ધ્વનિની ગતિની ગણતરી માટેના સૂત્રો. ઝડપ વિશે વધુ

અવાજની ઝડપ- માધ્યમમાં સ્થિતિસ્થાપક તરંગના પ્રસારની ગતિ. માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઘનતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઝડપ સાથે આકાર બદલ્યા વિના દોડવા માટે સાથેધરીની દિશામાં એક્સ, ધ્વનિ દબાણ આરફોર્મમાં રજૂ કરી શકાય છે p = p(x - - ct), ક્યાં t- સમય. પ્લેન સંવાદિતા માટે, વિક્ષેપ અને SZ વિના માધ્યમમાં તરંગો. આવર્તન w અને kફ્લોય c = w/k ઝડપ સાથે સાથેહાર્મોનિક તબક્કો પ્રચાર કરે છે. મોજા, તેથી સાથેકહેવાય છે પણ તબક્કો S. z. મીડિયામાં જેમાં પ્રચાર દરમિયાન મનસ્વી તરંગનો આકાર બદલાય છે, હાર્મોનિક. તરંગો તેમ છતાં તેમનો આકાર જાળવી રાખે છે, પરંતુ તબક્કાની ગતિ વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે અલગ અલગ હોય છે, એટલે કે. અવાજ ફેલાવો.આ કિસ્સાઓમાં ખ્યાલનો પણ ઉપયોગ થાય છે જૂથ વેગ. મોટા કંપનવિસ્તારમાં, બિનરેખીય અસરો દેખાય છે (જુઓ. બિનરેખીય ધ્વનિશાસ્ત્ર), હાર્મોનિક સહિત કોઈપણ તરંગોમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે: તરંગ પ્રોફાઇલના દરેક બિંદુના પ્રસારની ઝડપ આ બિંદુએ દબાણ પર આધાર રાખે છે, વધતા દબાણ સાથે વધે છે, જે તરંગના આકારને વિકૃતિ તરફ દોરી જાય છે.

વાયુઓ અને પ્રવાહીમાં અવાજની ગતિ. વાયુઓ અને પ્રવાહીમાં, ધ્વનિ વોલ્યુમેટ્રિક કમ્પ્રેશન-ડિસ્ચાર્જ તરંગોના સ્વરૂપમાં ફેલાય છે. જો પ્રસાર પ્રક્રિયા એડિબેટીક રીતે થાય છે (જે એક નિયમ તરીકે, કેસ છે), એટલે કે, ધ્વનિ તરંગમાં તાપમાનમાં ફેરફાર પછી પણ સ્તર બહાર આવવાનો સમય નથી. 1 / 2 , ગરમ (સંકુચિત) વિસ્તારોમાંથી ગરમીનો સમયગાળો ઠંડા (દુર્લભ) વિસ્તારોમાં જવાનો સમય નથી, પછી S. z. ની સમાન , ક્યાં આરપદાર્થમાં દબાણ છે, તેની ઘનતા છે અને અનુક્રમણિકા છે sબતાવે છે કે વ્યુત્પન્ન સતત એન્ટ્રોપી પર લેવામાં આવે છે. આ S. z. કહેવાય છે એડિબેટિક S. z માટે અભિવ્યક્તિ. નીચેનામાંથી એક સ્વરૂપમાં પણ લખી શકાય છે:

જ્યાં TOનરક - એડિબેટિક. પદાર્થના સર્વાંગી સંકોચનનું મોડ્યુલસ, - એડિબેટિક. સંકોચનક્ષમતા, - ઇસોથર્મલ સંકોચનક્ષમતા, = - સતત દબાણ અને વોલ્યુમ પર ગરમીની ક્ષમતાનો ગુણોત્તર.

બાઉન્ડેડ ઘન પદાર્થોમાં, રેખાંશ અને ત્રાંસી તરંગો ઉપરાંત, અન્ય પ્રકારના તરંગો છે. આમ, નક્કર શરીરની મુક્ત સપાટી સાથે અથવા અન્ય માધ્યમ સાથે તેની સીમા સાથે, તેઓ પ્રચાર કરે છે સપાટીના એકોસ્ટિક તરંગો, જેની ગતિ આપેલ સામગ્રીની લાક્ષણિકતા શરીરના તરંગોની ગતિ કરતા ઓછી છે. પ્લેટ્સ, સળિયા અને અન્ય નક્કર એકોસ્ટિક સામગ્રી માટે. વેવગાઇડ્સ લાક્ષણિકતા છે સામાન્ય તરંગોજેની ગતિ માત્ર પદાર્થના ગુણધર્મો દ્વારા જ નહીં, પણ શરીરની ભૂમિતિ દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, S. z. સ્ટ સાથેના સળિયામાં રેખાંશ તરંગ માટે, જેનાં ત્રાંસી પરિમાણો અવાજની તરંગલંબાઇ કરતા ઘણા નાના હોય છે, જે S. z કરતા અલગ હોય છે. અનિયંત્રિત વાતાવરણમાં એલ સાથે(કોષ્ટક 3):

S.z માપવા માટેની પદ્ધતિઓ રેઝોનન્ટ, ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક, સ્પંદનીય અને ઓપ્ટિકલમાં વિભાજિત કરી શકાય છે (જુઓ. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રકાશનું વિવર્તન.નાયબ. પલ્સ-ફેઝ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને માપનની ચોકસાઈ પ્રાપ્ત થાય છે. ઓપ્ટિકલ પદ્ધતિઓ S. z માપવાનું શક્ય બનાવે છે. હાઇપરસોનિક ફ્રીક્વન્સીઝ પર (10 11 -10 12 Hz સુધી). ચોકસાઈ એબીએસ. માપ S. z. લગભગ શ્રેષ્ઠ સાધનો પર. 10 -3%, જ્યારે ચોકસાઈ સંબંધિત છે. 10 -5% ના ક્રમનું માપ (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે અવલંબનનો અભ્યાસ કરો સાથેતાપમાન અથવા ચુંબકીય પર ક્ષેત્રો અથવા અશુદ્ધિઓ અથવા ખામીઓની સાંદ્રતા).

S. z ના માપ. બહુવચન વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે વપરાય છે. દ્રવ્યના ગુણધર્મો, જેમ કે વાયુઓ માટે ગરમીની ક્ષમતાનો ગુણોત્તર, વાયુઓ અને પ્રવાહીની સંકોચનક્ષમતા, ઘન પદાર્થોની સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલી, ડેબી તાપમાન, વગેરે. (જુઓ. મોલેક્યુલર એકોસ્ટિક્સ). S. z માં નાના ફેરફારોનું નિર્ધારણ. સંવેદનશીલ છે. વાયુઓ અને પ્રવાહીમાં અશુદ્ધિઓને ઠીક કરવાની પદ્ધતિ. ઘન પદાર્થોમાં, S. z નું માપ. અને વિવિધ પર તેની અવલંબન પરિબળો (તાપમાન, ચુંબકીય ક્ષેત્રો, વગેરે) તમને પદાર્થની રચનાનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે: સેમિકન્ડક્ટરનું બેન્ડ માળખું, ધાતુઓમાં ફર્મી સપાટીનું માળખું, વગેરે.

