પ્રકરણ ૧૧ : ધ્વનિ

  • ધ્વનિનું ઉત્પાદન
  • ધ્વનિનું પ્રસરણ
  • ધ્વનિનું પરાવર્તન
  • સાંભળવાનો વિસ્તાર
  • પરાધ્વનિની ઉપયોગિતા
પ્રશ્ન 1 ધ્વનિ એટલે શું?તે કેવી રીતે ઉદભવે છે ?
ઉત્તર : 
  • ધ્વનિ એ ઊર્જાનું એક સ્વરૂપ છે , જે આપના કાનમાં શ્રાવણની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે
  • જ્યારે આપણે તાળી પાડીએ છીએ ત્યારે આપણી સ્નાયુ શક્તિ નું રૂપાંતરણ ધ્વનિ ઊર્જામાં થાય છે પરિણામે ધ્વનિ ઉદભવે છે.
પ્રશ્ન 2 કંપન એટલે શું ? ધ્વનિ કઈ કઈ રીતે ઉત્પન્ન થાય શકે છે?
ઉત્તર : 
  • કંપન એટલે વસ્તુની ઝડપથી વારંવાર આમ તેમ કે આગળ પાછળની ગતિ . ધ્વનિ હમેશા કંપિત વસ્તુઓ દ્વારા જ ઉદભવી શકે છે .
  • દાત : 
         1. તાળી પાડીને હવના કણોને કંપિત કરીને
         2. વાયોલિનમાં ધીમો પ્રહાર કરીને અથવા અફળીને કે ધસીને [ઘર્ષણ દ્વારા ]
         3. સિતારના તાર ને પકડીને ખેંચીને
         4. વાંસળીમાં હવા ફૂંકીને
         5. મનુષ્યના શરીરની અંદરના વાક તંતુઓને કંપન કરાવીને
         6. પંખી પોતાની પાંખો ફફડાવીને
         7. ખેંચેલ રબર બેન્ડ ને વચ્ચેથી ખેંચીને છોડી દેતા રબર બેન્ડ કંપન કરે છે અને ધ્વનિ ઉત્પન્ન થાય છે .

પ્રશ્ન 3 ધ્વનિ ઉદગમથી શ્રોતાના કાન સુધી કેવીરીતે પહોંચે છે ?
ઉત્તર : 
  • કંપિત વસ્તુ ધ્વનિ ઉત્પન્ન કરે છે
  • કોઈ શ્રોતામાંથી ઉત્પન્ન થતો ધ્વનિ માધ્યમ [ઘન પ્રવાહી કે વાયુ માંથી પસાર થઈ ને શ્રોતાના કણ સુધી પહોંચે છે.
  • જ્યારે કોઈ વસ્તુ માધ્યમમાં કંપન કરે છે ત્યારે તે પોતાની આસપાસ રહેલા મધ્યમના કણોને કંપિત કરે છે . 
  • આ કણો શ્રોતાના કાન સુધી જાતે ગતિ કરીને પહોંચતા નથી .
  • પણ સૌપ્રથમ કંપિત વસ્તુના સંપર્કમાં રહેલા માધ્યમના કણો પોતાની સંતુલન સ્થિતિમાંથી સ્થાનાંતરીત થાય છે .
  • પછી પોતાની બાજુમાં અડીને રહેલા કણો પર આ અસર પહોંચાડે છે ,પરિણામે , હવે પાડોશી કણોનું સ્થાનાંતર થયા બાદ , કંપિત વસ્તુની પાસેના કણો પોતાની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા આવે છે
  • આ પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી ચાલતી રહે છે જય સુધી ધ્વનિ શ્રોતાના કર્ણ સુધી ન પહોંચે .
પ્રશ્ન 4 સંઘનન અને વિઘનન એટલે શું? ધ્વની તરંગોનું નિર્માણ અને પ્રસરણ આકૃતિ દોરી સમજાવો.
ઉત્તર : 
  • હવા જેવા સામાન્ય માધ્યમમાં જયારે કોય વસ્તુ ને કંપિત કરવામાં આવે છે ત્યારે કંપિત વસ્તુ આગળની તરફ ખસે છે ત્યારે પોતાની સામેની હવાને ધક્કો મારી સંકોચન ઉત્પન્ન થાય છે આ ક્ષેત્ર ને સંઘનાન કહે છે.
  • પછી આ સંઘનન કંપિત વસ્તુથી દુર તરફ ગતિ શરૂ કરે છે.
  • જયારે કંપિત વસ્તુ પાછળની તરફ ખસે છે ત્યારે નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે જેને વિઘનન કહે છે.
  • આમ જયારે વસ્તુ કંપન કરતી હોય ત્યારે હવામાં સંઘનન અને વિઘનનની એક શ્રેણી રચાય છે.
  • આ સંઘનન અને વિઘનન ધ્વનીતરંગોનું નિર્માણ કરે છે,જે માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે.
  • સંઘનન ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર છે જયારે વિઘનન નિમ્ન દબાણનું ક્ષેત્ર છે.
  • દબાણ માધ્યમના આપેલા કદમાં રહેલા કણોની સંખ્યા પર આધારિત છે.
  • કોઈ માધ્યમમાં કે વિસ્તારમાં કણોની વધારે ઘનતા વધારે દબાણ અને ઓછી ઘનતા ઓછું દબાણ દર્શાવે છે.
  • આમ ધ્વનિનું પ્રસરણ માધ્યમમાં ઘનતા સ્પંદન અથવા દબાણ સ્પંદન સ્વરૂપે જોવા મળે છે .
પ્રશ્ન 5 ધ્વની તરંગના પ્રસારણ માટે શાની આવશ્યકતા છે?તેને કેવા પ્રકારનું તરંગ કહેવામાં આવે છે?
ઉત્તર :
  • ધ્વની તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ ની આવશ્યકતા છે
  • ધ્વની તરંગ શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરી શકતું નથી .
  • તેથી ધ્વની તરંગને યાંત્રિક તરંગ કહેવામાં આવે છે.
પ્રશ્ન 6 ધ્વની તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કેમ કહે છે?
ઉતર : 
  • જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ જરૂરી છે ,તે તરંગને યાંત્રિક તરંગ કહેવામાં આવે છે
  • ધ્વનીતરંગના પ્રસરણ માટે પણ માધ્યમ જરૂરી છે તેથી ધ્વની તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહે છે.
