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📌 1. तरंगें
| प्रकार | कणों का कंपन | उदाहरण |
|---|---|---|
| अनुप्रस्थ | तरंग की दिशा के लंबवत; शृंग-गर्त | प्रकाश (सभी EM तरंगें), डोरी की तरंग, पानी की सतह |
| अनुदैर्ध्य | तरंग की दिशा के समांतर; संपीडन-विरलन | हवा में ध्वनि, स्प्रिंग में धक्का, भूकंप की P-तरंगें |
- v = f λ (चाल = आवृत्ति × तरंगदैर्घ्य)। आवृत्ति का मात्रक हर्ट्ज़; आवर्तकाल T = 1/f।
- यांत्रिक तरंगों (ध्वनि) को माध्यम चाहिए — निर्वात में ध्वनि नहीं चलती; चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्री रेडियो से बात करते हैं।
📌 2. ध्वनि की चाल व परास
- ध्वनि की चाल: ठोस > द्रव > गैस। वायु में ≈ 332 m/s (0 °C), ≈ 343 m/s (20 °C); पानी में ≈ 1480 m/s; स्टील में ≈ 5000+ m/s।
- ताप व आर्द्रता बढ़ने पर वायु में ध्वनि की चाल बढ़ती है; दाब का (स्थिर ताप पर) प्रभाव नहीं।
- बिजली की चमक पहले दिखती है, गर्जन बाद में सुनाई देता है — प्रकाश (3 × 10⁸ m/s) ध्वनि से बहुत तेज़।
- मैक संख्या = वस्तु की चाल / ध्वनि की चाल; Mach > 1 = पराध्वनिक (supersonic), जिससे सोनिक बूम होता है।
| परास | आवृत्ति | कौन सुनता/उपयोग |
|---|---|---|
| अवश्रव्य (Infrasonic) | < 20 Hz | हाथी, व्हेल; भूकंप से पहले की तरंगें |
| श्रव्य | 20 Hz – 20 kHz | मनुष्य |
| पराश्रव्य (Ultrasonic) | > 20 kHz | चमगादड़, डॉल्फ़िन, कुत्ते; SONAR, अल्ट्रासाउंड जाँच, गुर्दे की पथरी तोड़ना |
📌 3. ध्वनि के गुण व परिघटनाएँ
| गुण | निर्भर करता है | अर्थ |
|---|---|---|
| तीव्रता / प्रबलता (Loudness) | आयाम | डेसिबल (dB) में; 80 dB से ऊपर हानिकारक |
| तारत्व (Pitch) | आवृत्ति | स्त्रियों/बच्चों की आवाज़ का तारत्व पुरुषों से अधिक |
| गुणता (Timbre) | तरंग रूप / अधिस्वर | एक ही सुर में भी सितार और बाँसुरी अलग पहचाने जाते हैं |
- प्रतिध्वनि (echo) के लिए परावर्तक सतह कम से कम ≈17 m दूर हो (ध्वनि का प्रभाव कान पर 0.1 s रहता है)।
- अनुरणन (reverberation): बार-बार परावर्तन से ध्वनि का देर तक बने रहना — सभागार में पर्दे/ध्वनि-अवशोषक लगाए जाते हैं।
- अनुनाद: बाहरी आवृत्ति = प्राकृतिक आवृत्ति → आयाम अधिकतम; सैनिक पुल पार करते समय कदम मिलाकर नहीं चलते।
- डॉप्लर प्रभाव: स्रोत पास आए तो आवृत्ति (तारत्व) अधिक, दूर जाए तो कम सुनाई देती है — ट्रेन की सीटी; पुलिस रडार से गति मापना।
- SONAR = Sound Navigation And Ranging — पराश्रव्य से समुद्र की गहराई व पनडुब्बी का पता। स्टेथोस्कोप ध्वनि के बहु-परावर्तन पर काम करता है।
⚠️ Exam Traps:
- प्रबलता आयाम पर, तारत्व आवृत्ति पर — इनको उलटा न करें।
- ध्वनि की चाल ठोस में सबसे अधिक, निर्वात में शून्य।
- डेसिबल ध्वनि की तीव्रता का स्तर है, आवृत्ति नहीं।
📌 4. Practice MCQs
📝 Practice MCQs (SF Prep द्वारा तैयार — PYQ नहीं)
Q1. ध्वनि की चाल सबसे अधिक किसमें होती है? Practice
सही उत्तर: (A)
ठोस > द्रव > गैस; निर्वात में ध्वनि नहीं चलती।
ठोस > द्रव > गैस; निर्वात में ध्वनि नहीं चलती।
Q2. मनुष्य की श्रव्य परास है: Practice
सही उत्तर: (B)
20 Hz से कम अवश्रव्य, 20 kHz से अधिक पराश्रव्य।
20 Hz से कम अवश्रव्य, 20 kHz से अधिक पराश्रव्य।
Q3. चमगादड़ रात में किसकी सहायता से उड़ते हैं? Practice
सही उत्तर: (D)
पराश्रव्य ध्वनि परावर्तित होकर बाधाओं का पता देती है (इकोलोकेशन)।
पराश्रव्य ध्वनि परावर्तित होकर बाधाओं का पता देती है (इकोलोकेशन)।