લિટ.:લેન્ડૌ એલ. ડી., એલ i f sh i c E. M., સ્થિતિસ્થાપકતાનો સિદ્ધાંત, 4 થી આવૃત્તિ., M., 1987; તેમને, હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ, 4થી આવૃત્તિ., એમ., 1988; બર્ગમેન એલ., અને વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં તેની એપ્લિકેશન, ટ્રાન્સ. જર્મનમાંથી, 2જી આવૃત્તિ, એમ., 1957; મિખાઇલોવ આઇ.જી., સોલોવ્યોવ વી.એ., સિરનિકોવ પી., ફન્ડામેન્ટલ્સ ઓફ મોલેક્યુલર એકોસ્ટિક્સ, એમ., 1964; દરિયાના પાણીમાં અવાજની ઝડપની ગણતરી માટેના કોષ્ટકો, એલ., 1965; ભૌતિક એકોસ્ટિક્સ, ઇડી. ડબલ્યુ. મેસન, ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી, વોલ્યુમ 1, ભાગ A, M., 1966, ch. 4; t 4, ભાગ B, M., 1970, ch. 7; કોલેસ્નિકોવ એ.ઇ., અલ્ટ્રાસોનિક માપન, 2જી આવૃત્તિ, એમ., 1982; Tr u e l l R., E l b a u m Ch., Ch i k B., ઘન સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિઓ, ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી, એમ., 1972; એકોસ્ટિક ક્રિસ્ટલ્સ, ઇડી. એમ. પી. શાસ્કોલ્સ્કોય, એમ., 1982; ક્રાસિલનિકોવ વી.એ., ક્રાયલોવ વી.વી., ભૌતિક ધ્વનિશાસ્ત્રનો પરિચય, એમ., 1984. એ.એલ. પોલિઆકોવા.

કાર્યનો હેતુ: હવામાં સ્થાયી તરંગલંબાઇ અને અવાજની ગતિનું નિર્ધારણ.

ઉપકરણો અને એસેસરીઝ:ટેલિફોન અને માઇક્રોફોન સાથે રેઝોનેટર, સાઉન્ડ જનરેટર, ઓસિલોસ્કોપ, માપન શાસક.

સૈદ્ધાંતિક પરિચય

ધ્વનિ એ સ્થિતિસ્થાપક તરંગો છે જે વાયુઓ, પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોમાં ફેલાય છે અને મનુષ્યો અને પ્રાણીઓના કાન દ્વારા જોવામાં આવે છે. માનવ કાન 16 Hz થી 20 kHz સુધીની ફ્રીક્વન્સી સાથે અવાજને સમજવામાં સક્ષમ છે. 16 હર્ટ્ઝની નીચેની ફ્રીક્વન્સીવાળા અવાજને ઈન્ફ્રાસાઉન્ડ કહેવામાં આવે છે અને 20 કેએચઝેડથી ઉપરના અવાજને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કહેવામાં આવે છે. ધ્વનિના વિજ્ઞાનને ધ્વનિશાસ્ત્ર કહેવામાં આવે છે.

જો ઓસિલેશનના સ્ત્રોતને સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમમાં મૂકવામાં આવે છે, તો તેની સાથે સંપર્કમાં રહેલા કણો સંતુલન સ્થિતિમાંથી દૂર થઈ જશે અને ઓસીલેટ થવાનું શરૂ કરશે. આ કણોના સ્પંદનો સ્થિતિસ્થાપક દળો દ્વારા માધ્યમના પડોશી કણોમાં પ્રસારિત થાય છે, અને તેમાંથી અન્યમાં, સ્પંદનોના સ્ત્રોતથી વધુ દૂર હોય છે. થોડા સમય પછી, ઓસીલેટરી પ્રક્રિયા સમગ્ર માધ્યમને આવરી લેશે. સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમમાં સ્પંદનોના પ્રસારને તરંગ કહેવામાં આવે છે અથવા તરંગ પ્રક્રિયા.

ત્યાં રેખાંશ તરંગો છે (કણો તરંગ પ્રસારની દિશા સાથે ઓસીલેટ થાય છે) અને ટ્રાંસવર્સ તરંગો (કણો આ દિશામાં લંબરૂપ ઓસીલેટ થાય છે). રેખાંશ તરંગો વૈકલ્પિક ઘનીકરણ અને વિરલતા છે. આવા તરંગો મીડિયામાં પ્રસારિત થાય છે જેમાં સંકુચિત અને તાણ વિકૃતિ દરમિયાન સ્થિતિસ્થાપક દળો ઉદ્ભવે છે, પરંતુ તેમાં દબાણયુક્ત તાણ નથી (એટલે ​​​​કે, ઘન, પ્રવાહી અને વાયુઓમાં). રેખાંશ તરંગોનું ઉદાહરણ ધ્વનિ તરંગો છે. ત્રાંસી તરંગો મીડિયામાં પ્રસારિત થાય છે જેમાં શીયર ડિફોર્મેશન દ્વારા સ્થિતિસ્થાપક દળો ઉત્પન્ન થાય છે (એટલે ​​​​કે, ઘન પદાર્થોમાં અથવા અમુક ખાસ કિસ્સાઓમાં, જેમ કે પ્રવાહી-ગેસ ઇન્ટરફેસ પર તરંગો). રેખાંશ અને ત્રાંસી તરંગોના પ્રસારની ઝડપ માધ્યમના સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો પર આધારિત છે. તેથી, 20 ºС પર હવામાં અવાજની ગતિ 343 m/s છે, પાણીમાં - 1480 m/s, સ્ટીલમાં - લગભગ 6000 m/s.

વાયુઓમાં અવાજની ગતિ સૈદ્ધાંતિક રીતે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:

જ્યાં  એ એડિબેટિક ઇન્ડેક્સ છે (સતત દબાણે ગરમીની ક્ષમતા અને સ્થિર વોલ્યુમ પર ગરમીની ક્ષમતાનો ગુણોત્તર), આર- દાળ ગેસ સ્થિરતા, ટી- થર્મોડાયનેમિક તાપમાન, એમ- ગેસનો દાઢ સમૂહ. આમ, વાયુઓમાં ધ્વનિની ઝડપ પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની સરેરાશ ગતિ જેટલી જ ક્રમની હોય છે.

કોઓર્ડિનેટ સાથે પ્રસરી રહેલા પ્રવાસી તરંગનું સમીકરણ x, ફોર્મ ધરાવે છે:

 = એ cos( t – kx), (2)

જ્યાં  એ સંતુલન સ્થિતિમાંથી માધ્યમના કણોનું વિસ્થાપન છે; એ- તરંગ કંપનવિસ્તાર;  – ચક્રીય ઓસિલેશન આવર્તન; t- સમય; k- વેવ નંબર,
( - તરંગલંબાઇ).

સ્થાયી તરંગ એ માધ્યમની એક વિશિષ્ટ ઓસીલેટરી સ્થિતિ છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે સમાન કંપનવિસ્તાર અને આવર્તનના બે વિરોધી મુસાફરી તરંગો (ઉદાહરણ તરીકે, પ્રત્યક્ષ અને પ્રતિબિંબિત) સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે. સ્થાયી તરંગ એ તરંગની દખલગીરીનો વિશેષ કેસ છે.