પ્રશ્ન 7 સંગત તરંગ એટલે શું?ધ્વની તરંગને સંગત તરંગ કેમ કહે છે?
ઉત્તર : 
  • જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોના દો લનો તરંગ પ્રસરણની દિશામાં જ થતાં હોય તેવા તરંગને સંગત તરંગ કહે છે
  • સંગત તરંગો સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે
  • હવે ધ્વની તરંગ એટલે માધ્યમમાં રચાતી સંઘનન અને વિઘનની શ્રેણી , જે ગતિશીલ હોય છે તેથી ધ્વનિના તરંગને સંગત તરંગ કહે છે
  • આકૃતિ મુકવી .............................
પ્રશ્ન 8 લંબગત તરંગ એટલે શું ?આકૃતિ દોરીને સમજાવો તેના ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર :
  • જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કાનોના દોલનો તરંગ પ્રસારણની દિશાને લંબ દિશામાં થતાં હોય તેવા તરંગને લંબગત તરંગ કહે છે
  • આકૃતિ મુકવી................
  • આકૃતિમાં સ્લિંકી ના એક છેડાને મિત્ર પકડી રાખે છે............
  • હવે સ્લીન્કીના ડાબી બાજુના છેડાને ઉપર નીચે કરવામાં આવે તો સ્લીન્કીમાં તરંગ રચાય છે જે તેમાં આગળ ને આગળ વધતું જાય છે આ પ્રકારના તરંગને લંબ ગત  તરંગ કહે છે
  • ખેંચેલી દોરીને અથવા તારને તેની લંબાઈને લંબ રૂપે દોલન આપવામાં આવે ત્યારે તેમાં લંબ ગત  તરંગ ઉત્પન્ન થાય છ
  • પ્રકાશના તરંગો લંબગત  તરંગો છે પણ અહિ માધ્યમના કણો આથવા માધ્યમના દબાણ કે  ઘનતા દોલિત થતાં નથી પ્રકાશ ના તરંગો યાંત્રિક તરંગો નથી.
પ્રશ્ન 9 ધ્વનિ તરંગોને આલેખ સ્વરૂપે દર્શાવો અને તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર : 
  • ધ્વનિ તરંગોને આલેખ સ્વરૂપે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે જે દર્શાવે છે કે જ્યારે ધ્વનિ તરંગ કોઈ માધ્યમમાં ગતિ કરે છે ત્યારે સમય સાથે માધ્યમની ઘનતા અને દબાણમાં કેવા પરિવર્તનો થાય છે.
  • કોઈ નિશ્ચિત સમય પર માધ્યમની ઘનતા તથા દબાણ તેમના સરેરાશ મૂલ્યની ઉપર તથા નીચે અંતરની સાથે બદલાય છે.
  • આકૃતિ દર્શાવે છે કે જ્યારે ધ્વનિત રંગ માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે ત્યારે માધ્યમની ઘનતા અને દબાણમાં કેવા ફેરફારો થાય છે.
  • આકૃતિ c મૂકવી............................
  • સંઘનન એક એવો વિસ્તાર (ક્ષેત્ર) છે કે જ્યાં કણ-કણ પાસે પાસે આવી જાય છે, જેને વક્રના ઉપરના ભાગ તરીકે દર્શાવેલ છે. 
  • (આકૃતિ (c)) ટોચ મહત્તમ સંઘનનના વિસ્તારને દર્શાવે છે. આમ, સંઘનન એવો વિસ્તાર છે કે જ્યાં ઘનતા અને દબાણ વધારે હોય છે.
  • વિઘનન એક એવો વિસ્તાર છે કે જયાં કણ-કણ એકબીજાથી દૂર જાય છે, જેને વક્રના નીચેના ભાગ તરીકે
  • ખાડો મહત્તમ વિઘનનના વિસ્તારને દર્શાવે છે. આમ, વિઘનન એવો વિસ્તાર છે કે જ્યાં ઘનતા અને દબાણ ઓછા હોય છે.
  • ટોચને તરંગનું શૃંગ તથા ખાડાને ગર્ત કહે છે. દર્શાવેલ છે. (આકૃતિ (c))
પ્રશ્ન 10 સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર :
  • સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઇ કહે છે.
  • તરંગલંબાઇને સામાન્ય રીતે \ (ગ્રીક અક્ષર લૅમ્ડા) વડે દર્શાવાય છે.
  • તરંગલંબાઇનો SI એકમ મીટર (m) છે.
  • ઘણી વખત તરંગલંબાઇને નાના એકમ ઍંગસ્ટ્રોમ (સંજ્ઞા : A°)માં દર્શાવવામાં આવે છે.
  • 1A° = 10-10m (અથવા  1A° = 10-8cm)
પ્રશ્ન 11 સંગત તરંગની આવૃત્તિ વિશે સમજ આપો.
ઉત્તર :
  • ધ્વનિ કોઇ માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે ત્યારે માધ્યમની ઘનતા કોઇ મહત્તમ તથા લઘુતમ મૂલ્યોની વચ્ચે બદલાય છે.
  • માધ્યમની ઘનતા અધિકતમ મૂલ્યથી લઘુતમ મૂલ્ય સુધી જઇ, ફરી અધિકતમ મૂલ્ય સૂધી પહોંચે છે ત્યારે એક દોલન પૂરું થાય છે.
  • એકમ સમયમાં થતાં દોલનોની કુલ સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ કહે છે.
  • માધ્યમમાં કોઇ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ કહે છે.
  • આવૃત્તિને સામાન્ય રીતે v (ગ્રીક મૂળાક્ષર ન્યૂ) વડે દર્શાવાય છે.
  • આવૃત્તિનો SI એકમ હર્ટ્ઝ (Hz) છે.
પ્રશ્ન 12 સંગત તરંગના આવર્તકાળ વિશે સમજ આપો.
ઉત્તર :
  • માધ્યમમાં કોઇ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.                                        અથવા
  • માધ્યમની ઘનતાના એક સંપૂર્ણ દોલન માટે લીધેલ સમયને ધ્વનિતરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
  • આવર્તકાળને T સંજ્ઞાથી દર્શાવાય છે.
  • આવર્તકાળનો SI એકમ સેકન્ડ (s) છે.
