాలు: సెకన్లు, నిమిషాలు, గంటలు, రోజులు మొదలైనవి.

4) పౌనఃపున్యం (Frequency): ఒక వస్తువు సెకను కాలంలో చేసే కంపనాల సంఖ్యను 'పౌనఃపున్యం' అంటారు.
    ప్రమాణం: హెర్ట్జ్ (Hertz)
    f=1/t
   f = పౌనఃపున్యం
  T = ఆవర్తనకాలం
తరంగాలు - రకాలు
* స్వభావాన్ని బట్టి తరంగాలు రెండు రకాలు
    1 విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు
    2 యాంత్రిక తరంగాలు


1. విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు:
*
ఈ తరంగాలు ప్రయాణించేందుకు ఎటువంటి యానకం అవసరం లేదు. అంటే యానకంలో, శూన్యంలో కూడా ఈ తరంగాలు ప్రయాణిస్తాయి.
ఉదా: పరారుణ కిరణాలు, మైక్రో తరంగాలు, కాంతి తరంగాలు, x - కిరణాలు, రేడియో తరంగాలు, γ కిరణాలు మొదలైనవి.
* ఈ తరంగాల వేగం శూన్యంలో, గాలిలో కాంతివేగానికి సమానంగా ఉంటుంది.
                              C = 3 × 108 మీ./సె.


2. యాంత్రిక తరంగాలు
 ఈ తరంగాలు ప్రయాణించేందుకు 'యానకం' అవసరం కాబట్టి ఎటువంటి యానకం లేని శూన్య ప్రదేశంలో ఈ తరంగాల వేగం శూన్యం. ఉదా: ధ్వని తరంగాలు.
 సాధారణంగా తరంగాలు రెండు
1. అనుదైర్ఘ్య తరంగాలు
2. తిర్యక్ తరంగాలు


1. అనుదైర్ఘ్య తరంగాలు:
 తరంగ ప్రసరణ దిశ, యానకంలోని కణాల కదలిక దిశ రెండూ ఒకే దిశలో ఉంటాయి.
 దైర్ఘ్య తరంగాల్లో కంపించే వాయు కణాల సాంద్రత అధికంగా ఉన్న బిందువును 'సంపీడనం' అని, తక్కువగా ఉన్న బిందువును 'విరళీకరణం' అని అంటారు.
ఉదా: గాలిలో ధ్వని తరంగాలు ఎప్పుడూ దైర్ఘ్య తరంగాలే.
 రెండు వరుస సంపీడనాలు లేదా విరళీకరణాల మధ్య దూరాన్ని 'తరంగదైర్ఘ్యం' అంటారు. దీన్ని  తో సూచిస్తారు.


2. తిర్యక్ తరంగాలు:
 తరంగ ప్రసరణ దిశ, యానకంలోని కణాల కదలిక లంబంగా ఉంటాయి.
 గరిష్ఠ శక్తి ఉన్న బిందువును శృంగం అనీ, కనిష్ఠ శక్తి ఉన్న బిందువును ద్రోణి అనీ అంటారు.   
   
ఉదా: 1. ఘన, ద్రవ పదార్థాల్లో ధ్వని తరంగాలు, తిర్యక్ తరంగాల లాగా ప్రయాణిస్తాయి.
2. కాంతి తరంగాలు అన్ని పారదర్శక పదార్థాలు (గాలి, నీరు, గాజు)లో తిర్యక్ తరంగాల రూపంలో ప్రయాణిస్తాయి. ఎందుకంటే కాంతి జనించడం, ప్రయాణించడం తిర్యక్ తరంగాల రూపంలో ఉంటుంది.


ధ్వని - ధర్మాలు

అనునాదం:
*
సమాన సహజ పౌనఃపున్యాలు ఉన్న రెండు వస్తువులు ఒకదాని ప్రభావంతో మరొకటి అధిక కంపన పరిమితితో కంపించడాన్ని అనునాదం అంటారు.
* అనునాదం జరగాలంటే రెండు వస్తువుల పౌనఃపున్యాలు సమానం అవ్వాలి.