ચાલો સમાન કંપનવિસ્તાર અને આવર્તન સાથે બે પ્રતિપ્રચાર તરંગોના ઉમેરાને ધ્યાનમાં લઈએ. એક સીધી તરંગ સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે

 1 = એ cos( t – kx), (3)

પ્રતિબિંબિત તરંગના સમીકરણમાં સંકલન xવિપરીત ચિહ્ન:

2 = એ cos( t + kx). (4)

ચાલો સમીકરણો ઉમેરીએ (3) અને (4):

 =  1 +  2 = એ cos( t – kx) + એ cos( t + kx)

અને, બે ખૂણાઓના કોસાઇનના સરવાળા માટેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને, આપણે સ્થાયી તરંગ સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

 = 2 એ cos x cos t. (5)

cos પહેલાં અભિવ્યક્તિ t, સ્થાયી તરંગના કંપનવિસ્તારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે:

એકલા. વી. = 2 એ cos x  (6)

સ્થાયી તરંગમાં મધ્યમ કણોના સ્પંદનોનું કંપનવિસ્તાર કણોના કોઓર્ડિનેટ્સ પર આધારિત છે xઅને તેથી બિંદુથી બિંદુ બદલાય છે. સ્થાયી તરંગનું કંપનવિસ્તાર મહત્તમ છે (આવા ભૌમિતિક સ્થાનોને એન્ટિનોડ્સ કહેવામાં આવે છે) પ્રદાન કરવામાં આવે છે

cos x=  1,

x =   n, (7)

એન્ટિનોડ્સના કોઓર્ડિનેટ્સ ક્યાં છે?

x pn =  . (8)

સ્થિતિ હેઠળ સ્થાયી તરંગનું કંપનવિસ્તાર શૂન્ય મૂલ્યો લે છે (આવા બિંદુઓને નોડ્સ કહેવામાં આવે છે)

cos x = 0,

x=  (2 n + 1), (9)

નોડ્સના કોઓર્ડિનેટ્સ ક્યાંથી આવે છે?

xગાંઠ = 
. (10)

સૂત્રોમાં (7) - (10) n= 0, 1, 2, 3…. અડીને આવેલા ગાંઠો અથવા અડીને આવેલા એન્ટિનોડ્સ વચ્ચેનું અંતર /2 છે, અને પડોશી ગાંઠો અને એન્ટિનોડ્સ /4 દ્વારા શિફ્ટ થાય છે. ગાંઠો પર સ્થિત બિંદુઓ ઓસીલેટ થતા નથી.

બે સંલગ્ન ગાંઠો અથવા એન્ટિનોડ્સ વચ્ચેના અંતરને સ્થાયી તરંગલંબાઇ કહેવામાં આવે છે. તેથી, સ્થાયી તરંગની લંબાઈ મુસાફરી તરંગની અડધી લંબાઈ જેટલી છે:

 st = . (11)

ચાલો સ્થાયી તરંગનો ગ્રાફ બનાવીએ. સમીકરણ (5) નો ઉપયોગ કરીને, અમે સમયની નિશ્ચિત ક્ષણો માટે વિસ્થાપનની ગણતરી કરીએ છીએ. t = 0, ટી/8, ટી/4, 3ટી/8, ટી/2. દરેક પરિણામી સમીકરણોમાં  = f(x) કોઓર્ડિનેટ્સ બદલો x= 0, /4, /2, 3/4, , 5/4…. ગણતરીના પરિણામો નીચે આપેલ છે.

પરિણામી નિર્ભરતા  = f(x) ફિગમાં બતાવેલ છે. 1 અને સ્થાયી તરંગના એક પ્રકારનું "ત્વરિત ફોટોગ્રાફ્સ" રજૂ કરે છે.

સ્થાયી તરંગમાં નીચેના લક્ષણો છે:

કણોના કંપનનું કંપનવિસ્તાર માધ્યમમાં વિવિધ સ્થળોએ અલગ-અલગ હોય છે;

માધ્યમના એક વિભાગમાં એક નોડથી બીજામાં, બધા કણો એક તબક્કામાં ઓસીલેટ થાય છે જ્યારે નોડમાંથી પસાર થાય છે, ઓસિલેશન તબક્કો વિરુદ્ધમાં બદલાય છે;

પ્રવાસી તરંગોથી વિપરીત, તે ઊર્જાનું પરિવહન કરતું નથી.

ફ્લેશના દેખાવ અને અવાજ સંભળાય તે ક્ષણ વચ્ચે વીતેલા સમયને નોંધવા માટે નિરીક્ષકે ઘડિયાળનો ઉપયોગ કર્યો. આ અંતરની મુસાફરી કરવામાં પ્રકાશને જેટલો સમય લાગ્યો તેની અવગણના કરવામાં આવી હતી. પવનના પ્રભાવને શક્ય તેટલું દૂર કરવા માટે, દરેક બાજુએ એક તોપ અને નિરીક્ષક હતા, અને દરેક તોપ લગભગ એક જ સમયે ગોળીબાર કરતી હતી.

બે સમય માપનનું સરેરાશ મૂલ્ય લેવામાં આવ્યું હતું, અને તેના આધારે. તે લગભગ 340 ms -1 ની બરાબર હોવાનું બહાર આવ્યું. માપની આ પદ્ધતિનો મોટો ગેરલાભ એ હતો કે બંદૂક હંમેશા હાથમાં ન હતી!

ઘણા પરીક્ષાર્થીઓ સમાન પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે. એક વિદ્યાર્થી ફૂટબોલ મેદાનની એક બાજુએ શરૂઆતની પિસ્તોલ સાથે ઉભો છે અને બીજો સ્ટોપવોચ સાથે બીજી બાજુ ઉભો છે. તેમની વચ્ચેનું અંતર કાળજીપૂર્વક ટેપ માપ સાથે માપવામાં આવે છે. વિદ્યાર્થી જ્યારે બેરલમાંથી ધુમાડો નીકળતો જુએ છે ત્યારે સ્ટોપવોચ શરૂ કરે છે અને જ્યારે તે અવાજ સાંભળે છે ત્યારે તેને રોકે છે. તે જ કરવામાં આવે છે જ્યારે તેઓ પવનની અસરોને વળતર આપવા માટે સ્થાનો પર સ્વિચ કરે છે. પછી સરેરાશ સમય નક્કી થાય છે.

ધ્વનિ 340 ms -1 પર પ્રવાસ કરે છે, તેથી સ્ટોપવોચ કદાચ પૂરતી સચોટ નહીં હોય. સેન્ટીસેકન્ડ અથવા મિલીસેકન્ડમાં કામ કરવું વધુ સારું છે.