  • આવૃત્તિ અને આવર્તકાળ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે : v = 1 / T
પ્રશ્ન 13 ટૂંક નોંધ લખો : પિચ
ઉત્તર :
  • ધ્વનિનો જે ગુણધર્મ તેની મહત્તા (Highness) અને ન્યૂનતા (Lowness) રજૂ કરે છે, તેને પિચ કહેવામાં આવે છે.
  • પિચ એ ધ્વનિની આવૃત્તિ સાથે સંબંધિત છે પણ પિચ અને આવૃત્તિ એકસમાન નથી. કારણ કે પિચમાં માનસશાસ્ત્રીય સમજ સમાવિષ્ટ છે, જે શરીરવિજ્ઞાનસંબંધી છે.
  • કોઇ ઉત્સર્જિત ધ્વનિની આવૃત્તિનું આપણું મસ્તિષ્ક કેવું અર્થઘટન કરે છે, તેને પિચ કહે છે. પિચ એ
  • આત્મલક્ષી (વ્યક્તિલક્ષી) રાશિ છે. તે કોઇ ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી કોઇ સાધન દ્વારા ચોક્કસપણે તે માપી શકાતી નથી. પિચ એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે, જે તીણા અને ઘેરા અવાજ (ધ્વનિ) વચ્ચેનો ભેદ પારખવામાં સહાયક સ્ત્રીનો અવાજ પુરુષના અવાજ કરતાં તીણો હોય છે, એનું કારણ એ છે કે સ્ત્રીના અવાજની આવૃત્તિ, પુરુષના અવાજ કરતાં ઊંચી હોય છે.
  • કોઇ ધ્વનિ-સ્ત્રોતનું કંપન જેટલી ઝડપથી થાય છે, તેની આવૃત્તિ તેટલી જ વધારે હોય છે તથા તેની પિચ પણ વધારે હોય છે.
  • આમ, ઊંચી પિચવાળો ધ્વનિ માધ્યમના કોઇ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતાં વધુ સંખ્યાના સંઘનન તથા વિઘનન સાથે સંબંધિત છે. 
  • (આકૃતિ (a))..........................
  • જે ધ્વનિની પિચ ઓછી હોય તેની આવૃત્તિ પણ ઓછી હોય છે. જે આકૃત્તિ (b) માં દર્શાવેલ છે.
  • ટૂંકમાં, વધુ પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ વધુ તથા ઓછી પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ ઓછી હોય છે.
  • આકૃતિ મૂકવી (b).......................
પ્રશ્ન 14 તરંગના કંપવિસ્તાર વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર :
  • તરંગ-પ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઇ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો કંપવિસ્તાર કહે છે.
  • કંપવિસ્તારને A સંજ્ઞાથી દર્શાવાય છે.
  • કંપવિસ્તારનો SI એકમ મીટર (m) છે.
  • ધ્વનિના કિસ્સામાં, કંપવિસ્તારનો SI એકમ kg m³ (ઘનતાનો એકમ) અથવા N m² (દબાણનો એકમ) છે.
પ્રશ્ન 15 ધ્વનિની પ્રબળતા વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર :
  • ધ્વનિના કંપવિસ્તારની માનસશાસ્ત્રીય સમજ, જે શરીરવિજ્ઞાનસંબંધી છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે. જ્યારે ધ્વનિ શ્રોતાના કાન પર પડે છે ત્યારે કાનમાં સંવેદના પેદા કરે છે. કેટલાક ધ્વનિ પ્રબળ અને કેટલાક ધ્વનિ મૃદુ હોય છે.
  • પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે.
  • જો આપેલ ધ્વનિ-ચીપિયા (સ્વરકાંટા)ને ધીરેથી રબરના પૅડ પર અફાળવામાં આવે, તો આપણને સંભળાતો ધ્વનિ મૂદુ હોય છે. પણ જો તે જ ધ્વનિ-ચીપિયાને ખૂબ જોરથી રબરના પૅડ પર અફાળવામાં આવે, તો આપણને સંભળાતો ધ્વનિ પ્રબળ હોય છે.
  • અહીં બંને ધ્વનિ એક જ સ્વરકાંટા વડે ઉત્પન્ન કરેલા છે. તેથી તેમની આવૃત્તિ અથવા તરંગ-આકૃતિઓ (Wave-forms) સમાન છે.
  • પણ મૃદુ ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર નાનો છે જ્યારે પ્રબળ ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર મોટો છે.
  • આમ, ધ્વનિની પ્રબળતા અને મૃદુતા તરંગના કંપવિસ્તાર વડે જાણી શકાય છે. પ્રબળ
  • ધ્વનિ લાંબા અંતર સુધી જઇ શકે છે. કારણ કે તેની સાથે સંકળાયેલી ઊર્જા વધારે હોય છે.
  • આકૃતિ મૂકવી ........................
પ્રશ્ન 16  ટૂંકમાં સમજાવો : ધ્વનિની ગુણવત્તા અથવા ધ્વનિ ગુણતા (timbre-ટૅમ્બર) વિશે ટૂંક નોંધ લખો.
ઉત્તર :
  • ટૅમ્બર – ધ્વનિ ગુણતા એક એવી લાક્ષણિકતા છે કે જે આપણને સમાન પિચ અને પ્રબળતા ધરાવતાં ધ્વનિઓને એકબીજાથી જુદા પાડવાની ક્ષમતા આપે છે.
  • જે ધ્વનિ સુખદ અનુભવ આપે છે તેની ગુણવત્તા વધુ સારી ગણાય છે.
  • ધ્વનિ ગુણતા ધ્વનિના તરંગરૂપ – તરંગાકાર (Wave-form) વડે જાણી શકાય છે.
  • જુદા જુદા વ્યક્તિઓનો અવાજ તથા સંગીતનાં વિવિધ સાધનો-વાદ્યોની ગુણવત્તા અલગ અલગ હોય છે.
  • તેમનું તરંગરૂપ જુદું જુદું હોય છે.
  • આકૃતિ (a) ..................
  • આકૃતિ (a) એ એક ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવેલ ધ્વનિનું તરંગરૂપ છે. ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવેલ ધ્વનિ એક જ આવૃત્તિનો બનેલો હોય છે.
  • એક જ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિને લય-ટોન (Tone) કહે છે.
