स्वाध्याय प्रश्नोत्तरे
प्रश्न 1. रिकाम्या जागी योग्य शब्द भरा.
(अ) ध्वनी तरंगातील उच्च दाब आणि घनतेच्या भागाला ……. म्हणतात. तर कमी दाब व घनतेच्या भागाला ……. म्हणतात.
ध्वनितरंगातील उच्च दाब आणि घनतेच्या भागाला संपीडन म्हणतात, तर कमी दाब व घनतेच्या भागाला विरलन म्हणतात.
(आ) ध्वनीच्या निर्मितीला माध्यमाची गरज …….
ध्वनीच्या निर्मितीला माध्यमाची गरज असते.
(इ) एका ध्वनीतरंगात एका सेकंदात तयार होणाऱ्या विरलन आणि संपीडन यांची एकूण संख्या १००० इतकी आहे. या ध्वनीतरंगाची वारंवारिता …… Hz इतकी असेल.
एका ध्वनितरंगात एका सेकंदात तयार होणाऱ्या विरलन आणि संपीडन यांची एकूण संख्या १००० इतकी आहे. या ध्वनितरंगाची वारंवारिता ५०० Hz इतकी आहे.
(ई) वेगवेगळ्या स्वरांसाठी ध्वनी तरंगाची ……. वेगवेगळी असते.
वेगवेगळ्या स्वरांसाठी ध्वनी तरंगाची वारंवारिता वेगवेगळी असते.
(उ) ध्वनिक्षेपकामध्ये ….. ऊर्जेचे रूपांतर …… ऊर्जेमध्ये होते.
ध्वनिक्षेपकामध्ये यांत्रिक ऊर्जेचे रूपांतर ध्वनी ऊर्जेमध्ये होते.
प्रश्न 2. शास्त्रीय कारणे सांगा.
(अ) तोंडाने वेगवेगळे स्वर काढताना स्वरतंतूंवरचा ताण बदलणे आवश्यक असते.
वेगवेगळ्या सांगीतिक स्वरांची वारंवारिता वेगवेगळी असते. ही वारंवारिता स्वरतंतूंवरील ताणावर अवलंबून असते, म्हणून तोंडाने वेगवेगळे स्वर काढताना स्वरतंतृंवरचा ताण बदलणे आवश्यक असते.
(आ) चंद्रावरील अंतराळवीरांचे बोलणे एकमेकांना प्रत्यक्ष ऐकू येऊ शकत नाही.
चंद्रावर गेलेले दोन अंतराळवीर अगदी एकमेकांच्या जवळ उभे राहून बोलले तरी त्यांना एकमेकांचे बोलणे ऐकू येणार नाही. कारण चंद्रावर हवा नाही. ध्वनी प्रसारणासाठी आवश्यक माध्यम दोन अंतराळवीरांमध्ये नसल्याने त्यांच्यामध्ये माध्यमामार्फत होणारे ध्वनी प्रसारण होऊ शकत नाही. यामुळे ते अंतराळवीर भ्रमणध्वनीसारखे तंत्रज्ञान वापरून एकमेकांशी संवाद साधतात. भ्रमणध्वनीमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या विशिष्ट लहरींना प्रसारणासाठी कुठल्याही माध्यमाची गरज नसते.
(इ) ध्वनीतरंगाचे हवेतून एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणाकडे प्रसारण होण्यासाठी त्या हवेचे एका
ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी वहन होण्याची आवश्यकता नसते.
हवेतून ध्वनितरंगांचे प्रसारण होताना एका भागातील कंप पावणारे हवेचे रेणू जो ध्वनीच्या स्रोतापासून जास्त लांब असतो अशा लगतच्या भागाला ऊर्जा देतात. हवेचे रेणू केवळ आपल्या माध्यस्थानाभोवती कंपनावस्थेत असतात. त्यामुळे हवेचे एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी वहन होण्याची आवश्यकता नसते.
प्रश्न 3. गिटारसारख्या तंतूवाद्यातून आणि बासरीसारख्या फुंकवाद्यातून वेगवेगळ्या स्वरांची निर्मिती कशी होते ?
- गिटारसारख्या तंतुवाद्यांमध्ये वापरलेल्या तारांवरचा ताण कमी-जास्त करून तसेच तारेच्या कंप पावणाऱ्या भागाची लांबी बोटांनी कमी-जास्त करून कंपनांची वारंवारिता बदलली जाते. यामुळे निरनिराळ्या स्वरांची निर्मिती होते.
- बासरीसारख्या फुंकवाद्यात फुंक बदलून व बोटांनी बासरीवरची छिद्रे दाबून किंवा मोकळी करून, बासरीतील कंप पावणाऱ्या हवेच्या स्तंभाची लांबी कमी-जास्त केली जाते. त्यामुळे कंपनाच्या वारंवारितेमध्ये बदल होऊन निरनिराळ्या स्वरांची निर्मिती होते. वेगवेगळ्या वारंवारितेचे स्वर निर्माण करण्यासाठी बासरीला सहा अथवा सात अथवा आठ छिद्रे असतात.
प्रश्न 4. मानवी स्वरयंत्रापासून आणि ध्वनिक्षेपकापासून ध्वनी कसा निर्माण होतो?
