ध्वनि की गति क्या है?

पृथ्वी के वायुमंडल में, ध्वनि की गति यह 343 मीटर प्रति सेकंड है; या एक किलोमीटर 2.91 प्रति सेकंड या एक मील 4.69 प्रति सेकंड.

एक आदर्श गैस में ध्वनि की गति केवल उसके तापमान और संरचना पर निर्भर करती है। गति में कमजोर और साधारण हवा में दबाव पर एक कमजोर निर्भरता होती है, आदर्श व्यवहार से थोड़ा विचलित होता है.

ध्वनि की गति क्या है?

आमतौर पर, ध्वनि की गति उस गति को संदर्भित करती है जिस पर ध्वनि तरंगें हवा के माध्यम से यात्रा करती हैं। हालांकि, ध्वनि की गति पदार्थ के अनुसार भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, ध्वनि गैसों में धीमी गति से यात्रा करती है, तरल पदार्थों में तेजी से यात्रा करती है, और ठोस पदार्थों में भी तेज होती है.

अगर हवा में ध्वनि की गति 343 मीटर प्रति सेकंड है, तो इसका मतलब है कि यह पानी में 1,484 मीटर प्रति सेकंड और लोहे में लगभग 5,120 मीटर प्रति सेकंड की यात्रा करता है। एक असाधारण कठोर सामग्री में, उदाहरण के लिए हीरे की तरह, ध्वनि 12,000 मीटर प्रति सेकंड की यात्रा करती है। यह उच्चतम गति है जिस पर ध्वनि सामान्य परिस्थितियों में यात्रा कर सकती है.

ठोसों में ध्वनि तरंगें गैसों और तरल पदार्थों में संपीड़न तरंगों के समान होती हैं- और एक अलग प्रकार की तरंग जिसे घूर्णी तरंगें कहते हैं, केवल ठोस में मौजूद होती हैं। ठोस में घूर्णी तरंगें आमतौर पर विभिन्न गति से यात्रा करती हैं.

ठोस में संपीड़न तरंगों की गति को मध्यम की लोच के घनत्व और अनुप्रस्थ मापांक द्वारा निर्धारित किया जाता है। घूर्णी तरंगों की गति केवल घनत्व और मॉड्यूल की अनुप्रस्थ लोच के मापांक द्वारा निर्धारित की जाती है.

गतिशील द्रव में, किसी माध्यम या गैस या द्रव में ध्वनि की गति का उपयोग माध्यम से गति करने वाली किसी वस्तु के वेग के सापेक्ष माप के रूप में किया जाता है.

किसी द्रव में प्रकाश की गति से किसी वस्तु की गति के अनुपात को किसी वस्तु की मार्च संख्या कहा जाता है। 1 मार्च से तेज़ी से आगे बढ़ने वाली वस्तुओं को सुपरसोनिक गति से यात्रा करने वाली वस्तुओं के रूप में संदर्भित किया जाता है.

मूल अवधारणाएँ

तारों द्वारा परस्पर जुड़ी गेंदों की एक श्रृंखला से युक्त मॉडल का उपयोग करके ध्वनि के संचरण को चित्रित किया जा सकता है.

वास्तविक जीवन में, गेंदें अणुओं का प्रतिनिधित्व करती हैं और धागे उनके बीच की कड़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं। ध्वनि मॉडल को संपीड़ित करने और थ्रेड का विस्तार करने के माध्यम से गुजरती है, ऊर्जा को पड़ोसी गेंदों तक पहुंचाती है, जो बदले में ऊर्जा को अपने थ्रेड्स और इतने पर प्रसारित करती है।.

मॉडल के माध्यम से ध्वनि की गति थ्रेड्स की कठोरता और गेंदों के द्रव्यमान पर निर्भर करती है.

जब तक गेंदों के बीच की जगह स्थिर होती है, तब तक स्टिफर थ्रेड्स तेजी से ऊर्जा संचारित करते हैं, और अधिक द्रव्यमान वाली गेंदों को धीरे-धीरे ऊर्जा प्रदान करते हैं। इस मॉडल के साथ बिखरने और प्रतिबिंब जैसे प्रभावों को भी समझा जा सकता है.

किसी भी वास्तविक सामग्री में, थ्रेड्स की कठोरता को लोचदार मापांक कहा जाता है और द्रव्यमान घनत्व से मेल खाता है। यदि अन्य सभी चीजें समान हैं, तो ध्वनि, स्पंजी सामग्री में धीमी गति से और स्टिफर सामग्रियों में तेजी से यात्रा करेगी.