  • આકૃતિ (b)..............
  • આકૃતિ (b) એ વાયોલિન વાદ્ય દ્વારા ઉદ્ભવેલ ધ્વનિનું તરંગરૂપ છે. જેમાં ઘણી બધી આવૃત્તિઓનું મિશ્રણ થયેલું છે.
  • અનેક આવૃત્તિઓના મિશ્રણથી ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને સ્વર-નોટ (Note) કહે છે.
  • ધ્વનિ-ચીપિયામાંથી ઉદ્ભવતો ધ્વનિ એક જ આવૃત્તિનો બનેલો હોવાથી તેને શુદ્ધ સ્વર (સૂર) કહે છે. અનિચ્છિત ધ્વનિ એટલે ઘોંઘાટ. ઘોંઘાટ કર્ણપ્રિય હોતો નથી.
  • ઘોંઘાટ આપણા શરીરને હાનિકારક હોય છે.
  • શ્રેષ્ઠ સંગીત સાંભળવામાં સુખદ અનુભવ આપે છે અને તે ઉચ્ચ ગુણવત્તા ધરાવે છે.
પ્રશ્ન 17  તરંગનો કયો ગુણધર્મ નીચે દર્શાવેલ બાબતો નક્કી કરે છે ?  (a) પ્રબળતા  (b) પિચ
ઉત્તર : 
  • (a) ધ્વનિતરંગનો કંપવિસ્તાર તેની પ્રબળતા નક્કી કરે છે.
  • (b) ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ તેની પિચ નક્કી કરે છે.
પ્રશ્ન 18 અનુમાન લગાવો કે નીચેનામાંથી કયા ધ્વનિની પિચ વધારે છે ?  (a) ગિટાર (b) કારનું હોર્ન
ઉત્તર : 
(a) ગિટાર
  • કારણ કે ગિટાર વડે ઉદ્ભવતા ધ્વનિની આવૃત્તિ, કારના હૉર્ન વડે ઉદ્ભવતા ધ્વનિની આવૃત્તિ કરતાં વધુ હોય છે. તેથી ગિટારના ધ્વનિની પિચ, કારના હૉર્નના ધ્વનિની પિચ કરતાં વધુ હોય છે.
પ્રશ્ન 19  તરંગના વેગ વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર : 
  • માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગના સંઘનન અથવા વિઘનન દ્વારા એકમ સમયમાં કાપેલ અંતરને ધ્વનિતરંગનો વેગ કહે છે.
તરંગ વેગ = તરંગે કાપેલું અંતર / તે માટે લાગતો સમય 
               = તરંગલંબાઈ / આવર્તકાળ 
               ஃ v = λ / T
               ஃ v = λv (∵ v = 1 / T ) 
               ஃ વેગ = તરંગલંબાઈ X આવૃતિ 
  • આપેલ માધ્યમમાં સમાન ભૌતિક પરિસ્થિતિમાં ધ્વનિનો વેગ બધી આવૃત્તિઓ માટે સમાન હોય છે.
પ્રશ્ન 20 કોઈ ધ્વનિતરંગ માટે તરંગલંબાઈ, આવૃત્તિ, આવર્તકાળ અને કંપવિસ્તાર એટલે શું ?
ઉત્તર :
તરંગલંબાઈ (λ)
  • સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન C અથવા બે ક્રમિક વિદ્યનન R વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ કહે છે.
આવૃત્તિ (v)
  • માધ્યમમાં કોઇ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ કહે છે.
આવર્તકાળ (T)
  • માધ્યમમાં કોઇ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને ધ્વનિતરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
કંપવિસ્તાર (A)
  • તરંગ-પ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઇ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો કંપવિસ્તાર કહે છે.
પ્રશ્ન 21 કોઈ ધ્વનિતરંગની તરંગલંબાઈ તથા આવૃત્તિ તેના વેગ સાથે કેવો સંબંધ ધરાવે છે?
ઉત્તર : 
  • ધ્વનિતરંગની તરંગલંબાઇ λ, આવૃત્તિ v અને તરંગના વેગ v વચ્ચેનો સંબંધ ບ =  vλ છે.
  • વેગ = આવૃત્તિ x તરંગલંબાઇ
પ્રશ્ન 22 આપેલ માધ્યમમાં એક ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ 220 Hz અને ઝડપ 440 m st છે. આ તરંગની તરંગલંબાઈ ગણો.
ઉત્તર :
λ  = ບ / v 
    = 440 / 220 
    = 2 m  

પ્રશ્ન 23 કોઈ ધ્વનિ-સ્ત્રોતથી 450 m દૂર બેઠેલ કોઈ વ્યક્તિ 500 Hzનો ટોન સાંભળે છે. સ્ત્રોતથી વ્યક્તિ સુધી પહોંચવાવાળા બે ક્રમિક સંઘનન વચ્ચેનો સમયગાળો કેટલો હશે?
ઉત્તર : 
આવર્તકાળ T = 1 / v 
                      = 1 / 500 
                      = 0.002 s

પ્રશ્ન 24 ધ્વનિની તીવ્રતા વિશે જરૂરી સમજ આપો.
ઉત્તર :   
  • ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ-ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે.
  • તીવ્રતા એક ભૌતિક રાશિ છે, તેનું માપન થઇ શકે છે.
  • ‘ધ્વનિની તીવ્રતા’ અને ‘ધ્વનિની પ્રબળતા’ ભલે એકબીજા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત હોય પણ બંને એક નથી, તેમનો અર્થ એક નથી.
  • પ્રબળતા એ ધ્વનિ માટે શ્રોતાની કાનની સંવેદનશીલતાનું માપ છે. તે ભૌતિક રાશિ નથી. તેથી તેને ચોક્કસપણે માપી શકાતી નથી.
  • ધ્વનિ-ઉદ્ગમથી એકસરખા અંતરે રહેલી બે વ્યક્તિઓના કાન પર એકસમાન તીવ્રતાવાળો ધ્વનિ પડે છે. તેથી બંને વ્યક્તિઓ ધ્વનિની તીવ્રતા એકસરખી અનુભવે છે. પણ જો બંને વ્યક્તિઓની કાનની સંવેદનશીલતા એકસરખી ન હોય તો જે વ્યક્તિની કાનની સંવેદનશીલતા વધુ હોય તેને ધ્વનિની પ્રબળતા વધુ લાગે છે જ્યારે બીજાને ધ્વનિની પ્રબળતા ઓછી લાગે છે.