 

అనువర్తనాలు:
 * పిల్లనగ్రోవి, ఈల, ట్రాన్సిస్టరు రేడియో పని చేసేందుకు ఈ ధర్మం వాడతారు.
 *  ఒక వాహనం నిర్దిష్టమైన వేగాన్ని అధిగమించిన తర్వాత దాని ఇంజిను నుంచి వెలువడే శబ్ద పౌనఃపున్యం, వాహనం సహజ పౌనఃపున్యానికి సమానమైనప్పుడు అనునాదం వల్ల ప్రత్యేకమైన శబ్దం వస్తుంది. దీన్ని Cratling of sound అంటారు.
 * ఒక గాజుపలక పౌనఃపున్యానికి సమానమైన పౌనఃపున్యం ఉన్న స్వరాన్ని ఆలపించినప్పుడు. అనునాదం వల్ల ఆ గాజుపలక పగిలిపోతుంది
 * కవాతు చేస్తూ చిన్న వంతెనను సమీపిస్తున్న సైనికులను కవాతు ఆపమని చెబుతారు. ఎందుకంటే అనునాదం వల్ల బ్రిడ్జి కూలిపోయే ప్రమాదం ఉంది.
 * అనునాదం చెందే గాలి స్తంభాలను ఉపయోగించి గాలిలో ధ్వని వేగాన్ని లెక్కించే సూత్రం V = 2υ(l2 - l1)
υ శృతి దండం పౌనఃపున్యం, l1, l2 = నీటి మట్టాలు

 

ప్రతిధ్వని లేదా ధ్వని పరావర్తనం
*
ధ్వని తరంగాలు ప్రయాణిస్తున్న మార్గంలో ఎదురుగా ఉన్న అవరోధాన్ని తాకి పరావర్తనం చెంది మన చెవికి చేరిన ధ్వనిని 'ప్రతిధ్వని' అంటారు.
ప్రతిధ్వని వినాలంటే ధ్వని జనకం నుంచి అవరోధానికి ఉన్న కనీస దూరం 16.5 మీ.
ధ్వనికి, ప్రతిధ్వనికి మధ్య కనీస కాలవ్యవధి   సెకనులు ఉండాలి.
ప్రతిధ్వని సమీకరణం
    v = 2d/t
    d = (v*t)/2
v = ధ్వని వేగం
d = ధ్వని తరంగాలు ప్రయాణించిన దూరం
t = పట్టిన కాలం
గాలిలో ధ్వని వేగం v = 330 ms-1, కాలం t = 1/10 సె.
 d = (330/2)*1/10
  = 16.5 మీ.

 

అనువర్తనాలు లేదా ఉపయోగాలు
*
లోతైన బావులు, లోయలు, గనుల లోతులు కనుక్కునేందుకు
* సముద్రపు లోతును తెలుసుకునేందుకు ఉపయోగించే సోనార్ అనే పద్ధతి**
* ఎత్తయిన భవనాలు, పర్వతాల మధ్య దూరాన్ని తెలుసుకునేందుకు ప్రతిధ్వనులు ఉపయోగిస్తారు.
గమనిక: డాక్టర్ ఉపయోగించే స్టెతస్కోపు 'ధ్వని బహుళ పరావర్తనం' అనే సూత్రం ఆధారంగా పని చేస్తుంది.
*  గోల్కొండ కోటలో ప్రధాన ద్వారం వద్ద శబ్దం చేసినప్పుడు 'బహుళ పరావర్తనం' చెంది కోటపై వినబడుతుంది.
స్థిర తరంగాలు:
*  రెండు తిర్యక్ తరంగాలు లేదా అనుదైర్ఘ్య తరంగాల కలయిక వల్ల ఏర్పడే తరంగాలు.               
* ఒకే కంపన పరిమితి, తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన రెండు పురోగామి తరంగాలు యానకంలో అధ్యారోపణం చెందినప్పుడు ఏర్పడే తరంగాలను స్థిర తరంగాలు అంటారు.
     స్థిర తరంగాల్లో అధిక స్థానభ్రంశం ఉన్న బిందువు: ప్రస్పందన బిందువు
    అల్ప స్థానభ్రంశం ఉన్న బిందువు: అస్పందన బిందువు
* రెండు వరుస అస్పందనాలు లేదా ప్రస్పందనాల మధ్య దూరం  
* ఒక ప్రస్పందన, అనుక్రమ అస్పందనాల మధ్య దూరం   λ /4
* రెండు వరుస ప్రస్పందనల మధ్య దూరం 25 సెం.మీ. అయితే తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత?
   = 25 సెం.మీ.
      λ  = 50 సెం.మీ.
* రెండు ప్రస్పందన, అస్పందన బిందువుల మధ్య దూరం 10 సెం.మీ. అయిన తరంగదైర్ఘ్యం ఎంత?
      = 10 సెం.మీ.
    λ = 40 సెం.మీ.