उदाहरण के लिए, ध्वनि कांस्य की तुलना में निकल के माध्यम से 1.59 गुना तेजी से यात्रा करता है क्योंकि एक ही घनत्व पर निकल की कठोरता अधिक होती है.

इसी तरह, ध्वनि एक भारी हाइड्रोजन गैस (ड्यूटेरियम) की तुलना में हल्की हाइड्रोजन गैस (प्रोटियम) में 1.41 गुना तेज गति से यात्रा करती है, क्योंकि भारी गैस में समान गुण होते हैं, लेकिन इसका घनत्व दोगुना होता है.

इसी समय, "संपीड़न प्रकार" ध्वनि तरल पदार्थों की तुलना में ठोस पदार्थों में तेजी से यात्रा करेगी और गैसों की तुलना में तरल पदार्थों में तेजी से यात्रा करेगी.

यह प्रभाव इस तथ्य के कारण है कि ठोस पदार्थों को तरल पदार्थ की तुलना में संपीड़ित करने में अधिक कठिनाई होती है, जबकि दूसरी ओर, तरल पदार्थ गैसों की तुलना में अधिक कठिन होते हैं।.

संपीड़न तरंगें और घूर्णी तरंगें

गैस या तरल में, ध्वनि में संपीड़न तरंगें होती हैं। ठोस पदार्थों में, तरंगें दो अलग-अलग प्रकार की तरंगों के माध्यम से फैलती हैं। एक अनुदैर्ध्य लहर यात्रा की दिशा में संपीड़न और विघटन के साथ जुड़ी हुई है; यह गैसों और तरल पदार्थों में एक ही प्रक्रिया है, ठोस पदार्थों में एक अनुरूप संपीड़न लहर के साथ.

गैसों और तरल पदार्थों में केवल संपीड़न तरंगें मौजूद हैं। एक अतिरिक्त प्रकार की लहर, जिसे अनुप्रस्थ तरंग या घूर्णी तरंग कहा जाता है, केवल ठोस में होती है क्योंकि केवल ठोस लोचदार विकृति का सामना कर सकते हैं.

इसका कारण यह है कि माध्यम की लोचदार विरूपण तरंग की यात्रा की दिशा के लंबवत है। विकृत घुमाव की दिशा को इस प्रकार की तरंग का ध्रुवीकरण कहा जाता है। आम तौर पर, अनुप्रस्थ तरंगें ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण की एक जोड़ी के रूप में होती हैं.

इन विभिन्न प्रकार की तरंगों में एक ही आवृत्ति पर अलग-अलग गति हो सकती है। इसलिए, वे अलग-अलग समय पर एक पर्यवेक्षक तक पहुंच सकते हैं। इस स्थिति का एक उदाहरण भूकंप में होता है, जहां तीव्र संपीड़न तरंगें पहले पहुंचती हैं और पीछे की ओर अनुप्रस्थ तरंगें पहुंचती हैं।.

एक तरल पदार्थ में तरंगों की संपीड़न गति माध्यम की संपीड़ितता और घनत्व से निर्धारित होती है.

ठोस पदार्थों में, संपीडन तरंगें उन तरल पदार्थों में पाई जाती हैं, जो लोच की अनुप्रस्थ मापांक के घनत्व, घनत्व और अतिरिक्त कारकों के आधार पर होती हैं।.

घूर्णी तरंगों की गति, जो केवल ठोस में होती है, केवल अनुप्रस्थ लोच के मापांक और मॉड्यूल के घनत्व से निर्धारित होती है.

संदर्भ

1. विभिन्न बल्क मीडिया में ध्वनि की गति। हाइपर भौतिकी हाइपरफिसेसिक्स से प्राप्त किया गया ।phy-astr.gsu.edu.
2. ध्वनि की गति। Mathpages.com से लिया गया.
3. ध्वनिकी के मास्टर हैंडबुक। (2001)। न्यूयॉर्क, संयुक्त राज्य अमेरिका। मैकग्रा-हिल। Wikipedia.com से लिया गया.
4. तापमान पर पानी में ध्वनि की गति। इंजीनियरिंग टूलबॉक्स। Engineeringtoolbox.com से लिया गया.
5. वायु में ध्वनि की गति। संगीत-नोट्स की भौतिकता। Phy.mtu.edu से लिया गया.
6. ध्वनि की गति पर वायुमंडलीय प्रभाव। (1979)। रक्षा तकनीकी सूचना केंद्र की तकनीकी रिपोर्ट। Wikipedia.com से लिया गया.