પ્રશ્ન 25 ધ્વનિની પ્રબળતા તથા ધ્વનિની તીવ્રતા વચ્ચેનો તફાવત જણાવો.
ઉત્તર : 
ધ્વનિની પ્રબળતા ધ્વનિની તીવ્રતા
પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે. ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ- ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે.
તે સંપૂર્ણરૂપે કોઇ ભૌતિક રાશિ નથી. તેને ચોક્કસપણે માપી શકાતી નથી. તે સંપૂર્ણરૂપે એક ભૌતિક રાશિ છે, જેનું માપન ચોક્કસપણે થઇ શકે છે.
તે વ્યક્તિની કાનની સંવેદનશીલતા પર આધારિત છે. તે વ્યક્તિના કાનની સંવેદનશીલતા પર આધારિત નથી.
તેનું અસ્તિત્વ વ્યક્તિલક્ષી (Subjective) છે.

તેનું અસ્તિત્વ માત્રાલક્ષી (Objective) છે.


પ્રશ્ન 26 ધ્વનિની ઝડપ માધ્યમ બદલાતાં કેવી રીતે બદલાય છે ? ધ્વનિની ઝડપ કઈ બાબતો પર આધાર રાખે છે?
ઉત્તર : 
  • આપેલ માધ્યમમાં ધ્વનિ એક ચોક્કસ ઝડપથી ગતિ કરે છે પણ તેની ઝડપનું મૂલ્ય પ્રકાશની ઝડપ કરતાં ઓછું છે.
  • ધ્વનિની ઝડપ તે જે માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે તેના ગુણધર્મો (જેવા કે, સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઘનતા) પર આધાર રાખે છે.
  • ધ્વનિની ઝડપ ઘન પદાર્થથી વાયુ પદાર્થ તરફ જતા ઘટતી જાય છે. અર્થાત્
  • (ધ્વનિની ઝડપ) ઘન > (ધ્વનિની ઝડપ)પ્રવાહી > (ધ્વનિની ઝડપ)વાયુ
  • ધ્વનિની ઝડપ આપેલ માધ્યમમાં તાપમાન પર આધાર રાખે છે.ધ્વનિની ઝડપ આપેલ માધ્યમમાં તાપમાન વધતાં વધે છે.
  • ઉદા. : 0°C તાપમાને હવામાં ધ્વનિની ઝડપ આશરે 331 m s-1 જેટલી હોય છે જયારે 22°C તાપમાને હવામાં ધ્વનિની ઝડપ 344 m s 1 છે.
પ્રશ્ન 27 ચોક્કસ તાપમાને હવા, પાણી, લોખંડ પૈકી ક્યા માધ્યમમાં ધ્વનિ સૌથી વધારે ઝડપથી ગતિ કરશે?
ઉત્તર : 
  • ધ્વનિતરંગોની ઝડપ પ્રવાહી અને વાયુની સાપેક્ષે ઘન પદાર્થમાં સૌથી વધારે હોય છે. તેથી લોખંડમાં ધ્વનિતરંગોની ઝડપ સૌથી વધારે હશે.
પ્રશ્ન 28 ધ્વનિતરંગોના કિસ્સામાં પરાવર્તનના નિયમો લખો.
ઉત્તર : 
  • પ્રકાશની જેમ ધ્વનિ પણ ઘન અને પ્રવાહી સપાટી પરથી પરાવર્તન પામે છે.
  • આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ સમાન હોય છે.
  • આપાત ધ્વનિ, આપાતબિંદુએ પરાવર્તન સપાટીને દોરેલો લંબ તથા પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે.
પ્રશ્ન 29 પડઘા વિશે જરૂરી સમજૂતી આપો.
ઉત્તર :  
  • કોઇ ખાલી મોટા ઓરડામાં – ખાલી સભાખંડમાં કોઇ વ્યક્તિ જોરથી બૂમ પાડે, તો આપણને તેનો મૂળ ધ્વનિ પહેલાં સંભળાય છે અને ત્યારબાદ પરાવર્તિત ધ્વનિ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.
  • શ્રવણશક્તિના વિલંબન (Presistence of hearing) ના કારણે આપણા મગજમાં ધ્વનિની સંવેદના 0.1 s સુધી રહે છે. તેથી પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય તે માટે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ વચ્ચે ઓછામાં ઓછો 0.1 s નો સમયગાળો ચોક્કસ હોવો જોઇએ.
  • આમ, સભાખંડમાં ઉત્પન્ન થયેલ મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત થયેલ ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કે તેથી થોડો વધુ હોય ત્યારે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ અલગ અલગ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.
  • જો 22°C તાપમાને હવામાં ધ્વનિનો વેગ 344 m s¹ લઇએ, તો ધ્વનિને શ્રોતાથી પરાવર્તક સપાટી સુધી જવા તથા પાછા આવવા માટે ધ્વનિ દ્વારા હવામાં કપાયેલ કુલ અંતર ઓછામાં ઓછું 344 m s¹ x 0.1 s = 34.4 m હોવું જોઇએ.
  • આમ, પડઘો સ્પષ્ટ સાંભળવા માટે અવરોધકનું ધ્વનિ-સ્ત્રોતથી ઓછામાં ઓછું (લઘુતમ)
  • અંતર = 34.4 m/2 = 17.2 m હોવું જોઇએ.
  • આ અંતર હવાના તાપમાન સાથે બદલાય છે, કારણ કે તાપમાન સાથે ધ્વનિનો વેગ પણ બદલાતો હોય છે.
  • ધ્વનિના વારંવાર થતા પરાવર્તનના કારણે આપણને એકથી વધારે વખત પડઘા સંભળાઇ શકે છે.
  • વાદળોના ગડગડાટનો ધ્વનિ પણ ઘણી પરાવર્તક સપાટીઓ જેમ કે વાદળો તથા જમીન પરથી થતાં ધ્વનિનાં વારંવાર પરાવર્તનના ફળસ્વરૂપે ઉત્પન્ન થતો હોય છે.