Q4. ध्वनि का तारत्व (pitch) किस पर निर्भर करता है? Practice
सही उत्तर: (A)
अधिक आवृत्ति = ऊँचा तारत्व।
अधिक आवृत्ति = ऊँचा तारत्व।
Q5. ध्वनि की प्रबलता (loudness) किस पर निर्भर करती है? Practice
सही उत्तर: (D)
आयाम बड़ा = ध्वनि प्रबल।
आयाम बड़ा = ध्वनि प्रबल।
Q6. हवा में ध्वनि तरंगें होती हैं: Practice
सही उत्तर: (A)
कण तरंग की दिशा में संपीडन-विरलन बनाते हैं।
कण तरंग की दिशा में संपीडन-विरलन बनाते हैं।
Q7. चंद्रमा पर दो अंतरिक्ष यात्री एक-दूसरे की आवाज़ सीधे नहीं सुन सकते क्योंकि: Practice
सही उत्तर: (C)
ध्वनि यांत्रिक तरंग है, उसे माध्यम चाहिए।
ध्वनि यांत्रिक तरंग है, उसे माध्यम चाहिए।
Q8. ध्वनि की तीव्रता का स्तर किस मात्रक में मापा जाता है? Practice
सही उत्तर: (C)
80 dB से ऊपर लंबे समय तक सुनना हानिकारक है।
80 dB से ऊपर लंबे समय तक सुनना हानिकारक है।
Q9. स्पष्ट प्रतिध्वनि के लिए परावर्तक सतह की न्यूनतम दूरी लगभग: Practice
सही उत्तर: (C)
ध्वनि 0.1 s तक कान में रहती है; 343 × 0.1 / 2 ≈ 17 m।
ध्वनि 0.1 s तक कान में रहती है; 343 × 0.1 / 2 ≈ 17 m।
Q10. पास आती ट्रेन की सीटी का तारत्व बढ़ता प्रतीत होता है। यह है: Practice
सही उत्तर: (C)
स्रोत और श्रोता की आपेक्षिक गति से आभासी आवृत्ति बदलती है।
स्रोत और श्रोता की आपेक्षिक गति से आभासी आवृत्ति बदलती है।
Q11. सैनिकों को पुल पार करते समय कदम मिलाकर न चलने को कहा जाता है क्योंकि: Practice
सही उत्तर: (A)
कदमों की आवृत्ति पुल की प्राकृतिक आवृत्ति से मिल गई तो आयाम बहुत बढ़ सकता है।
कदमों की आवृत्ति पुल की प्राकृतिक आवृत्ति से मिल गई तो आयाम बहुत बढ़ सकता है।
Q12. SONAR का उपयोग किसके लिए होता है? Practice
सही उत्तर: (D)
पराश्रव्य स्पंद भेजकर उनकी प्रतिध्वनि का समय मापा जाता है।
पराश्रव्य स्पंद भेजकर उनकी प्रतिध्वनि का समय मापा जाता है।
Q13. ताप बढ़ने पर वायु में ध्वनि की चाल: Practice
सही उत्तर: (A)
लगभग 0.6 m/s प्रति °C बढ़ती है।
लगभग 0.6 m/s प्रति °C बढ़ती है।
Q14. एक तरंग की आवृत्ति 500 Hz व तरंगदैर्घ्य 0.68 m है। उसकी चाल: Practice
सही उत्तर: (D)
v = fλ = 500 × 0.68 = 340 m/s।
v = fλ = 500 × 0.68 = 340 m/s।
Q15. पराध्वनिक (supersonic) विमान की चाल होती है: Practice
सही उत्तर: (B)
मैक > 1; इससे सोनिक बूम बनता है।
मैक > 1; इससे सोनिक बूम बनता है।
Q16. एक ही सुर बजाने पर भी सितार व बाँसुरी अलग पहचाने जाते हैं, इसका कारण: Practice
सही उत्तर: (D)
अलग अधिस्वरों से तरंग रूप भिन्न होता है।
अलग अधिस्वरों से तरंग रूप भिन्न होता है।
Q17. बिजली चमकने के 3 s बाद गर्जन सुनाई दी (ध्वनि की चाल 340 m/s)। बादल की दूरी लगभग: Practice
सही उत्तर: (B)
दूरी = 340 × 3 = 1020 m (प्रकाश का समय नगण्य)।
दूरी = 340 × 3 = 1020 m (प्रकाश का समय नगण्य)।
Q18. हाथी और व्हेल किस प्रकार की ध्वनि से संचार कर सकते हैं? Practice
सही उत्तर: (C)
20 Hz से कम आवृत्ति लंबी दूरी तक जाती है।
20 Hz से कम आवृत्ति लंबी दूरी तक जाती है।
Q19. भूकंप की P-तरंगें होती हैं: Practice
सही उत्तर: (B)
P-तरंगें ठोस, द्रव, गैस सबमें चलती हैं; S-तरंगें अनुप्रस्थ हैं, द्रव में नहीं।
P-तरंगें ठोस, द्रव, गैस सबमें चलती हैं; S-तरंगें अनुप्रस्थ हैं, द्रव में नहीं।
Q20. बड़े सभागार की दीवारों पर ध्वनि-अवशोषक पदार्थ क्यों लगाते हैं? Practice
सही उत्तर: (B)
बार-बार परावर्तन से आवाज़ गूँजती है; अवशोषक इसे रोकते हैं।
बार-बार परावर्तन से आवाज़ गूँजती है; अवशोषक इसे रोकते हैं।