‘స’ స్వరాల్లో పిచ్‌ పెరిగింది!
రోడ్లపై వాహనాల్లో అతి వేగంగా వెళితే ఇంటికి చలానా వస్తుంది. క్రికెట్‌లో బౌలింగ్‌ వేసిన వెంటనే వేగం తెలిసిపోతుంది. ఒకరి గొంతు కీచుగా, మరొకరిది బిగ్గరగా ఉంటాయి. ఇవన్నీ ధ్వని భౌతిక ధర్మాల ప్రభావాలే. గుండె పనితీరును పసిగట్టడానికి, బావి లోతు లెక్కగట్టడానికీ వాటిని ఉపయోగిస్తారు. నిత్యజీవితంతో ముడిపడిన ఈ అంశాల వెనుక ఉన్న భౌతికశాస్త్ర వివరాలను అభ్యర్థులు పరీక్షల కోసం తెలుసుకోవాలి.
ధ్వని ఒక తరంగం. ఇతర తరంగాలకు ఉండే భౌతిక ధర్మాలు దీనికీ ఉంటాయి.వాటిలో పౌనఃపున్యం, ప్రతిధ్వని, విస్పందనాలు, కీచుదనం తదితరాలు ప్రధానమైనవి.
డాప్లర్‌ ప్రభావం లేదా డాప్లర్‌ ఫలితం
ధ్వని జనకానికి, పరిశీలకుడికి (శ్రోతకు) మధ్య సాపేక్ష చలనం ఉన్నప్పుడు శ్రోత వినే దృశ్య పౌనఃపున్యంలోని మార్పునే డాప్లర్‌ ప్రభావం డాప్లర్‌ ఫలితం అంటారు.
వివరణ: ధ్వని జనకం శ్రోత నుంచి దూరంగా లేదా శ్రోత, ధ్వని జనకం నుంచి దూరంగా వెళుతున్నప్పుడు దృశ్య పౌనఃపున్యం తగ్గుతుంది. ధ్వని జనకం శ్రోత వైపుగా లేదా శ్రోత, ధ్వని జనకం వైపుగా ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు దృశ్య పౌనఃపున్యం పెరుగుతుంది. డాప్లర్‌ ప్రభావాన్ని ధ్వని తరంగాలతోపాటు కాంతి తరంగాల్లోనూ గమనించవచ్చు. అంటే ఆ ఫలితం యాంత్రిక, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల్లోనూ కనిపిస్తుంది.
ఒక నక్షత్రం భూమి నుంచి దూరంగా ప్రయాణిస్తే దాని నుంచి విడుదలయ్యే కాంతి దృశ్య పౌనఃపున్యం భూమిపై ఉండే పరిశీలకుడికి తగ్గుతున్నట్లుగా అనిపిస్తుంది. దీన్ని ఎరుపు రంగు విస్థాపనం (రెడ్‌ షిఫ్ట్‌) అంటారు. ఒక నక్షత్రం భూమి వైపుగా ప్రయాణించడం నీలం రంగు విస్థాపనాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.
అనువర్తనాలు: * డాప్లర్‌ ప్రభావాన్ని విమానాశ్రయాల్లోని విమానాల గమనాలను నిర్దేశించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
* యుద్ధ భూమిలో శత్రు విమానాలు, క్షిపణుల ఉనికిని, గమన వేగాలను గుర్తించే రాడార్‌ (RADAR) పరికరాల్లో వినియోగిస్తారు.
* వైద్య శాస్త్రంలో అతిధ్వనుల ద్వారా డాప్లర్‌ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించి శరీర అవయవాల్లో రక్త ప్రసారాన్ని, తల్లి గర్భంలోని పిండం కదలికల్ని గుర్తించగలుగుతారు.
*ఇకో కార్డియోగ్రామ్‌ (Echo Cardiogram) ద్వారా గుండె పనితీరును పరీక్షించడానికి ఈ విధానాన్ని వాడతారు.
* సముద్రాల లోతును, జలాంతర్గాముల ఉనికిని తెలుసుకునే సోనార్‌ (సౌండ్‌ నావిగేషన్‌ అండ్ రేంజింగ్‌-SONAR) పరికరాల్లో ఈ విధానం ఉపయోగపడుతుంది.
* శనిగ్రహం చుట్టూ ఉండే వలయాలను అధ్యయనం చేస్తారు.
* సూర్యుడి ఆత్మభ్రమణ దిశను పరిశీలిస్తారు.
* కృత్రిమ ఉపగ్రహాల ఎత్తుని, స్థానాలను గుర్తిస్తారు.
* హబుల్‌ అనే శాస్త్రవేత్త డాప్లర్‌ ఫలితం ఆధారంగా ఎరుపు రంగు విస్థాపనాన్ని పరిశీలించి విశ్వం వ్యాకోచిస్తుందని నిరూపించాడు.