પ્રશ્ન 30 ટૂંક નોંધ લખો : અનુરણન (Reverberation)
ઉત્તર :   
  • કોઇ મોટા ઓરડામાં (સભાખંડમાં) વક્તા જ્યારે બોલવાનું બંધ કરે કે તરત જ તેનો અવાજ-ધ્વનિ સંભળાવો બંધ થતો નથી.
  • સભાખંડમાં પ્રેક્ષકો સુધી ધ્વનિ સીધો તેમજ હૉલની દીવાલો તથા છત પરથી થતા ગુણન (multiple) પરાવર્તનના લીધે પહોંચે છે. જેના કારણે ધ્વનિ હૉલમાં થોડા સમય સુધી જળવાઇ રહે છે, જ્યાં સુધી તેની તીવ્રતા ખૂબ જ ઓછી ન થાય.
  • આમ, ધ્વનિ ઉત્પન્ન થવાનો બંધ થયા બાદ વારંવાર થતા પરાવર્તનને લીધે જે ધ્વનિ મળે છે, તેને અનુરણન (Reverberation) કહે છે. 
  • કોઇ સભાખંડ કે મોટા હૉલમાં વધારે પડતું અનુરણન અનિચ્છનીય છે.
અનુરણન ઘટાડવાના ઉપાયો : 
  • હૉલની છત તથા દીવાલો પર ધ્વનિશોષક પદાર્થો જેવા કે દબાયેલા ફાઇબર બોર્ડ, ગ્લાસ-વુલ, રફ પ્લાસ્ટર, પડદા વગેરે લગાડવામાં આવે છે.
  • સીટો બનાવવા માટેના પદાર્થની પસંદગી પણ તેના ધ્વનિ-શોષકતા ગુણોને આધારે કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 31  કોઈ પડઘો 3 s સમય પછી સંભળાય છે. જો ધ્વનિનો વેગ 342 m / s હોય, તો સ્ત્રોત અને પરાવર્તક સપાટી વચ્ચેનું અંતર કેટલું હશે ?
ઉત્તર : 
અહીં, 
ધ્વનિનો વેગ v = 342 m / s ‘; 
સમય t = 3 s; 
સ્ત્રોત અને પરાવર્તક સપાટી વચ્ચેનું અંતર d = ?
પડઘો સંભળાય ત્યારે ધ્વનિ દ્વારા કપાયેલ કુલ અંતર = ધ્વનિનો વેગ x સમય
2d = ບ x t
d = ບ x t / 2 
d = 342 x 3 /2 
d = 513 m

પ્રશ્ન 32 ધ્વનિના ગુણક પરાવર્તનના ઉપયોગો લખો.
ઉત્તર : 
  • મેગાફોન કે લાઉડસ્પીકર, હૉર્ન, તૂરી તથા શહેનાઇ જેવાં વાદ્યો એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે જેથી ધ્વનિ બધી દિશામાં ફેલાવાના બદલે ફક્ત એક ચોક્કસ દિશામાં ગતિ કરે. (જૂઓ આકૃતિ (a))
  • આ યંત્રોમાં એક નળીનો આગળનો ખુલ્લો ભાગ શંકુ આકારનો હોય છે, જે સ્ત્રોતથી ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને વારંવાર પરાવર્તિત કરી શ્રોતાઓની દિશામાં આગળ તરફ મોકલે છે.
  • સ્ટૅથોસ્કોપ એક મેડિકલ ઉપકરણ છે, જે શરીરની અંદર ખાસ કરીને હૃદય તથા ફેફસાઓમાં ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિને સાંભળવાના કામમાં આવે છે. સ્ટૅથોસ્કોપમાં દર્દીના હૃદયના ધડકન (ધબકારા)નો ધ્વનિ વારંવાર પરાવર્તન પામી ડૉક્ટરના કાન સુધી પહોંચે છે. (જૂઓ આકૃતિ (b))
  • સ્ટેથોસ્કોપ આકૃતિ (b)
    • કૉન્સર્ટ હૉલ, સંમેલન ઓરડાઓ તથા સિનેમા હૉલની છત વક્રાકાર બનાવવામાં આવે છે. જેથી પરાવર્તન બાદ ધ્વનિ હૉલના બધા જ ભાગો સુધી પહોંચી જાય છે, જે આકૃતિ C માં દર્શાવેલ છે
  • ક્યારેક ક્યારેક વક્રાકાર ધ્વનિબોર્ડ મંચની પાછળ રાખવામાં આવે છે, જેથી ધ્વનિ આ ધ્વનિબોર્ડથી પરાવર્તન પામી સંપૂર્ણ હૉલમાં ફેલાઇ જાય છે. (જૂઓ આકૃતિ (d))
પ્રશ્ન 33  કૉન્સર્ટ હૉલની છતો વક્રાકાર કેમ હોય છે ?
ઉત્તર : 
  • કૉન્સર્ટ હૉલની છત વક્રાકાર બનાવવાથી અનિચ્છનીય અનુરણન નિવારી શકાય છે અને છત પરથી પરાવર્તન પામ્યા બાદ ધ્વનિ હૉલના દરેક ખૂણા સુધી પહોંચી શકે છે. જેથી પ્રેક્ષકો સ્પષ્ટ ધ્વનિ સાંભળી શકે છે.

પ્રશ્ન 34 શ્રાવ્ય ધ્વનિ (Audible Sound) વિશે જરૂરી સમજ આપો. 
ઉત્તર : 
  • જો ધ્વનિની આવૃત્તિ 20 Hz થી 20,000 Hz (એટલે કે 20 kHz) વચ્ચે હોય, તો તેવો ધ્વનિ સામાન્ય માનવકાન ઉપર સંવેદના ઉપજાવી શકતો હોવાથી આવો ધ્વનિ સામાન્ય માનવી સાંભળી શકે છે.
  • ધ્વનિતરંગોના આ આવૃત્તિના વિસ્તારને શ્રાવ્ય વિસ્તાર (Audible range) કહે છે તથા આવા ધ્વનિને શ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે.
  • આમ માનવકાન માટે 20Hz ≤ 20,000 Hz
  • 5 વર્ષથી નીચેની ઉંમરના બાળકો અને કૂતરા જેવાં પ્રાણીઓ 25 kHz સુધીની ધ્વનિતરંગની આવૃત્તિ સાંભળી શકે છે.
  • જેમ ઉંમર વધે છે તેમ સામાન્ય માનવીના કાન, ઊંચી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો માટે ઓછા સંવેદનશીલ બને છે.