* గాలి ఉష్ణోగ్రతను 1ºC చొప్పున పెంచినప్పుడు దానిలో ధ్వనివేగం అనేది 0.61 మీ./సె. గా పెరుగుతుంది.
* ఉష్ణోగ్రత అధికంగా ఉన్న వేసవికాలంలో ధ్వనివేగం అధికంగా ఉంటుంది.
సాంద్రత ప్రభావం
* గాలిలో ధ్వనివేగం   

* గాలిలో ధ్వనివేగం అనేది సాంద్రత వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. సాంద్రత తగ్గితే ధ్వనివేగం పెరుగుతుంది.
మనకు లభించే వాయువుల్లో అన్నిటి కంటే తేలికైన వాయువు H2. దీని సాంద్రత తక్కువ ఉండటం వల్ల ధ్వనివేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
* H2లో ధ్వనివేగం 1200 ms-1.
 గాలిలో ధ్వనివేగం 330 ms-1.


పీడన ప్రభావం:
* గాలిలో ధ్వనివేగం పీడనంపై ఆధారపడదు.
* పీడనం పెంచినా, తగ్గించినా ధ్వనివేగం మారదు.
ఉదా: వాతావరణ పీడనం అధికంగా ఉన్న సముద్ర తీరం వద్ద, సమతల ప్రదేశాల ఉన్నతాంశాల వద్ద ధ్వని వేగంలో మార్పు ఉండదు.

 

తేమ ప్రభావం
*
తేమశాతం పెరిగితే, సాంద్రత తగ్గి దానిలో ధ్వనివేగం పెరుగుతుంది. వర్షం పడి వెలిసిన తర్వాత ఆ ప్రాంతంలో గాలి తేమశాతం పెరగడం వల్ల ధ్వనివేగం పెరుగుతుంది.
* పొడిరోజు, తడిరోజుల్లో సమాన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ధ్వనివేగాలను పోల్చినప్పుడు తడి రోజుల్లో ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే పొడిరోజు సాంద్రత కంటే తడిరోజు సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది.
పొడి రోజు d1 = 1 gm/cc
తడి రోజు d2 = 0.6 gm/cc
ప్రశ్న: కింది వాటిలో ఏ రోజు ధ్వనివేగం ఎక్కువ (4)
1) 0ºC వద్ద పొడిరోజు
2) 0ºC వద్ద తడిరోజు
3) 30ºC వద్ద పొడిరోజు
4) 30ºC వద్ద తడిరోజు

ఘనపదార్థాల్లో ధ్వనివేగం
       
   Y = ఘన పదార్థాల యంగ్ గుణకం (స్థితిస్థాపక గుణకం)
   d = ఘన పదార్థాల సాంద్రత
ద్రవ పదార్థాల్లో ధ్వనివేగం
   
   K = ద్రవ పదార్థాల ఆయత గుణకం, d = ద్రవపదార్థాల సాంద్రత.
గాలిలో ధ్వని వేగం
     
 * సమాన సాంద్రత వద్ద ఘన, ద్రవ, వాయు పదార్థాల స్థితిస్థాపకత గుణకాన్ని పోల్చినప్పుడు
      Y > K > γp కాబట్టి vs > vl > vg
 * ధ్వని వేగం ఘనపదార్థాల్లో అధికంగా, వాయువుల్లో కనిష్ఠంగా ఉంటుంది.