(i) मानवी स्वरयंत्रापासून ध्वनी निर्मिती :
- मानवामध्ये ध्वनी स्वरयंत्रामध्ये निर्माण होतो. स्वरयंत्र श्वासनलिकेच्या वरच्या बाजूस असते.
- स्वरयंत्रात दोन स्वरतंतू असतात. त्यांच्यामध्ये अतिशय बारीक फट असते. या जागेतून हवा श्वासनलिकेत जाऊ शकते. फुप्फुसांतील या जागेतून जाताना स्वरतंतू कंप पावून ध्वनी निर्मिती होते.
- स्वरतंतूंना जोडलेले स्नायू वापरून आपण या तंतूंवरील ताण कमी-जास्त करू शकतो. ताण वाढवून ध्वनीची वारंवारिता वाढवता येते, तर ताण कमी करून वारंवारिता कमी करता येते.
- ध्वनीची वारंवारिता स्वरतंतूंची लांबी व जाडी यांवरही अवलंबून असते. लांबी अथवा जाडी जास्त असल्यास ध्वनीची वारंवारिता कमी असते, तर लांबी अथवा जाडी कमी असल्यास वारंवारिता जास्त असते.
(ii) ध्वनिक्षेपकापासून ध्वनी निर्मिती :
ध्वनिक्षेपकाची अंतर्गत रचना : आकृती मध्ये ध्वनिक्षेपकाची अंतर्गत रचना दाखवली आहे.
- यात एक कायम-चुंबक असतो. त्याच्याभोवती गुंडाळलेल्या कुंतलामधून विद्युतप्रवाह जाऊ दिल्यास त्या विद्युतप्रवाहामुळे चुंबकीय क्षेत्र तयार होते.
- हे चुंबकीय क्षेत्र व कायम-चुंबकाचे चुंबकीय क्षेत्र यांमधील आंतरक्रियेमुळे कुंतलावर बल प्रयुक्त होते. कुंतलामधील विद्युतप्रवाह बदलल्यावर चुंबकीय क्षेत्रात होणाऱ्या बदलामुळे हे बलही बदलते व कुंतल मागे-पुढे हलू लागते, म्हणजेच कंप पावू लागते.
- विद्युतप्रवाहामधील बदलानुसार या कंपनांचा आयाम व कंपनांची वारंवारिता या दोन्हींमध्ये बदल होतो.
- त्यानुसार कुंतलाला जोडलेल्या पडदयाच्या कंपनांचा आयाम व कंपनांची वारंवारिता या दोन्हींमध्ये बदल होतो.
- परिणामी या कंपनांमुळे हवेत निर्माण होणाऱ्या ध्वनीची पातळी व ध्वनितरंगांची वारंवारिता यांमध्येही बदल होतो.
प्रश्न 5. ‘ध्वनीच्या प्रसारणासाठी माध्यमाची गरज असते.’ हे सिद्ध करण्यासाठी प्रयोग आकृतीसह स्पष्ट करा.
प्रयोगाची रचना खालील आकृती मध्ये दाखविली आहे.
- या रचनेत काचेची एक हंडी (Bell jar) सपाट पृष्ठभागावर ठेवतात. एका नळीमार्फत ही हंडी एका निर्वात-पंपाला (Vacuum-pump) जोडतात. हंडीमध्ये एक विद्युत-घंटी (Electric bell) बसवून तिची जोडणी हंडीच्या झाकणाद्वारे विद्युत घंटी बाह्य परिपथात जोडता येते.
- प्रयोगाच्या सुरुवातीला निर्वात पंप बंद असतो. या वेळी विद्युत घंटीची कळ दाबली असता विद्युत परिपथ पूर्ण होऊन घंटी कार्यरत होते. या वेळी हंडीत हवा असल्याने घंटीचा आवाज बाहेर ऐकू येतो.
- आता, निर्वात पंप सुरू केल्यावर जसजसे हंडीतील हवेचे प्रमाण कमी होत जाते, तसतशी घंटीच्या आवाजाची पातळी कमी होत जाते.
- पंप खूप वेळ चालू ठेवल्यावर हंडीतील हवा खूपच कमी झाल्याने घंटीचा आवाज अत्यंत क्षीण होतो, पण विद्युत घंटीमधील टोल घंटेच्या वाटीवर आदळताना दिसतो.
- यावरून असे दिसते की, ध्वनी प्रसारणासाठी माध्यमाची आवश्यकता असते,
प्रश्न 6. योग्य जोड्या जुळवा
| मानवी स्वरयंत्र | धातूच्या भुजांची कंपने |
| ध्वनिक्षेपक | हवेच्या स्तंभातील कंपने |
| जलतरंग | स्वरतंतुंची कंपने |
| नादकाटा | तारेची कंपने |
| तानपुरा | पडद्याची कंपने |
(1) मानवी स्वरयंत्र - स्वरतंतूंची कंपने
(2) ध्वनिवर्धक - पडद्याची कंपने
(3) जलतरंग - हवेच्या स्तंभांतील कंपने
(4) नादकाटा - धातूच्या भुजांची कंपने
(5) तानपुरा - तारेची कंपने.