પ્રશ્ન 35 અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ (Infrasonic Sound) વિશે જરૂરી સમજ આપો. 
ઉત્તર : 
  • અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ (Infrasonic Sound)20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે. આવા ધ્વનિને આપણે સાંભળી શકતા નથી.
  • વહેલ અને હાથી 20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળા ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે.ધરતીકંપ વખતે મુખ્ય શૉક તરંગ પહેલાં ઉત્પન્ન થતાં તરંગો અવશ્રાવ્ય તરંગો છે.
  • હવામાં લોલકનાં દોલનોને કારણે ઉદ્ભવતો ધ્વનિ અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ છે. તેથી આપણે તેને સાંભળી શકતાં નથી.
  • ગેંડો 5 Hz આવૃત્તિ ધરાવતાં અવશ્રાવ્ય ધ્વનિનો ઉપયોગ કરીને સંપર્ક સ્થાપિત કરે છે.
પ્રશ્ન 36 પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ વિશે જરૂરી સમજ આપો. 
ઉત્તર : 
  • 20,000 Hz કરતાં વધુ આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહે છે.
  • માનવકાન પરાધ્વનિ સાંભળી શકતો નથી.
  • ડૉલ્ફિન, ચામાચીડિયું અને પોરપોઇઝ (વ્હેલ જેવું જ સસ્તન પ્રાણી) પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન કરે છે અને સાંભળી પણ શકે છે.
  • કૂતરું, બિલાડી, માછલી, કેટલાંક પક્ષીઓ અને કેટલાંક જીવજંતુઓ આવા પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિતરંગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે તેમજ સાંભળી પણ શકે છે.
  • કેટલી પ્રજાતિ (moths) નાં ફૂદાઓની શ્રવણશક્તિ ખૂબ જ ઊંચી હોય છે. આ ફૂદા, ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ આવૃત્તિના ચીંચીં જેવા ધ્વનિને સાંભળી શકે છે. તેથી તેમને પોતાની આસપાસ ઊડતાં ચામાચીડિયાંની જાણકારી મળી જાય છે અને પોતાને પકડાઇ જતા બચાવે છે.
  • ઉંદરો પરાધ્વનિ ઉત્પન્ન કરીને કેટલીક રમતો રમે છે.
પ્રશ્ન 37  સામાન્ય મનુષ્ય માટે ધ્વનિ શ્રાવ્યતાનો વિસ્તાર કેટલો હોય છે ?
ઉત્તર : 
  • સામાન્ય મનુષ્ય માટે ધ્વનિ શ્રાવ્યતાનો વિસ્તાર 20 Hz થી 20,000 Hz જેટલો છે.
પ્રશ્ન 38 નીચેનાની ધ્વનિ આવૃત્તિનો વિસ્તાર કેટલો હોય છે? (a) અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ (b) પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ
ઉત્તર : 
(a) અવશ્રાવ્ય ધ્વનિ
  • 20 Hz થી ઓછી આવૃત્તિ.
(b) પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ
  • 20,000 Hz થી વધારે આવૃત્તિ.
પ્રશ્ન 39 પરાધ્વનિ-તરંગોની ઉપયોગિતા વર્ણવો.
ઉત્તર : 
  • પરાધ્વનિ ઉચ્ચ આવૃત્તિનાં તરંગો છે.
  • પરાધ્વનિ અવરોધોની હાજરીમાં પણ એક નિશ્ચિત પથ પર ગતિ કરે છે. તેથી ઉદ્યોગો તથા ચિકિત્સાક્ષેત્રમાં તેનો બહોળો ઉપયોગ થાય છે.
  • પરાધ્વનિ મોટે ભાગે તે ભાગોને સાફ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે, જ્યાં પહોંચવું કઠિન હોય છે. જેમ કે, સર્પિલાકાર નળી, વિષમ આકારના ભાગો, ઇલેક્ટ્રૉનિક ઘટકો વગરે.
  • જે વસ્તુઓને સાફ કરવાની હોય તેને સફાઇ દ્રાવણમાં રાખી, તેની પર પરાધ્વનિ આપાત કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ આવૃત્તિને કારણે ધૂળ, ચીકાશ તથા ગંદકીના કણો જુદા થઇને નીચે પડી જાય છે અને આ રીતે વસ્તુ સંપૂર્ણ સાફ થાય છે.પરાધ્વનિનો ઉપયોગ ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલી તિરાડો તથા અન્ય ખામીઓ શોધવામાં કરી શકાય છે. ધાતુના બ્લૉક મોટા ભાગે મોટાં મોટાં ભવનો, પુલો, મશીનો તથા વૈજ્ઞાનિક સાધનો બનાવવાના ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.
  • ધાતુના બ્લૉકમાં રહેલી તિરાડ કે છિદ્ર બહારથી દેખાતા નથી. તે ભવન કે પુલની મજબૂતી ઓછી કરે છે. પરાધ્વનિ- તરંગો ધાતુના બ્લૉક પર આપાત કરી પરાવર્તિત થતા તરંગો ડિટેક્ટર દ્વારા નોંધવામાં આવે છે. જો બ્લૉકમાં થોડી પણ ખામી હોય, તો પરાધ્વનિ-તરંગો તરત પરાવર્તિત થાય છે, જે ખામીની હાજરી સૂચવે છે.
  • પરાધ્વનિ-તરંગોને હૃદયના જુદા જુદા ભાગો દ્વારા પરાવર્તિત કરાવી હૃદયનું પ્રતિબિંબ બનાવાય છે. આ ટેકનિકને ‘ઇકો કાર્ડિયોગ્રાફી’ (ECG) કહે છે.
  • પરાધ્વનિ સમસૂચક એક એવું યંત્ર છે કે જે પરાધ્વનિ- તરંગોનો ઉપયોગ કરી માનવશરીરનાં આંતરિક અંગોનું પ્રતિબિંબ બનાવી શકાય છે.
  • આ યંત્ર દ્વારા દર્દીનાં અંગો જેવાં કે યકૃત, પિત્તાશય, ગર્ભાશય, કિડની વગેરેનાં પ્રતિબિંબ બનાવી શકાય છે.