ઇકોનો ઉપયોગ કરીને અવાજની ગતિ માપવી

જ્યારે તાળી જેવા ટૂંકા તીક્ષ્ણ અવાજ ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે તરંગ આવેગ દિવાલ જેવા મોટા અવરોધ દ્વારા પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે અને નિરીક્ષક દ્વારા સાંભળવામાં આવે છે. આ પ્રતિબિંબિત આવેગને ઇકો કહેવામાં આવે છે. ચાલો કલ્પના કરીએ કે એક વ્યક્તિ દિવાલથી 50 મીટરના અંતરે ઊભી છે અને એક તાળી પાડે છે. જ્યારે પડઘો સંભળાય છે, ત્યારે ધ્વનિ 100 મીટરની મુસાફરી કરી ચૂક્યો છે. જો કે, જો બીજી વ્યક્તિ સ્ટોપવોચ ધરાવે છે અને પ્રથમ વ્યક્તિ તાળીઓ પાડે છે, તો મોટી સંખ્યામાં ઇકો અવાજો માટેનો સમય વાજબી ચોકસાઈ સાથે મેળવી શકાય છે.

ધારો કે તાળી પાડનાર વ્યક્તિ દિવાલની સામે જે અંતરે છે તે 50 મીટર છે, અને પ્રથમ અને સો અને પ્રથમ તાળી વચ્ચેનો સમય અંતરાલ 30 સેકંડ છે, તો:

અવાજની ગતિ= અંતર મુસાફરી / એક તાળીનો સમય = 100m: 30 / 100 s = 333 ms -1

ઓસિલોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને અવાજની ગતિ માપવી

ધ્વનિની ગતિને સીધી રીતે માપવા માટે વધુ આધુનિક રીત એ ઓસિલોસ્કોપનો ઉપયોગ કરવો છે. લાઉડસ્પીકર નિયમિત સમયાંતરે કઠોળનું ઉત્સર્જન કરે છે અને તે કેથોડ રે ઓસિલોસ્કોપ દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે (આકૃતિ જુઓ). જ્યારે માઇક્રોફોન દ્વારા પલ્સ પ્રાપ્ત થાય છે, ત્યારે તે ઓસિલોસ્કોપ દ્વારા પણ રેકોર્ડ કરવામાં આવશે. જો ઓસિલોસ્કોપની સમયની લાક્ષણિકતાઓ જાણીતી હોય, તો બે કઠોળ વચ્ચેનો સમય અંતરાલ શોધી શકાય છે.

લાઉડસ્પીકર અને માઇક્રોફોન વચ્ચેનું અંતર માપવામાં આવે છે. સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને અવાજની ગતિ શોધી શકાય છેઝડપ = અંતર / સમય.

વિવિધ માધ્યમોમાં અવાજની ઝડપ

પ્રવાહી કરતાં ઘન પદાર્થોમાં અવાજની ગતિ વધુ હોય છે અને વાયુઓ કરતાં પ્રવાહીમાં વધુ હોય છે. જિનીવા તળાવ પરના ભૂતકાળના પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે પાણીમાં અવાજની ઝડપ હવા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તાજા પાણીમાં, અવાજની ગતિ 1410 ms -1 છે, દરિયાના પાણીમાં - 1540 ms -1 છે. લોખંડમાં, અવાજની ઝડપ લગભગ 5000 ms -1 છે.

ધ્વનિ સંકેતો મોકલીને અને પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ (ઇકો) ના આગમન પહેલાં સમય અંતરાલને નોંધીને, સમુદ્રની ઊંડાઈ અને માછલીઓની શાખાઓનું સ્થાન નક્કી કરવું શક્ય છે. યુદ્ધ દરમિયાન, ખાણો શોધવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન સાઉન્ડર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. ફ્લાઇટમાં બેટ અવરોધો શોધવા માટે ઇકોના વિશિષ્ટ સ્વરૂપનો ઉપયોગ કરે છે. બેટ ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજનું ઉત્સર્જન કરે છે જે તેના માર્ગમાં કોઈ વસ્તુને ઉછાળે છે. માઉસ ઇકો સાંભળે છે, ઑબ્જેક્ટ શોધે છે અને તેને ટાળે છે.

હવામાં અવાજની ગતિ વાતાવરણની સ્થિતિ પર આધારિત છે. ધ્વનિની ગતિ ઘનતા દ્વારા વિભાજિત દબાણના વર્ગમૂળના પ્રમાણસર છે. દબાણમાં ફેરફાર હવામાં અવાજની ગતિને અસર કરતા નથી. આ એટલા માટે છે કારણ કે દબાણમાં વધારો ઘનતામાં અનુરૂપ વધારો કરે છે અને દબાણ અને ઘનતાનો ગુણોત્તર સ્થિર રહે છે.

હવામાં અવાજની ગતિ (કોઈપણ ગેસની જેમ) તાપમાનના ફેરફારોથી પ્રભાવિત થાય છે. વાયુઓ માટેના નિયમો સૂચવે છે કે દબાણ અને ઘનતાનો ગુણોત્તર પ્રમાણસર છે. આમ, ધ્વનિની ઝડપ √T ના પ્રમાણસર છે. વધુ ઊંચાઈએ ધ્વનિ અવરોધ તોડવો સરળ છે કારણ કે ત્યાં તાપમાન ઓછું છે.

અવાજની ગતિ ભેજમાં ફેરફારથી પ્રભાવિત થાય છે. પાણીની વરાળની ઘનતા એ જ દબાણ પર સૂકી હવાની ઘનતા કરતાં ઓછી છે. રાત્રે, જ્યારે ભેજ વધે છે, ત્યારે અવાજ ઝડપથી પ્રવાસ કરે છે. શાંત, ધુમ્મસવાળી રાત્રે અવાજો વધુ સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય છે.

આ અંશતઃ વધેલી ભેજને કારણે છે, અને અંશતઃ કારણ કે આ પરિસ્થિતિઓમાં સામાન્ય રીતે તાપમાન વ્યુત્ક્રમ હોય છે, જેમાં અવાજો એવી રીતે વક્રીવર્તિત થાય છે કે તે વિખેરાઈ ન જાય.

ધ્વનિને માનવ કાનની શ્રાવ્યતા શ્રેણીમાં, 16 થી ઓસિલેશન રેન્જમાં સ્થિત સ્થિતિસ્થાપક તરંગો તરીકે સમજવામાં આવે છે. હર્ટ્ઝ 20 સુધી kHz 16 ની નીચેની આવર્તન સાથે ઓસિલેશન હર્ટ્ઝઇન્ફ્રાસાઉન્ડ કહેવાય છે, 20 થી વધુ kHz- અલ્ટ્રાસાઉન્ડ.