ఘనపదార్థాల్లో ధ్వనివేగం
   గాలిలో ధ్వనివేగం = 330 మీ./సె.
   గాజులో ధ్వనివేగం = 5000 - 5500 మీ./సె.
   ఉక్కులో ధ్వనివేగం = 6000 మీ./సె.
   నీటిలో ధ్వనివేగం = 1435 మీ./సె.
   సముద్రపు నీటిలో = 1485 మీ./సె.
 35ºC వద్ద మానవుడి రక్తంలో ధ్వనివేగం 1570 మీ./సె.
 * గాలిలో H2 వాయువు ధ్వనివేగం = 1200 మీ./సె..


సూపర్ సోనిక్ వేగం: (Supersonic velocity)
 * వస్తు వేగం ధ్వని వేగం కంటే ఎక్కువగా ఉన్నట్లయితే దాన్ని 'సూపర్‌సోనిక్ వేగం' అంటారు.
ఉదా: విమానాలు, రాకెట్లు, క్షిపణులు సూపర్‌సోనిక్ వేగంతో వెళ్తాయి.
 సూపర్ సోనిక్ వేగాన్ని కొలిచేందుకు ఉపయోగించే ప్రమాణం "Mach Number".
   
* జెట్ విమానాలు సూపర్ సోనిక్ వేగంతో ప్రయాణించినప్పుడు అత్యంత శక్తిమంతమైన 'షాక్ వేవ్స్ ' అనే ధ్వని తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ ధ్వనిని 'సోనిక్ బూన్' అంటారు.
* యుద్ధ నౌకలు, జలాంతర్గాములు, క్షిపణులు సూపర్ సోనిక్ వేగంతో ప్రయాణించినప్పుడు 'బౌ వేవ్స్' అనే అత్యంత శక్తిమంతమైన తరంగాలను విడుదల చేస్తాయి.
వస్తువుల వేగాలు - రకాలు
    ఇవి 4 రకాలు
* సబ్‌సోనిక్ వేగం
* సోనిక్ వేగం
* సూపర్ సోనిక్ వేగం
హైపర్ సోనిక్ వేగం
సబ్ సోనిక్ వేగం
* వస్తువుల వేగం ధ్వనివేగం కంటే తక్కువగా ఉన్నట్లయితే సబ్‌సోనిక్ వేగం అంటారు.
ఉదా: కారు, బస్సు వేగాలు
ఈ సందర్భంలో మాక్ నంబరు 1 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
సోనిక్ వేగం
* ధ్వని వేగానికి సమాన వేగంతో ప్రయాణిస్తే సోనిక్ వేగం. మ్యాక్ నెంబరు '1'కి సమానంగా ఉంటుంది.
సూపర్ సోనిక్ వేగం
  వస్తువు వేగం ధ్వని వేగానికి 1 నుంచి 5 రెట్లు ఉంటే దాన్ని సూపర్ సోనిక్ వేగం అంటారు.
ఉదా: జెట్, రాకెట్. దీని మాక్ నంబరు 1 నుంచి 5 వరకు ఉంటుంది.
హైపర్ సోనిక్ వేగం
 * వస్తువు వేగం ధ్వని వేగం 5 రెట్లు కంటే ఎక్కువగా ఉంటే హైపర్ సోనిక్ వేగం అంటారు.
ఉదా: బ్రహ్మోస్ క్షిపణి II, ఈ వేగంతో ప్రయాణిస్తుంది.