* జాతీయ రహదారులపై వాహనాల వేగాన్ని గుర్తించే రాడార్‌ స్పీడ్‌ గన్‌లలో డాప్లర్‌ ప్రభావం ఇమిడి ఉంటుంది.
* ఈ రాడార్‌ స్పీడ్‌ గన్‌లను క్రికెట్‌ ఆటలో బంతి వేగాన్ని గుర్తించడానికి కూడా ఉపయోగిస్తారు.
ప్రతిధ్వని
దూరంగా ఉన్న ఒక తలం నుంచి పరావర్తనం చెందిన ధ్వని తిరిగి వినిపించినప్పుడు దాన్ని ప్రతిధ్వని అంటారు.
* సాధారణంగా ఎత్తయిన పై కప్పు లేదా పెద్ద గోడ నుంచి, ఎత్తయిన శిఖరం లేదా లోతైన బావిలోని నీటి తలం నుంచి పరావర్తనం చెందినప్పుడు ఈ ప్రతిధ్వని వినిపిస్తుంది.
అనువర్తనాలు:
* బావుల లోతులను తెలుసుకోవచ్చు.
* సోనార్‌ పరికరాల్లో ఈ సూత్రాన్ని వినియోగిస్తారు.
* రెండు ఎత్తయిన భవనాలు లేదా పర్వతాల మధ్య దూరం తెలుసుకోవచ్చు.
* వైద్య రంగంలో ఇకో కార్డియోగ్రామ్‌ పద్ధతిలోనూ వాడతారు.
ప్రతినాదం
ధ్వని జనకం ఆగిపోయిన తర్వాత కూడా బహుళ పరావర్తనాల ద్వారా గదిలో ఏర్పడే ధ్వని స్థిరతను (పదే పదే వినిపించే ప్రక్రియ) ప్రతినాదం అంటారు.
ఈ ప్రతినాదాన్ని తగ్గించడానికి ఆడిటోరియాల్లో, సినిమా హాళ్లలో ధ్వని శోషక పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు.
విస్పందనాలు
అతి దగ్గర పౌన:పున్యాలున్న రెండు ధ్వని తరంగాలు ఒకే దిశలో ప్రయాణిస్తూ వ్యతికరణం చెందినప్పుడు ఫలిత తరంగ తీవ్రత, సమాన కాలవ్యవధుల్లో వృద్ధిక్షయాలు పొందే ప్రక్రియను ‘విస్పందనాలు’ అంటారు.
అనువర్తనాలు:
* గనుల్లో ప్రమాదకర వాయువులను విస్పందనాల ద్వారా గుర్తిస్తారు.
* వీటిని ఉపయోగించి సంగీత వాయిద్యాలను శ్రుతి చేస్తారు.
* విస్పందనాల ద్వారా సినిమాల్లో స్పెషల్‌ ఎఫెక్ట్స్‌ను కలిగిస్తారు.
* విస్పందన ప్రక్రియను ఉపయోగించి శ్రుతిదండం పౌన:పున్యాన్ని నిర్ధారించవచ్చు.
సంగీత ధ్వనుల లక్షణాలు
ఒక సంగీత స్వరం వేరొక స్వరం కంటే భిన్నమైందని మూడు లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. అవి-
1) పిచ్‌/ కీచుదనం
2) తీవ్రత (Loudness)
3) నాణ్యత (Quality)
పిచ్‌ (కీచుదనం): కీచు స్వరం, బొంగురు స్వరాల మధ్య తేడాను తెలిపే లక్షణాన్ని పిచ్‌ అంటారు. ఇది ధ్వని తరంగ పౌనఃపున్యంపై ఆధారపడుతుంది. శబ్ద తరంగ పౌనఃపున్యం పెరిగితే దాని పిచ్‌ కూడా పెరుగుతుంది. దోమలు చేసే శబ్దం కీచుగా ఉంటుంది. కానీ సింహాలు బిగ్గరగా గర్జిస్తాయి. స్త్రీల స్వరం పురుషుల స్వరం కంటే ఎక్కువ కీచుదనం కలిగి ఉంటుంది.
భారతీయ సంగీత స్వరాలు ‘స రి గ మ ప ద ని స’ ల్లో మొదటి స్వరం ‘స’ పౌనఃపున్యం 256 హెర్ట్జ్‌లు, చివరి ‘స’ స్వరం పౌనఃపున్యం 512 హెర్ట్జ్‌లు. అంటే రెండో ‘స’ కీచుదనం/ పిచ్‌ మొదటి ‘స’ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.
తీవ్రత: చెవిపై కలిగించిన గ్రహణ సంవేదన స్థాయినే శబ్ద తీవ్రత అంటారు. ఈ లక్షణం శబ్ద తరంగం కంపన పరిమితిపై ఆధారపడుతుంది. శబ్ద తరంగ కంపన పరిమితి పెరిగితే శబ్ద తీవ్రత పెరుగుతుంది. టీవీ వాల్యూమ్‌ పెంచినప్పుడు శబ్ద తరంగ కంపన పరిమితి పెరిగి ఆ శబ్దం బిగ్గరగా వినిపిస్తుంది.ధ్వని తీవ్రత లేదా శబ్ద తీవ్రతను ‘డెసిబెల్‌’ (db) అనే ప్రమాణంలో కొలుస్తారు.