હવાની તુલનામાં, પાણીમાં વધુ ઘનતા અને ઓછી સંકોચનક્ષમતા છે. આ સંદર્ભે, પાણીમાં અવાજની ઝડપ હવા કરતાં સાડા ચાર ગણી વધારે છે અને 1440 છે. m/sec.ધ્વનિ કંપન આવર્તન (નગ્ન)સંબંધ દ્વારા તરંગલંબાઇ (લેમ્બડા) સાથે સંબંધિત છે: c= lambda-nu.ધ્વનિ વિખેર્યા વિના પાણીમાં પ્રવાસ કરે છે. પાણીમાં અવાજની ઝડપ બે પરિમાણોના આધારે બદલાય છે: ઘનતા અને તાપમાન. તાપમાનમાં 1°નો ફેરફાર અવાજની ગતિમાં 3.58 દ્વારા અનુરૂપ ફેરફારનો સમાવેશ કરે છે m પ્રતિ સેકન્ડ. જો તમે સપાટીથી નીચે સુધી ધ્વનિના પ્રસારની ગતિનું નિરીક્ષણ કરો છો, તો તે તારણ આપે છે કે પ્રથમ, તાપમાનમાં ઘટાડો થવાને કારણે, તે ઝડપથી ઘટે છે, ચોક્કસ ઊંડાઈએ લઘુત્તમ સુધી પહોંચે છે, અને પછી, ઊંડાઈ સાથે, ઝડપથી વધવાનું શરૂ કરે છે. પાણીના દબાણમાં વધારાને કારણે, જે જાણીતું છે, લગભગ 1 વધે છે એટીએમ દરેક 10 માટે m ઊંડાણો

આશરે 1200 ની ઊંડાઈથી શરૂ થાય છે m, જ્યાં પાણીનું તાપમાન વ્યવહારીક રીતે સ્થિર રહે છે, દબાણમાં ફેરફારને કારણે અવાજની ગતિ બદલાય છે. "આશરે 1200 ની ઊંડાઈએ m (એટલાન્ટિક માટે), ધ્વનિની ગતિ માટે ન્યૂનતમ મૂલ્ય છે; વધુ ઊંડાણો પર, દબાણમાં વધારો થવાને કારણે, અવાજની ગતિ ફરીથી વધે છે. ધ્વનિ કિરણો હંમેશા માધ્યમના એવા વિસ્તારો તરફ વળે છે જ્યાં તેમની ઝડપ સૌથી ઓછી હોય છે, તેથી તેઓ અવાજની લઘુત્તમ ગતિ સાથે સ્તરમાં કેન્દ્રિત હોય છે” (ક્રાસિલનિકોવ, 1954). આ સ્તર, સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ એલ.ડી. રોઝેનબર્ગ અને એલ.એમ. બ્રેકોવસ્કીખને "પાણીની અંદરની ધ્વનિ ચેનલ" કહેવામાં આવે છે. ધ્વનિ ચેનલમાં પ્રવેશતા અવાજ એટેન્યુએશન વિના વિશાળ અંતર સુધી મુસાફરી કરી શકે છે. ઊંડા સમુદ્રની માછલીઓના એકોસ્ટિક સિગ્નલિંગને ધ્યાનમાં લેતી વખતે આ લક્ષણને ધ્યાનમાં રાખવું આવશ્યક છે.

પાણીમાં અવાજનું શોષણ હવા કરતાં 1000 ગણું ઓછું છે. 100 ની શક્તિ સાથે હવામાં અવાજનો સ્ત્રોત kWપાણીમાં 15 સુધીના અંતરે સાંભળી શકાય છે કિમી; પાણીમાં અવાજનો સ્ત્રોત 1 છે kW 30-40 ના અંતરે સાંભળી શકાય છે કિમીવિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના અવાજો અલગ રીતે શોષાય છે: ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજો સૌથી વધુ મજબૂત રીતે શોષાય છે અને ઓછી-આવર્તનવાળા અવાજો સૌથી ઝડપથી શોષાય છે. પાણીમાં ઓછા અવાજ શોષણને કારણે તેનો ઉપયોગ સોનાર અને સિગ્નલિંગ માટે શક્ય બન્યો. પાણીની જગ્યાઓ મોટી સંખ્યામાં વિવિધ અવાજોથી ભરેલી છે. અમેરિકન હાઇડ્રોકોસ્ટિસ્ટ વેન્ઝ (વેન્ઝ, 1962) દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ વિશ્વ મહાસાગરના જળાશયોના અવાજો નીચેના પરિબળોના સંબંધમાં ઉદ્ભવે છે: ઉછાળો અને પ્રવાહ, પ્રવાહ, પવન, ધરતીકંપ અને સુનામી, માનવ ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિ અને જૈવિક જીવન. વિવિધ પરિબળો દ્વારા બનાવવામાં આવેલ અવાજની પ્રકૃતિ ધ્વનિ ફ્રીક્વન્સીના સમૂહ અને તેમની તીવ્રતા બંનેમાં અલગ પડે છે. ફિગ માં. આકૃતિ 2 વિશ્વ મહાસાગરના અવાજોના સ્પેક્ટ્રમ અને દબાણ સ્તરની અવલંબનને કારણભૂત પરિબળો પર દર્શાવે છે.

વિશ્વ મહાસાગરના વિવિધ ભાગોમાં, અવાજની રચના વિવિધ ઘટકો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તળિયે અને કિનારાનો અવાજની રચના પર મોટો પ્રભાવ છે.

આમ, વિશ્વ મહાસાગરના વિવિધ ભાગોમાં અવાજની રચના અને તીવ્રતા અત્યંત વૈવિધ્યપુર્ણ છે. દરિયાઈ અવાજની તીવ્રતાની અવલંબનને કારણભૂત પરિબળોની તીવ્રતા પર દર્શાવતા પ્રયોગમૂલક સૂત્રો છે. જો કે, વ્યવહારુ હેતુઓ માટે, સમુદ્રના અવાજને સામાન્ય રીતે પ્રયોગાત્મક રીતે માપવામાં આવે છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે વિશ્વ મહાસાગરના અવાજોમાં સૌથી વધુ તીવ્રતા એ માણસ દ્વારા બનાવેલા ઔદ્યોગિક અવાજો છે: જહાજો, ટ્રોલ્સ વગેરેનો અવાજ. શેન (1964) અનુસાર, તેમની તીવ્રતા અન્ય કરતા 10-100 ગણી વધારે છે. વિશ્વ મહાસાગરનો અવાજ. જો કે, ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 2, તેમની સ્પેક્ટ્રલ રચના અન્ય પરિબળોને કારણે અવાજોની સ્પેક્ટ્રલ રચનાથી કંઈક અંશે અલગ છે.

પાણીમાં પ્રચાર કરતી વખતે, ધ્વનિ તરંગો પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે, રીફ્રેક્ટ થઈ શકે છે, શોષી શકે છે, વિવર્તન અને દખલનો અનુભવ કરી શકે છે.