ధ్వనిముద్రణ, పునరుత్పత్తి
*
మొదటి సారిగా తరంగాలను స్టీలు పలకలపై పునరుత్పత్తి చేసినవారు పౌల్సన్.
* గ్రామఫోన్ ప్లేట్లపై ధ్వనిని రికార్డు చేసి పునరుత్పత్తి చేసినవారు థామస్ అల్వా ఎడిసన్.
* టేప్ రికార్డర్‌లో ఉపయోగించే ప్లాస్టిక్ టేపులో Fe2O3 అనే అయస్కాంత పదార్థంతో పూత పూస్తారు. ఈ పద్ధతిలో ఎంత పౌనఃపున్యంతో ధ్వని రికార్డు చేస్తారో అంతే పౌనఃపున్యం ఉన్న ధ్వనిని ఎన్నిసార్లయినా పునరుత్పత్తి చేయవచ్చు.
* సినిమా రీలుకు ఇరువైపులా ధ్వని రికార్డు చేసేందుకు, పునరుత్పత్తి చేసేందుకు కాంతి విద్యుత్ ఫలితాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
* సీడీలు, డీవీడీలపై సమాచారాన్ని నిల్వ చేసి తిరిగి సంగ్రహించేందుకు లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగిస్తారు.

 

డాప్లర్ ప్రభావం
 * ధ్వని జనకం, పరిశీలకుడి మధ్య సాపేక్ష చలనం ఉన్నప్పుడు పరిశీలకుడు వినే ధ్వని పౌనఃపున్యంలోని మార్పును డాప్లర్ ప్రభావం అని అంటారు.
* డాప్లర్ ప్రభావం ధ్వని, కాంతితో పాటు అన్ని తరంగాలకు అనువర్తించవచ్చు.
* ధ్వని విషయంలో పరిశీలకుడు వినే దృశ్య పౌనఃపున్యం
             
   v = ధ్వనివేగం, vs = ధ్వని జనక వేగం
   vo = ధ్వని పరిశీలకుడి వేగం, n = ధ్వని అసలు పౌనఃపున్యం.


అనువర్తనాలు:
 * జలాంతర్గాముల్లో ఉనికి, వేగం కదిలే దిశను తెలుసుకునేందుకు సోనార్‌ను వాడతారు. ఇది డాప్లర్ ఫలితంపై ఆధారపడి పనిచేస్తుంది.
* గగనతలంలో ఎగురుతున్న విమానాలు, రాకెట్‌ల ఉనికి తెలుసుకోవడానికి
 * సూర్యుడి ఆత్మభ్రమణ దిశను తెలసుకోవడానికి
* శనిగ్రహం చుట్టూ రంగు వలయాలను అధ్యయనం చేయడానికి
 * మానవ శరీరంలో రక్త సరఫరాలోని లోపాలను తెలుసుకునేందుకు
 * గర్భస్థ శిశువు హృదయ స్పందనలు వినేందుకు
*  కూడళ్ల వద్ద వాహనాల వేగం లెక్కించేందుకు (Speed gunలో)
*  భూమిచుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న కృత్రిమ ఉపగ్రహాల కక్ష్యను, ఎత్తును తెలుసుకునేందుకు
*  విశ్వం నానాటికీ వ్యాకోచిస్తుందని తెలియజేసే Big Bang సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించేందుకు. డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని రెడ్ షిఫ్ట్ అంటారు. ఈ విశ్వమంతా దుమ్ము, ధూళితో నిండి ఉంది అని చెప్పినవారు ఎఫ్. కొయితే.
 * బిగ్ బ్యాంగ్ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించినవారు అబ్బె, జార్జిన్స్ లిమర్టి. దీన్ని 1929లో హబుల్ అనే శాస్త్రవేత్త నిరూపించారు.
*  నక్షత్రం నుంచి వెలువడే కాంతి రంగు ఆధారంగా దాని ఉష్ణోగ్రత లెక్కించవచ్చు.
 * చంద్రుడిపై డాప్లర్ ఫలితం వర్తించలేదు. అక్కడ వాతావరణం లేదు.
 * 50 kmph వేగంతో ప్రయాణిస్తున్న ఒక కారు హారన్ మోగినప్పుడు 1000 Hz పౌనఃపున్యం ఉన్న ధ్వని వెలువడితే డ్రైవర్ వినే పౌనఃపున్యంలో మార్పు ఉండదు.
* ధ్వని పౌనఃపున్యంలో మార్పునకు కారణం ధ్వనిజనక వేగం, ధ్వని పరిశీలకుడి వేగం, యానకం వేగం. ఈ  యానకం కదిలే దిశను బట్టి పరిశీలకుడు వినే పౌనఃపున్యం మారుతుంది.
 * భాతరదేశం తూర్పు, పశ్చి తీరాల వద్ద డాప్లర్, రాడార్ వ్యవస్థను ప్రభుత్వం ఏర్పాటు చేసింది. ఈ వ్యవస్థను ఉపయోగించి ఆయా ప్రాంతాల్లో రాబోయే తుపానులను ముందుగా తెలుసుకోవచ్చు.