కొన్ని ధ్వని జనకాల శబ్ద తీవ్రతలు
| జనకం | శబ్ద త్రీవత |
| నిశబ్దానికి సమీప ధ్వని | 0 డీబీ |
| గుసగుసలు | 15 డీబీ |
| సాధారణ సంభాషణ | 40 - 60 డీబీ |
| కారు హారన్‌ | 110 డీబీ |
| జెట్‌ ఇంజిన్‌ శబ్దం | 120 డీబీ |
| తుపాకీ పేలుడు లేదా టపాకాయ పేలుడు శబ్దం | 140 డీబీ |
మనిషి 80 డీబీ తీవ్రత ఉన్న శబ్దాల వరకు వినగలుగుతాడు. 80 డీబీ కంటే ఎక్కువ తీవ్రత ఉన్న ధ్వనులు మనుషులకు ఆరోగ్య సమస్యలను కలిగిస్తాయి.
నాణ్యత: ఒకే పౌనఃపున్యం, తీవ్రత ఉన్న రెండు సంగీత స్వరాలు రెండు వేర్వేరు వాయిద్యాల నుంచి వెలువడినప్పుడు వాటి మధ్య భేదాన్ని తెలియజేసే సంగీత స్వర లక్షణాన్ని నాణ్యత అంటారు. భిన్న సంగీత వాయిద్యాలు ఉత్పత్తి చేసే ఒకే విధమైన రెండు స్వరాల మధ్య తేడాకు కారణం వాటి తరంగ రూపంలో ఉండే మార్పు. దీని ఆధారంగా మనం వ్యక్తుల మాటల్లోని భేదాలను గుర్తిస్తాం.
మాదిరి ప్రశ్నలు
1. ఒక నక్షత్రం భూమి వైపుగా ప్రయాణించడం దీన్ని సూచిస్తుంది?
1) ఎరుపు రంగు విస్థాపనం 2) నీలం రంగు విస్థాపనం 3) 1, 2 4) ఏదీకాదు
2. శని గ్రహం వలయాలను అధ్యయనం చేయడానికి ధ్వని ఏ ధర్మాన్ని ఉపయోగిస్తారు?
1) డాప్లర్‌ ప్రభావం 2) విస్పందనాలు 3) ప్రతిధ్వని 4) ప్రతినాదం
3. డాప్లర్‌ ప్రభావాన్ని కింది ఏ తరంగాల విషయంలో పరిశీలించవచ్చు?
ఎ) ధ్వని తరంగాలు బి) కాంతి తరంగాలు సి) రేడియో తరంగాలు
1) ఎ మాత్రమే 2) ఎ, బి 3) ఎ, సి 4) ఎ, బి, సి
4. ధ్వని కీచుదనం దేనిపై ఆధారపడుతుంది?
1) కంపన పరిమితి 2) పౌనఃపున్యం 3) తరంగ రూపం 4) దశ
5. శబ్ద తీవ్రతకు ప్రమాణాలు?
1) వాట్స్‌ 2) డయాప్టర్స్‌ 3) డెసిబెల్‌ 4) పాయిజ్‌
6. ధ్వని తీవ్రత ఎంతకంటే ఎక్కువైనప్పుడు ఆరోగ్య సమస్యలు తలెత్తుతాయి?
1) 10 dB 2) 40 dB 3) 60 dB 4) 80 dB
7. సినిమా హాళ్లలో దేన్ని నివారించడానికి ధ్వని శోషకాలను ఉపయోగిస్తారు?
1) విస్పందనాలు 2) డాప్లర్‌ ప్రభావం 3) ప్రతిధ్వని 4) ప్రతినాదం
8. గనుల్లోని విషపూరిత వాయువులను గుర్తించడానికి ఉపయోగపడే ధ్వని ధర్మం ఏది?
1) డాప్లర్‌ ప్రభావం 2) విస్పందనాలు 3) ప్రతినాదం 4) ప్రతిధ్వని
9. రెండు ఎత్తయిన పర్వతాల మధ్య దూరాన్ని కింది ధర్మం ఏ ద్వారా తెలుసుకోవచ్చు?
1) డాప్లర్‌ ప్రభావం 2) ప్రతినాదం 3) ప్రతిధ్వని 4) విస్పందనాలు
10. ధ్వని నాణ్యత దేనిపై ఆధారపడుతుంది?
1) కంపన పరిమితి 2) దశ 3) తరంగ రూపం 4) పౌనఃపున్యం
సమాధానాలు: 1-2, 2-1, 3-4, 4-2, 5-3, 6-4, 7-4, 8-2, 9-3, 10-3.
రచయిత: వడ్డెబోయిన సురేష్‌
మరిన్ని అంశాలు ... మీ కోసం!