જ્યારે તેમના માર્ગમાં કોઈ અવરોધ આવે છે, ત્યારે ધ્વનિ તરંગો જો તેમની તરંગલંબાઈ હોય તો તેમાંથી પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે (લેમ્બડા)અવરોધના કદ કરતા નાના, અથવા જ્યારે તેમની તરંગલંબાઇ અવરોધ કરતા વધારે હોય ત્યારે તેની આસપાસ જાઓ (વિભાજિત કરો). આ કિસ્સામાં, તમે સ્ત્રોતને સીધા જોયા વિના અવરોધની પાછળ શું થઈ રહ્યું છે તે સાંભળી શકો છો. જ્યારે કોઈ અવરોધ પર પડે છે, ત્યારે એક કિસ્સામાં ધ્વનિ તરંગો પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે, બીજામાં - તેમાં પ્રવેશ કરો (તે દ્વારા શોષાય છે). પ્રતિબિંબિત તરંગની ઊર્જાની માત્રા તેના પર આધાર રાખે છે કે મીડિયા "р1с1" અને "р2с2" ના કહેવાતા એકોસ્ટિક પ્રતિકાર, જેના ઇન્ટરફેસ પર ધ્વનિ તરંગો પડે છે, તે એકબીજાથી કેટલા અલગ છે. માધ્યમનો એકોસ્ટિક પ્રતિકાર એટલે આપેલ માધ્યમ p ની ઘનતા અને ધ્વનિ પ્રચારની ગતિનું ઉત્પાદન સાથેતેમાં મીડિયાના એકોસ્ટિક પ્રતિકારમાં જેટલો મોટો તફાવત હશે, તેટલી વધારે ઊર્જા બે મીડિયા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રતિબિંબિત થશે, અને ઊલટું. ઉદાહરણ તરીકે, હવામાંથી પડતા અવાજના કિસ્સામાં, રૂજેમાંથી 41 પાણીમાં રૂજે 150,000 છે, તે સૂત્ર અનુસાર પ્રતિબિંબિત થાય છે:

આના સંદર્ભમાં, અવાજ હવા કરતાં પાણીમાંથી વધુ સારી રીતે ઘન શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે. હવાથી પાણી સુધી, ધ્વનિ પાણીની સપાટી ઉપર બહાર નીકળેલી ઝાડીઓ અથવા રીડ્સ દ્વારા સારી રીતે પ્રવેશ કરે છે.

અવરોધોમાંથી ધ્વનિના પ્રતિબિંબ અને તેની તરંગ પ્રકૃતિને લીધે, અવકાશમાં આપેલ બિંદુએ પહોંચતા સમાન ફ્રીક્વન્સીઝના ધ્વનિ દબાણના કંપનવિસ્તારમાં સરવાળો અથવા બાદબાકી થઈ શકે છે. આ ઉમેરણ (દખલગીરી) નું એક મહત્વપૂર્ણ પરિણામ પ્રતિબિંબ પર ઉભા તરંગોનું નિર્માણ છે. જો, ઉદાહરણ તરીકે, તમે ટ્યુનિંગ ફોર્કને વાઇબ્રેટ કરો છો, તેને દિવાલથી નજીક અને વધુ દૂર લાવો છો, તો તમે ધ્વનિ ક્ષેત્રમાં એન્ટિનોડ્સ અને ગાંઠોના દેખાવને કારણે અવાજની માત્રામાં વધારો અને ઘટાડો સાંભળી શકો છો. સામાન્ય રીતે, સ્થાયી તરંગો બંધ કન્ટેનરમાં રચાય છે: માછલીઘર, સ્વિમિંગ પુલ, વગેરેમાં, જ્યારે સ્ત્રોત પ્રમાણમાં લાંબા સમય સુધી સંભળાય છે.

સમુદ્ર અથવા પાણીના અન્ય કુદરતી શરીરની વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં, ધ્વનિના પ્રસાર દરમિયાન, અસંખ્ય જટિલ ઘટનાઓ જોવા મળે છે જે જળચર પર્યાવરણની વિજાતીયતાને કારણે ઊભી થાય છે. કુદરતી જળાશયોમાં ધ્વનિનો પ્રસાર તળિયે અને ઇન્ટરફેસ (પાણી - હવા), તાપમાન અને મીઠાની વિવિધતા, હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ, હવાના પરપોટા અને પ્લાન્કટોનિક સજીવો દ્વારા ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. પાણી અને હવા અને તળિયા વચ્ચેનો ઇન્ટરફેસ, તેમજ પાણીની વિજાતીયતા, વક્રીભવન (ધ્વનિ કિરણોની વક્રતા) અથવા પુનઃપ્રવર્તન (ધ્વનિ કિરણોનું બહુવિધ પ્રતિબિંબ) ની ઘટના તરફ દોરી જાય છે.

પાણીના પરપોટા, પ્લાન્કટોન અને અન્ય સસ્પેન્ડેડ પદાર્થ પાણીમાં અવાજના શોષણમાં ફાળો આપે છે. આ અસંખ્ય પરિબળોનું માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન હજુ સુધી વિકસિત થયું નથી. એકોસ્ટિક પ્રયોગો કરતી વખતે તેમને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે.

ચાલો હવે પાણીમાં જ્યારે ધ્વનિ ઉત્સર્જિત થાય છે ત્યારે તે ઘટનાઓ પર વિચાર કરીએ.

ચાલો અનંત અવકાશમાં ધબકતા ગોળા તરીકે ધ્વનિ સ્ત્રોતની કલ્પના કરીએ. આવા સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત થતી ધ્વનિ ઊર્જા તેના કેન્દ્રથી અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં ઓછી થાય છે.

પરિણામી ધ્વનિ તરંગોની ઊર્જાને ત્રણ પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: ઝડપ, દબાણ અને વાઇબ્રેટિંગ પાણીના કણોનું વિસ્થાપન. માછલીની સાંભળવાની ક્ષમતાને ધ્યાનમાં લેતા છેલ્લા બે પરિમાણો ખાસ રસ ધરાવે છે, તેથી અમે તેના પર વધુ વિગતવાર ધ્યાન આપીશું.

હેરિસ અને બર્ગલીજક (1962) અનુસાર, દબાણના તરંગો અને વિસ્થાપન અસરોના પ્રસારને નજીકમાં (ધ્વનિની એક કરતાં ઓછી તરંગલંબાઇના અંતરે) અને દૂર (ધ્વનિની એક કરતાં વધુ તરંગલંબાઇના અંતરે) એકોસ્ટિકમાં અલગ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે. ક્ષેત્ર

દૂરના એકોસ્ટિક ક્ષેત્રમાં, દબાણ ધ્વનિ સ્ત્રોતથી અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં ઓછું થાય છે. આ કિસ્સામાં, દૂરના એકોસ્ટિક ક્ષેત્રમાં, વિસ્થાપન કંપનવિસ્તાર દબાણના કંપનવિસ્તારના સીધા પ્રમાણસર છે અને સૂત્ર દ્વારા એકબીજા સાથે સંબંધિત છે:

જ્યાં આર - માં એકોસ્ટિક દબાણ din/cm2;

ડી- માં કણોના વિસ્થાપનની માત્રા સેમી

નજીકના એકોસ્ટિક ક્ષેત્રમાં, દબાણ અને વિસ્થાપનના કંપનવિસ્તાર વચ્ચેનો સંબંધ અલગ છે:

જ્યાં આર-માં એકોસ્ટિક દબાણ din/cm2;

ડી - માં પાણીના કણોના વિસ્થાપનની તીવ્રતા સેમી;

f - માં ઓસિલેશન આવર્તન હર્ટ્ઝ;

રૂ- 150,000 જેટલું પાણીનું એકોસ્ટિક પ્રતિકાર g/cm 2 સેકન્ડ 2;

લેમ્બડા- માં ધ્વનિ તરંગલંબાઇ m; આર - ધબકતા ગોળાના કેન્દ્રથી અંતર;

i= SQR i

સૂત્ર દર્શાવે છે કે નજીકના એકોસ્ટિક ક્ષેત્રમાં વિસ્થાપનનું કંપનવિસ્તાર તરંગલંબાઇ, ધ્વનિ અને ધ્વનિ સ્ત્રોતથી અંતર પર આધારિત છે.