1. ధ్వని తీవ్రత
* ధ్వని తీవ్రత కంపన పరిమితి వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
              I ∝ a2
   కంపన పరిమితి పెరిగితే, ధ్వని తీవ్రత పెరుగుతుంది.
    ప్రమాణం: డెసిబెల్
* ఈ పేరు అలెగ్జాండర్ డెసిబెల్ పేరు నుంచి గ్రహించారు.
* ధ్వని తీవ్రత దూరం వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
           

ధ్వని లక్షణాలు
 *  ధ్వని జనకం నుంచి దూరం పెరిగితే ధ్వని తీవ్రత తగ్గుతుంది. 
 * ధ్వని తీవ్రత పౌనఃపున్యంపై ఆధారపడి ఉండదు.
 చెవిపై కలిగించిన గ్రహణ సంవేదన స్థాయిని తీవ్రత అంటాం.
2. నాదగుణం (OR) Quality
 * కీచుస్వరం, బొంగురు స్వరాల మధ్య తేడాను తెలిపే లక్షణం.
 ఒకేసారి అనేక ధ్వనులు మన చెవిని చేరినప్పటికీ వేర్వేరు ధ్వనులను మన చెవి వేర్వేరుగా గుర్తిస్తుంది. ఈ ధర్మమే నాదగుణం.
 * శ్రోత శృతిగ్రాహ్యతపై ఇది ఆధారపడి ఉంటుంది.
 *వేర్వేరు వ్యక్తుల్లో నాదగుణం వేరువేరుగా ఉంటుంది.
3. స్థాయిత్వం లేదా కీచుదనం
 *కీచుస్వరం, బొంగురు స్వరాల మధ్య తేడాను తెలిపే లక్షణం.
 * ఇది కేవలం పౌనఃపున్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
 *పౌనఃపున్యం పెరిగితే కీచుదనం పెరుగుతుంది.
 *ఇది కంపన పరిమితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

 

అనువర్తనాలు:
మగవారి కంఠస్వరం, సింహం గర్జించినప్పుడు వెలువడే ధ్వనుల కంపన పరిమితి ఎక్కువగా ఉండి గంభీరంగా ఉంటాయి.
చిన్న పిల్లలు, స్త్రీలు, దోమల స్వరంలో కంపన పరిమితి తక్కువగా ఉండి కీచుగా ఉంటాయి.
మగవారి స్వరపేటిక 20 సెం.మీ, ఆడవారు, పిల్లలు 5 సెం.మీ. పొడవును కలిగి ఉంటుంది.


సంగీత ధ్వని - లక్షణాలు
సంగీతంలో స్వరం అనుస్వరం, అపస్వరం అని రెండు రకాలు.
వినడానికి ఇంపుగా ఉన్న స్వరం అనుస్వరం
వినడానికి ఇంపుగా లేని స్వరం అపస్వరం.
అనుస్వరాన్ని తిరిగి నాణ్యత, హార్మనీ అని 2 వర్గాలుగా విభజించారు.


