ஒலி பரவுதல்

ஒலி பரவுதல்

தொலைவில் நிற்கும் உங்கள் நண்பரை நீங்கள் அழைக்கும்போது, உங்கள் குரலை அவர் கேட்க முடிகிறது. ஒலி எவ்வாறு உங்கள் நண்பரை அடைகிறது? ஒலி ஒரு இடத்திலிருந்து வேறொரு இடத்திற்குப் பரவுவதாலேயே அவரால் அதைக் கேட்க முடிகிறது. ஒலி என்பது ஒரு வகை ஆற்றல் மற்றும் அது பரவ ஒரு ஊடகம் தேவை. கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள செயல்பாட்டின் மூலம் இதை நாம் புரிந்து கொள்ளலாம்.

செயல்பாடு 4

ஒரு மணி ஜாடி மற்றும் அலைபேசியை எடுத்துக் கொள்ளவும். அலைபேசியில் இசையை இசைக்கச் செய்து அதை ஜாடியின் உள்ளே வைக்கவும். இப்போது, ஒரு வெற்றிடப் பம்பைப் பயன்படுத்தி மணி ஜாடியிலிருந்து காற்றை வெளியேற்றவும். ஜாடியிலிருந்து மேலும் மேலும் காற்று அகற்றப்படும்போது, அலைபேசியிலிருந்து வரும் ஒலி குறைந்து கொண்டே சென்று, இறுதியில் நின்று விடுகிறது

இந்த சோதனையிலிருந்து ஒலி வெற்றிடத்தில் பரவ முடியாது என்பது தெளிவாகிறது, பரவுவதற்கு காற்று போன்ற ஒரு ஊடகம் தேவை. நீர் மற்றும் திடப்பொருள்களிலும் ஒலி பயணிக்கிறது. ஒலியின் வேகம் திரவங்களை விட திடப்பொருட்களில் அதிகம் ஆனால், இது வாயுக்களில் மிகக் குறைவு.

தாமஸ் ஆல்வா எடிசன், 1877 ஆம் ஆண்டில் ஒலிப்பதிவு சாதனத்தைக் கண்டுபிடித்தார். இதன் மூலம் பதிவுசெய்யப்பட்ட ஒலியை மீண்டும் கேட்க முடியும்.

செயல்பாடு 5

இரண்டு கற்களை எடுத்து அவற்றை ஒன்றோடொன்று தட்டி, அவை உருவாக்கும் ஒலியைக் கேட்கவும். இப்போது கற்களை நீருக்கடியில் வைத்துத் தட்டவும். நீருக்கடியில் கற்களால் உருவாகும் ஒலி மெதுவாகவும், தெளிவின்றியும் இருப்பதை நீங்கள் உணர்வீர்கள்.

ஒலியின் வேகம் என்பது ஒலியானது ஒரு வினாடியில் பயணிக்கும் தொலைவு. இதை 'v' எனக் குறிக்கலாம். இதன் சமன்பாடு v = nλ, இங்கு n என்பது அதிர்வெண் மற்றும் λ என்பது அலைநீளம் ஆகும்.

மேலும் அறிந்துகொள்வோம்

அலைநீளம் என்பது ஒரே கட்டத்தில் அதிர்வுறும் தொடர்ச்சியான இரண்டு துகள்களுக்கு இடையிலான தூரம் ஆகும். இது A என்ற கிரேக்க எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. அலைநீளத்தின் அலகு மீட்டர் (மீ) ஆகும்.

அதிர்வெண் என்பது ஒரு நொடியில் ஏற்படும் அதிர்வுகளின் எண்ணிக்கை ஆகும். இது λ என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. அதிர்வெண்ணின் அலகு ஹெர்ட்ஸ் (Hz) ஆகும்.

கணக்கு 1

ஒரு ஒலி 50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் மற்றும் 10 மீ அலை நீளம் கொண்டது. அந்த ஒலியின் வேகம் என்ன?

தீர்வு

கொடுக்கப்பட்ட தகவல்: n = 50 Hz, λ = 10m

வேகம், v = nλ

v = 50 x 10

v = 500 ^ms-1

கணக்கு 2

ஒரு ஒலி 5 Hz அதிர்வெண் மற்றும் 25 ms^-1 வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது. ஒலியின் அலைநீளம் என்ன?

தீர்வு

கொடுக்கப்பட்ட தகவல், n = 5 Hz, v = 25 ms^-1

அலைநீளம், v = nλ

λ = v/n = 25/5 = 5m

ஒலியின் வேகமானது வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் ஈரப்பதம் போன்ற பண்புகளைப் பொருத்து மாறுபடுகிறது. எந்த ஒரு ஊடகத்திலும், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது ஒலியின் வேகமும் அதிகரிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 0°C வெப்பநிலையில் காற்றில் ஒலியின் வேகம் 331 ms-1 மற்றும் 22°C வெப்பநிலையில் 344 ms-1 ஆகும். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் பல்வேறு ஊடகங்களில் வேகம் அட்டவணை ஒலியின் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளது

மேலும் அறிந்துகொள்வோம்

காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு ஈரப்பதம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது குளிர்காலத்தில் குறைவாகவும், கோடை காலத்தில் அதிகமாகவும் இருக்கும். ஈரப்பதம் அதிகரிப்பதன் மூலம் ஒலியின் வேகம் அதிகரிக்கிறது. ஈரப்பதம் அதிகரிக்கும்போது காற்றின் அடர்த்தி குறைவதே இதற்குக் காரணம்.

ஒலி வெவ்வேறு ஊடகங்களில் வெவ்வேறு வேகங்களில் பரவும் என்பதை நாம் பார்த்தோம். இப்போது அது ஒரு ஊடகத்தில் எவ்வாறு பயணிக்கிறது என்பதைப் பார்ப்போம். ஒரு பொருள் அதிர்வுறும்போது அதற்கு அருகிலுள்ள துகள்கள் நடுநிலைப் புள்ளியிலிருந்து இடப்பெயர்ச்சி அடைகின்றன. பின்னர் அது அருகிலுள்ள மற்றொரு துகளின் மீது விசையைச் செலுத்துகிறது. ஒலி ஒருவரின் செவிப்பறையை அடையும் வரை இந்த நிகழ்வு தொடர்கிறது.

இதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அதிர்வுறும் ஒரு இசைக்கவையை கருத்தில் கொள்வோம். ஒரு இசைக்கவை முன்னோக்கி நகரும்போது அதற்கு முன்னர் உள்ள காற்றை அழுத்தி உயர் அழுத்தப் பகுதியை உருவாக்குகிறது. படத்தில் காட்டியுள்ளபடி (படம் 6:1) இந்தப் பகுதி இறுக்கங்கள் (C) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது பின்னோக்கி நகரும்போது, குறைந்த அழுத்தப் பகுதியான தளர்ச்சிகளை (R) இறுக்கங்களும் அழுத்தங்களும் ஒலி அலைகளை உருவாக்குகின்றன. அவை ஊடகம் வழியாக பரவுகின்றன.