પ્રશ્નમાં ધ્વનિની તરંગલંબાઇ કરતાં ટૂંકા અંતર પર, વિસ્થાપન કંપનવિસ્તાર અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં ઘટે છે:

જ્યાં એ - ધબકારા કરતા ગોળાની ત્રિજ્યા;

ડી- પલ્સેશનને કારણે ગોળાની ત્રિજ્યામાં વધારો; આર - ગોળાના કેન્દ્રથી અંતર.

નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે મીન રાશિમાં બે અલગ-અલગ પ્રકારના રીસીવર હોય છે. તેમાંના કેટલાક દબાણ અનુભવે છે, જ્યારે અન્ય પાણીના કણોના વિસ્થાપનને સમજે છે. તેથી ઉપરોક્ત સમીકરણો પાણીની અંદરના ધ્વનિ સ્ત્રોતો માટે માછલીના પ્રતિભાવોના યોગ્ય મૂલ્યાંકન માટે ખૂબ મહત્વના છે.

ધ્વનિના ઉત્સર્જનના સંબંધમાં, અમે ઉત્સર્જકો સાથે સંકળાયેલી બે વધુ ઘટનાઓ નોંધીએ છીએ: પ્રતિધ્વનિની ઘટના અને ઉત્સર્જકોની દિશા.

શરીર દ્વારા ધ્વનિનું ઉત્સર્જન તેના સ્પંદનોને કારણે થાય છે. દરેક શરીરની પોતાની સ્પંદન આવર્તન હોય છે, જે શરીરના કદ અને તેના સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી થાય છે. જો આવા શરીરને સ્પંદનમાં સેટ કરવામાં આવે છે, જેની આવર્તન તેની પોતાની આવર્તન સાથે એકરુપ હોય છે, તો કંપનના કંપનવિસ્તારમાં નોંધપાત્ર વધારો થવાની ઘટના થાય છે - પડઘો. રેઝોનન્સની વિભાવનાનો ઉપયોગ માછલીના ઉત્સર્જકો અને રીસીવરોના કેટલાક એકોસ્ટિક ગુણધર્મોને દર્શાવવાનું શક્ય બનાવે છે. પાણીમાં ધ્વનિનું ઉત્સર્જન દિશાત્મક અથવા બિન-દિશામાં હોઈ શકે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, ધ્વનિ ઊર્જા મુખ્યત્વે ચોક્કસ દિશામાં પ્રચાર કરે છે. આપેલ ધ્વનિ સ્ત્રોતની ધ્વનિ ઊર્જાના અવકાશી વિતરણને દર્શાવતો આલેખ તેના દિશાત્મક આકૃતિ કહેવાય છે. જ્યારે ઉત્સર્જકનો વ્યાસ ઉત્સર્જિત અવાજની તરંગલંબાઇ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય ત્યારે દિશાત્મક કિરણોત્સર્ગ જોવા મળે છે.

બિન-દિશાવિહીન કિરણોત્સર્ગના કિસ્સામાં, ધ્વનિ ઊર્જા બધી દિશામાં સમાનરૂપે અલગ પડે છે. આ ઘટના ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉત્સર્જિત અવાજની તરંગલંબાઇ ઉત્સર્જકના વ્યાસ કરતાં વધી જાય છે lambda>2A.બીજો કિસ્સો પાણીની અંદર ઓછી-આવર્તન ઉત્સર્જકો માટે સૌથી લાક્ષણિક છે. સામાન્ય રીતે, ઓછી-આવર્તન અવાજોની તરંગલંબાઇ ઉપયોગમાં લેવાતા પાણીની અંદરના ઉત્સર્જકોના કદ કરતાં ઘણી મોટી હોય છે. માછલી ઉત્સર્જકો માટે સમાન ઘટના લાક્ષણિક છે. આ કિસ્સાઓમાં, ઉત્સર્જકો પાસે કોઈ દિશાત્મક પેટર્ન નથી. આ પ્રકરણમાં, માછલીના બાયોકોસ્ટિક્સના સંબંધમાં જળચર વાતાવરણમાં અવાજના માત્ર કેટલાક સામાન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો નોંધવામાં આવ્યા હતા. ધ્વનિશાસ્ત્રના કેટલાક વધુ વિશિષ્ટ મુદ્દાઓની ચર્ચા પુસ્તકના સંબંધિત વિભાગોમાં કરવામાં આવશે.

નિષ્કર્ષમાં, અમે વિવિધ લેખકો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી ધ્વનિ માપન પ્રણાલીઓને ધ્યાનમાં લઈશું. ધ્વનિ તેની તીવ્રતા, દબાણ અથવા દબાણ સ્તર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે.

સંપૂર્ણ એકમોમાં ધ્વનિની તીવ્રતા સંખ્યા દ્વારા માપવામાં આવે છે erg/sec-cm 2, અથવા W/cm2.તે જ સમયે 1 erg/sec=10 -7મંગળ.

ધ્વનિ દબાણ માપવામાં આવે છે બાર

ધ્વનિની તીવ્રતા અને ધ્વનિ દબાણ વચ્ચે સંબંધ છે:

જેનો ઉપયોગ કરીને તમે આ મૂલ્યોને એક બીજામાં કન્વર્ટ કરી શકો છો.

ઓછી વાર નહીં, ખાસ કરીને જ્યારે માછલીની સુનાવણીને ધ્યાનમાં લેતા, થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યોની વિશાળ શ્રેણીને કારણે, ધ્વનિ દબાણ ડેસિબલના સંબંધિત લઘુગણક એકમોમાં દર્શાવવામાં આવે છે, ડીબીજો એક અવાજનું ધ્વનિ દબાણ આર, અને અન્ય P o, પછી તેઓ માને છે કે પ્રથમ અવાજ બીજા કરતા વધુ જોરથી છે kડીબીઅને સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને તેની ગણતરી કરો:

મોટાભાગના સંશોધકો ધ્વનિ દબાણ P o ના શૂન્ય રીડિંગ તરીકે માનવ સુનાવણીના થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યને 0.0002 ની બરાબર લે છે. બારઆવર્તન 1000 માટે હર્ટ્ઝ.

આવી સિસ્ટમનો ફાયદો એ છે કે મનુષ્ય અને માછલીની સુનાવણીની સીધી સરખામણી કરવાની સંભાવના છે, ગેરલાભ એ માછલીના અવાજ અને સુનાવણી પર મેળવેલા પરિણામોની તુલના કરવામાં મુશ્કેલી છે.

માછલી દ્વારા બનાવેલ ધ્વનિ દબાણના વાસ્તવિક મૂલ્યો સ્વીકૃત શૂન્ય સ્તર (0.0002) કરતા ચારથી છ ઓર્ડરની તીવ્રતા વધારે છે બાર),અને વિવિધ માછલીઓની સુનાવણી થ્રેશોલ્ડ સ્તર પરંપરાગત શૂન્ય સંદર્ભની ઉપર અને નીચે બંને હોય છે.