1. మాధుర్యం
 సంగీత వాయిద్యాలను ఒకదాని తర్వాత మరొక దాన్ని వాయించినప్పుడు ఆ స్వరాలు వినడానికి ఇంపుగా ఉన్నట్లయితే మాధుర్యం.
ఉదా: భారతీయ జానపద సంగీతం.

2. హార్మనీ:
 సంగీత వాయిద్యాలన్నీ అన్ని ఒకేసారి వాయించినప్పుడు ఆ స్వరాలు వినడానికి ఇంపుగా ఉంటాయి.
ఉదా: పాశ్చాత్య సంగీతం.
 భారతీయ సంగీతంలోని సప్తస్వరాల్లో మొదటి 'స' పౌనఃపున్యం 256 Hz, చివరి 'స' పౌనఃపున్యం 512 Hz(2 × 256 Hz). కాబట్టి దీన్ని డయాటానిక్ అంటారు.


ధ్వని కాలుష్యం:
 నిత్య జీవితంలో వివిధ వస్తువుల నుంచి వెలువడే ధ్వని తీవ్రత

 సందర్భం  డెసిబెల్స్
 పచ్చికబయళ్లు, నీటి అలలు, కిటికీ తెరలు  0
 గుసగుసలు 20 - 30 (15 డెసిబెల్స్)
సాధారణ సంభాషణ 60
లోలకం 30
టెలిఫోన్ 60
లాన్ యంత్ర శబ్దం  90
జెట్ రాకెట్ 100 - 200
రాక్ మ్యూజిక్ 120
ఉరిమినప్పుడు 150
టపాకాయల శబ్దం 140

 

ధ్వని తీవ్రత 65 డెసిబెల్స్ దాటితే మానవుడి ఆరోగ్యంపై ప్రభావం చూపుతుంది. కాబట్టి దీన్ని 'ధ్వని కాలుష్యం' అంటారు.
ధ్వని కాలుష్యం కారణాలు:
 ట్రాఫిక్ నుంచి వెలువడే ధ్వనులు
 పరిశ్రమల యంత్రాలు, వాటి సైరన్ల నుంచి వెలువడే శబ్దాలు.
 లౌడ్ స్పీకర్లు, బస్టాండు, రైల్వేస్టేషన్ మొదలైనవి.

 


ధ్వని కాలుష్యం - ఫలితాలు
 కొంత మందిలో గుండె, ఊపిరితిత్తులకు సంబంధించిన వ్యాధులు
 ధ్వని తీవ్రత 120 డెసిబెల్స్ దాటితే కర్ణభేరికి నొప్పి కలుగుతుంది.
 ఒకేసారి వచ్చే అధిక తీవ్రత ఉన్న ధ్వనుల వల్ల చిన్న పిల్లలు, గర్భిణులు, వృద్ధులకు ఎక్కువ హాని కలుగుతుంది.
 ధ్వని కాలుష్యానికి నిరంతరం గురైన వ్యక్తి నిశ్శబ్ద ప్రాంతానికి వెళ్లినప్పుడు చెవిలో ఏదో ఒక శబ్దం వినబడుతున్నట్లుగా అనిపిస్తుంది. ఈ మానసిక స్థితిని 'టిన్నిటస్' అంటారు.


ధ్వని కాలుష్యం - నివారణ
 పరిశ్రమలు, రైల్వేస్టేషన్లు, విమానాశ్రయాలను జనావాసాలకు దూరంగా ఏర్పాటు చేయాలి.
 లౌడ్‌స్పీకర్లు, బాణాసంచా వినియోగంపై చట్ట పరమైన ఆంక్షలు విధించాలి.
 ఇంటిలో ధ్వని శోషణాలు (Open window, కార్పెట్, దూది, థర్మోకోల్) అమర్చాలి.
 ధ్వని కాలుష్యంలో న్యూదిల్లీ మొదటి స్థానంలో, హైదరాబాద్ రెండో స్థానంలో ఉంది.