  • આ યંત્ર શરીરની અસામાન્યતાઓ જેમ કે, પિત્તાશય અથવા મૂત્રપિંડમાં પથરી તથા જુદાં જુદાં અંગોમાં ગાંઠ(ટ્યુમર)ની શોધ કરવામાં ઉપયોગી છે.
  • આ ટેકનિકમાં પરાધ્વનિ-તરંગો શરીરના કોષોમાંથી પસાર થાય છે તથા જ્યાં કોષોની ઘનતામાં ફેરફાર થાય ત્યાંથી પરાવર્તિત થાય છે. ત્યારબાદ આ તરંગોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જેનાથી તે અંગનું પ્રતિબિંબબનાવાય છે.
  • આ પ્રતિબિંબને મૉનિટર પર દર્શાવાય છે અથવા ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ પર મુદ્રિત કરી શકાય છે. આ ટેક્નિકને અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફી કહે છે.
  • અલ્ટ્રાસોનિક સોનોગ્રાફીની મદદથી ગર્ભાવસ્થામાં ભ્રૂણની ચકાસણી તથા જન્મજાત દોષ કે તેના વિકાસમાં રહેલી અનિયમિતતાઓની જાણકારી મેળવી શકાય છે.
  • પરાધ્વનિને મૂત્રપિંડમાં રહેલી પથરીને બારીક કણોમાં તોડવા માટે પણ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.
  • આ કણ ત્યારબાદ મૂત્ર સાથે બહાર નીકળી જાય છે
પ્રશ્ન 40  એક સબમરીન સોનાર સ્પંદ ઉત્પન્ન કરે છે. જો પાણીની અંદર રહેલ ખડક સાથે અથડાઈને 1.02 s બાદ પરાવર્તિત થતા હોય તથા ખારા પાણીમાં ધ્વનિની ઝડપ 1531 ms’ હોય, તો ખડકનું અંતર શોધો.
ઉત્તર :   
અહીં, 
સમય / = 1.02 s; 
ધ્વનિની ઝડપ = 1531 m s ‘; 
સબમરીન અને પાણીની અંદર રહેલ ખડક વચ્ચેનું અંતર = d = ?
હવે, સોનાર સ્પંદ વડે કપાયેલ કુલ અંતર = ધ્વનિની ઝડપ x સમય
2d = vt
d = vt / 2
d = 1531 x 1.02 /2
d  = 780.81 m

પ્રશ્ન 41 ચામાચીડિયું પોતાનો શિકાર પકડવા માટે પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરે છે તેનું વર્ણન કરો.
ઉત્તર :   
  • ચામાચીડિયા ઘોર અંધકારમાં પોતાનું ભોજન શોધવા માટે ઊડતા હોય ત્યારે પરાધ્વનિ-તરંગો ઉત્સર્જિત કરે છે અને પરાવર્તન બાદ તેનું સંસૂચન (Detection) કરે છે.
  • ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા પરાધ્વનિ સ્પંદ અવરોધો કે કીટકોથી પરાવર્તન પામી તેના કાનમાં પ્રવેશે છે.
  • આ પરાવર્તિત સ્પંદનોની પ્રકૃતિની મદદથી ચામાચીડિયાને ખબર પડે છે કે અવરોધક કે કીટક ક્યાં છે અને કેવા "પ્રકારનું છે. પોરપોઇઝ સસ્તન માછલીઓ પણ અંધારામાં સંચાલન અને ભોજનની શોધમાં પરાધ્વનિનો ઉપયોગ કરે છે.
પ્રશ્ન 42 કાન દ્વારા આપણે અવાજ કેવી રીતે સાંભળી શકીએ છીએ ?
ઉત્તર : 
  • શરીરના અતિસંવેદનશીલ ભાગ એવા કાન દ્વારા આપણે સાંભળી શકીએ છીએ.
  • શ્રાવ્ય આવૃત્તિથી ઉત્પન્ન થતા દબાણના ફેરફારને કાન વિદ્યુત સંકેતમાં ફેરવે છે.
  • આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ મારફતે આપણામગજમાં પહોંચે છે અને મગજ તેને ધ્વનિ સ્વરૂપે સમજે છે.
પ્રશ્ન 43 માનવકાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજાવો.
ઉત્તર :   
  • માનવકાન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલો છે : (i) બાહ્ય કર્ણ, (ii) મધ્યકર્ણ અને (iii) અંતઃકર્ણ.
(a) બાહ્ય કર્ણ (Outer ear)
  • બાહ્ય કર્ણને કર્ણપલ્લવ કહે છે. કર્ણપલ્લવ બાહ્ય ધ્વનિને એકત્રિત કરે છે.
  • આ એકત્રિત ધ્વનિ શ્રવણનલિકામાંથી પસાર થઇ તેના છેડે રહેલા પાતળા પડદા સુધી પહોંચે છે. આ પડદાને કર્ણપટલ કહે છે.
  • ધ્વનિ-પ્રસરણને લીધે જયારે કર્ણપટલ આગળ સંઘનન રચાય છે ત્યારે પડદા પર બહારની તરફથી લાગતું દબાણ વધી જાય છે. તેથી કર્ણપટલ અંદર તરફ ધકેલાય છે અને વિઘનન દરમિયાન કર્ણપટલ બહારની તરફ ધકેલાય છે.
  • આમ, કર્ણપટલનું કંપન થાય છે.
(b) મધ્ય કર્ણ (Middle ear)
  • કર્ણપટલનાં કંપનો અતિસૂક્ષ્મ હોય છે, જેને મધ્યકર્ણમાં આવેલાં ત્રણ હાડકાં – હથોડી, એરણ અને પેગડું દ્વારા પ્રવર્ધિત કરવામાં આવે છે.
  • ત્યારબાદ આ પ્રવર્ધિત દબાણના ફેરફારોને તે અંતઃકર્ણ તરફ પ્રસારિત કરે છે.
(c) અંત : કર્ણ (Inner ear)
  • અંતઃકર્ણ આ કંપનોને કર્ણાવર્ત (શંખિકા) દ્વારા વિદ્યુત સંકેતોમાં ફેરવે છે. (કર્ણનો આ ભાગ ‘શંખિકા પ્રવાહિતી ભરેલો હોય છે)
  • આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણ તંતુઓ વડે મગજ સુધી પહોંચે છે અને મગજ દ્વારા તેનું ધ્વનિ સ્વરૂપમાં વિશ્લેષણ થાય છે.