તેથી, માછલીના અવાજો અને સુનાવણીની તુલના કરવાની સુવિધા માટે, અમેરિકન લેખકો (તાવોલ્ગા એ. વોડિન્સકી, 1963, વગેરે) એક અલગ સંદર્ભ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે.

શૂન્ય સંદર્ભ સ્તર 1 ના ધ્વનિ દબાણ તરીકે લેવામાં આવે છે બારજે 74 પર છે ડીબીઅગાઉ સ્વીકૃત કરતાં વધુ.

નીચે બંને સિસ્ટમોનો અંદાજિત ગુણોત્તર છે.

અમેરિકન સંદર્ભ પ્રણાલી અનુસાર વાસ્તવિક મૂલ્યો ટેક્સ્ટમાં ફૂદડી સાથે ચિહ્નિત થયેલ છે.

આજે, ઘણા નવા વસાહતીઓ, જ્યારે એપાર્ટમેન્ટ સજ્જ કરે છે, ત્યારે તેમના ઘરને સાઉન્ડપ્રૂફિંગ સહિત વધારાનું કામ કરવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે, કારણ કે... ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રમાણભૂત સામગ્રી તમારા પોતાના ઘરમાં જે ચાલી રહ્યું છે તે ફક્ત આંશિક રીતે છુપાવવાનું શક્ય બનાવે છે, અને તમારી ઇચ્છા વિરુદ્ધ તમારા પડોશીઓના સંદેશાવ્યવહારમાં રસ ન લેવો.

ઘન પદાર્થોમાં, તે ઓછામાં ઓછા તરંગનો પ્રતિકાર કરતા પદાર્થની ઘનતા અને સ્થિતિસ્થાપકતા દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. તેથી, પરિસરને સજ્જ કરતી વખતે, લોડ-બેરિંગ દિવાલને અડીને આવેલા સ્તરને ઉપર અને નીચે "ઓવરલેપ્સ" સાથે સાઉન્ડપ્રૂફ બનાવવામાં આવે છે. તે તમને ડેસિબલ્સ 10 થી વધુ વખત ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે. પછી બેસાલ્ટ સાદડીઓ નાખવામાં આવે છે, અને પ્લાસ્ટરબોર્ડ શીટ્સ ટોચ પર મૂકવામાં આવે છે, જે એપાર્ટમેન્ટમાંથી અવાજને બહારની તરફ પ્રતિબિંબિત કરે છે. જ્યારે ધ્વનિ તરંગ આવી રચનામાં "ઉડે છે", ત્યારે તે ઇન્સ્યુલેટર સ્તરોમાં ક્ષીણ થાય છે, જે છિદ્રાળુ અને નરમ હોય છે. જો અવાજ મજબૂત હોય, તો તેને શોષી લેતી સામગ્રી પણ ગરમ થઈ શકે છે.

સ્થિતિસ્થાપક પદાર્થો, જેમ કે પાણી, લાકડું અને ધાતુઓ સારી રીતે પ્રસારિત થાય છે, તેથી આપણે સંગીતનાં સાધનોનું સુંદર "ગાન" સાંભળીએ છીએ. અને ભૂતકાળમાં કેટલાક લોકોએ, ઉદાહરણ તરીકે, ઘોડેસવારોનો અભિગમ નક્કી કર્યો, તેમના કાન જમીન પર મૂકીને, જે એકદમ સ્થિતિસ્થાપક પણ છે.

કિમીમાં ધ્વનિની ગતિ તે માધ્યમની લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે જેમાં તે પ્રચાર કરે છે. ખાસ કરીને, પ્રક્રિયા તેના દબાણ, રાસાયણિક રચના, તાપમાન, સ્થિતિસ્થાપકતા, ઘનતા અને અન્ય પરિમાણો દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીલની શીટમાં ધ્વનિ તરંગ 5100 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે પ્રવાસ કરે છે, કાચમાં - લગભગ 5000 m/s, લાકડા અને ગ્રેનાઈટમાં - લગભગ 4000 m/s. ઝડપને કિલોમીટર પ્રતિ કલાકમાં કન્વર્ટ કરવા માટે, તમારે આંકડાઓને 3600 (સેકન્ડ પ્રતિ કલાક) વડે ગુણાકાર કરવાની અને 1000 (મીટર પ્રતિ કિલોમીટર) વડે ભાગવાની જરૂર છે.

જળચર વાતાવરણમાં કિમીમાં અવાજની ઝડપ વિવિધ ખારાશ ધરાવતા પદાર્થો માટે અલગ હોય છે. 10 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને તાજા પાણી માટે તે લગભગ 1450 m/s છે, અને 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને અને તે જ દબાણ પર તે પહેલાથી જ લગભગ 1490 m/s છે.

ખારા વાતાવરણને ધ્વનિ સ્પંદનોની દેખીતી રીતે ઊંચી ઝડપ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

હવામાં અવાજનો પ્રસાર પણ તાપમાન પર આધાર રાખે છે. આ પરિમાણ માટે 20 ના મૂલ્ય સાથે, ધ્વનિ તરંગો લગભગ 340 m/s ની ઝડપે પ્રવાસ કરે છે, જે લગભગ 1200 km/h છે. અને શૂન્ય ડિગ્રી પર ઝડપ ઘટીને 332 m/s થઈ જાય છે. અમારા એપાર્ટમેન્ટના ઇન્સ્યુલેટર પર પાછા ફરીને, આપણે જાણી શકીએ છીએ કે કૉર્ક જેવી સામગ્રીમાં, જેનો ઉપયોગ બાહ્ય અવાજના સ્તરને ઘટાડવા માટે થાય છે, કિમીમાં અવાજની ગતિ માત્ર 1800 કિમી/કલાક (500 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ) છે. સ્ટીલના ભાગોમાં આ લાક્ષણિકતા કરતાં આ દસ ગણું ઓછું છે.

ધ્વનિ તરંગ એ માધ્યમનું રેખાંશ કંપન છે જેમાં તે પ્રચાર કરે છે. જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, સંગીતના ટુકડાની મેલોડી અમુક અવરોધમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેનું વોલ્યુમ સ્તર ઘટે છે, કારણ કે તે જ સમયે, આવર્તન સમાન રહે છે, જેના કારણે આપણે સ્ત્રીનો અવાજ સાંભળીએ છીએ અને પુરુષનો અવાજ. સૌથી રસપ્રદ જગ્યા એ છે કે જ્યાં કિમીમાં અવાજની ઝડપ શૂન્યની નજીક છે. આ એક શૂન્યાવકાશ છે જેમાં આ પ્રકારના તરંગો લગભગ પ્રસરી શકતા નથી. આ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે દર્શાવવા માટે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ હૂડની નીચે રિંગિંગ એલાર્મ ઘડિયાળ મૂકે છે જેમાંથી હવા બહાર કાઢવામાં આવે છે. હવા જેટલી પાતળી, તેટલી શાંત ઘંટ સંભળાય છે.