 భారత ప్రభుత్వం కొన్ని ప్రదేశాలను నిశ్శబ్ద ప్రాంతాలుగా ప్రకటించింది. అవి:
విద్యాలయాలు
వైద్య కేంద్రాలు
గ్రంథాలయాలు
ప్రార్థనా మందిరాలు
ప్రభుత్వ కార్యాలయాలు
 నివాస ప్రాంతాలు
ఈ ప్రాంతాల్లో పగటి సమయం ధ్వని తీవ్రత 30 40 dB కాగా రాత్రి సమయంలో 20 30 dB మాత్రమే ఉండాలి.
ధ్వని గురించి అధ్యయనాన్ని అకౌస్టిక్స్ (Acoustics) అంటారు.
ధ్వనిని రికార్డు చేయడాన్ని ఆడియోగ్రఫీ అనీ, కాంతి చిత్రాన్ని రికార్డు చేయడాన్ని వీడియోగ్రఫీ అనీ అంటారు.
మైక్రో ఫోన్స్‌లో ధ్వని తరంగాలు విద్యుత్ తరంగాలుగా మారుతాయి.
రేడియోలో విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు ధ్వని తరంగాలుగా మారుతాయి. ఇవి గాలిలో దైర్ఘ్య తరంగాలుగా ప్రయాణించి మనల్ని చేరుతాయి.
టెలివిజన్‌లో విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాలు కాంతి, ధ్వని తరంగాలుగా మారుతాయి.
జలాంతర్గామిలో వాడే ఫోన్‌ను హైడ్రో ఫోన్ అంటారు.
పశువులు, పక్షులు తమకు కలిగిన అపాయాన్ని సహచరులకు తెలియజేసేందుకు స్వర పౌనఃపున్యం మారుస్తాయి.
పైథాగరస్ (570 BC) అనే గ్రీకు తత్త్వవేత్త ధ్వని గాలిలో అణువులు ముందుకు, వెనుకకు కదలడం ద్వారా ప్రయాణించి చెవిని చేరి గ్రహణ సంవేదన కలిగిస్తుందని తెలిపారు.
గెలీలియో, బేకన్ పై విషయాలను అంగీకరించారు.
గాలిలో ధ్వని ప్రసరణను మొదటిగా పూర్తిగా వివరించినవారు - ఐజాక్ న్యూటన్.

Posted Date : 31-10-2020

గమనిక : ప్రతిభ.ఈనాడు.నెట్లో వచ్చే ప్రకటనలు అనేక దేశాల నుండి, వ్యాపారస్తులు లేదా వ్యక్తుల నుండి వివిధ పద్ధతులలో సేకరించబడతాయి. ఆయా ప్రకటనకర్తల ఉత్పత్తులు లేదా సేవల గురించి ఈనాడు యాజమాన్యానికీ, ఉద్యోగస్తులకూ ఎటువంటి అవగాహనా ఉండదు. కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచిననుసరించి కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికతతో పంపబడతాయి. ఏ ప్రకటనని అయినా పాఠకులు తగినంత జాగ్రత్త వహించి, ఉత్పత్తులు లేదా సేవల గురించి తగిన విచారణ చేసి, తగిన జాగ్రత్తలు తీసుకొని కొనుగోలు చేయాలి. ఉత్పత్తులు / సేవలపై ఈనాడు యాజమాన్యానికి ఎటువంటి నియంత్రణ ఉండదు. కనుక ఉత్పత్తులు లేదా సేవల నాణ్యత లేదా లోపాల విషయంలో ఈనాడు యాజమాన్యం ఎటువంటి బాధ్యత వహించదు. ఈ విషయంలో ఎటువంటి ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకీ తావు లేదు. ఫిర్యాదులు తీసుకోబడవు.

 

కానిస్టేబుల్స్‌ : ప్రిలిమ్స్

పాత ప్రశ్నప‌త్రాలు

 

విద్యా ఉద్యోగ సమాచారం

 

నమూనా ప్రశ్నపత్రాలు

 

లేటెస్ట్ నోటిఫికేష‌న్స్‌