Mix Example - SOUND Questions in Gujarati

(A) નોટ (Note) એ ઘણી બધી આવૃત્તિઓના મિશ્રણથી ઉત્પન્ન થતો અવાજ છે. તે સાંભળવામાં કર્ણપ્રિય હોય છે,જ્યારે ઘોંઘાટ (Noise) સામાન્ય રીતે અપ્રિય હોય છે.

(B) અવાજની પિચ (તારત્વ) કંપનની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે. કારણ કે સમાન કી દબાવવામાં આવે છે,તેથી આવૃત્તિ અચળ રહે છે અને પરિણામે પિચમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
અવાજની પ્રબળતા (લાઉડનેસ) કંપનના કંપવિસ્તાર પર આધાર રાખે છે. જ્યારે કીને વધુ જોરથી દબાવવામાં આવે છે,ત્યારે કંપનનો કંપવિસ્તાર વધે છે,જેના પરિણામે અવાજ વધુ મોટો સંભળાય છે.

(C) $SONAR$ એટલે $\text{Sound Navigation and Ranging}$.
તે પાણીની અંદર રહેલી વસ્તુઓની દિશા, અંતર અને ઝડપ નક્કી કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
$SONAR$ એ ધ્વનિ તરંગોના પરાવર્તનના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.
તે ખાસ કરીને પરાશ્રાવ્ય (અલ્ટ્રાસોનિક) તરંગો ($20,000 \text{ Hz}$ થી વધુ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગો) નો ઉપયોગ કરે છે, કારણ કે આ તરંગો પાણીમાં લાંબા અંતર સુધી નોંધપાત્ર રીતે વિખેરાયા વગર મુસાફરી કરી શકે છે.

(D) અવાજ એ એક યાંત્રિક તરંગ છે જે ઉર્જાના સ્થાનાંતરણ દ્વારા માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે.
અવાજના પ્રસરણ દરમિયાન,માધ્યમના કણો એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જતા નથી; તેઓ ફક્ત તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસ દોલન કરે છે.
તે વિક્ષેપ (ઉર્જા) છે જે માધ્યમ દ્વારા એક કણથી બીજા કણ સુધી ગતિ કરે છે.

(A) અવાજની પ્રબળતા (loudness) તે અવાજ ઉત્પન્ન કરતા કંપનના કંપવિસ્તારના વર્ગના સમપ્રમાણમાં હોય છે. તેથી,જ્યારે આપણે ધીમા અવાજને મોટેથી અવાજમાં બદલીએ છીએ,ત્યારે આપણે તેના કંપવિસ્તારમાં વધારો કરીએ છીએ.

(A) તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ એટલે બે ક્રમિક શૃંગ (peaks) અથવા બે ક્રમિક ગર્ત (troughs) વચ્ચેનું અંતર।
આપેલ તરંગ આકૃતિમાં, અંતર $AE$ એક સંપૂર્ણ તરંગલંબાઈ દર્શાવે છે, કારણ કે તેમાં એક સંપૂર્ણ શૃંગ અને એક સંપૂર્ણ ગર્તનો સમાવેશ થાય છે।
અડધી તરંગલંબાઈ $(\lambda/2)$ એ એક શૃંગ અથવા એક ગર્તની લંબાઈ જેટલી હોય છે।
આકૃતિ જોતા, અંતર $AB$ એક શૃંગ દર્શાવે છે અને અંતર $DE$ એક ગર્ત દર્શાવે છે।
આમ, $AB$ એ તરંગલંબાઈનો અડધો ભાગ $(\lambda/2)$ દર્શાવે છે।

(C) ભૂકંપ મુખ્ય આંચકાની શરૂઆત પહેલાં ઓછી આવૃત્તિ ધરાવતા તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે જેને ઇન્ફ્રાસાઉન્ડ (અશ્રાવ્ય ધ્વનિ) કહેવામાં આવે છે.
આ ઇન્ફ્રાસોનિક તરંગો માનવ શ્રાવ્ય મર્યાદા ($20 \ Hz$ થી ઓછી) કરતા ઓછા હોય છે.
કેટલાક પ્રાણીઓ આ ઓછી આવૃત્તિના કંપનો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે અને તેમના વર્તનમાં વિચિત્ર ફેરફારો દર્શાવે છે,જે ભૂકંપની આગોતરી ચેતવણી તરીકે કામ કરે છે.

(D) ઇન્ફ્રાસાઉન્ડ એટલે એવી ધ્વનિ તરંગો જેની આવૃત્તિ મનુષ્યોની શ્રાવ્ય મર્યાદા કરતા ઓછી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $20\, Hz$ થી ઓછી હોય છે. ગેંડા $5\, Hz$ જેટલી ઓછી આવૃત્તિના ઇન્ફ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને વાતચીત કરે છે.

(A) સંગીતની સુમેળતા જાળવવા માટે ચોક્કસ સંગીતનાં સાધનની આવૃત્તિ અન્ય સંગીતનાં સાધનોની આવૃત્તિ સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ.
તારના તણાવને ગોઠવીને,સિતારવાદક તારના કંપનની આવૃત્તિ બદલે છે.
આ પ્રક્રિયા,જેને ટ્યુનિંગ કહેવામાં આવે છે,તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે સિતાર એવા સૂર ઉત્પન્ન કરે જે ઓર્કેસ્ટ્રામાં રહેલા અન્ય સાધનો સાથે સુમેળમાં હોય,જેના પરિણામે કર્ણપ્રિય સંગીત ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) આલેખ પરથી,આવર્તકાળ $T$ એ એક પૂર્ણ દોલન માટે લાગતો સમય છે.
આલેખ જોતા,એક પૂર્ણ તરંગ ચક્ર $t = 0.5 \, \mu s$ થી $t = 2.5 \, \mu s$ સુધીનું છે,જે $T = 2 \, \mu s = 2 \times 10^{-6} \, s$ આપે છે.
આવૃત્તિ $f = 1/T = 1 / (2 \times 10^{-6} \, s) = 0.5 \times 10^6 \, Hz = 5 \times 10^5 \, Hz$.
આપેલ વેગ $v = 1500 \, m \, s^{-1}$.
તરંગલંબાઈ $\lambda = v / f = 1500 / (5 \times 10^5) = 300 \times 10^{-5} \, m = 3 \times 10^{-3} \, m$.

(A) આલેખ $(a)$ પુરુષનો અવાજ હોવાની શક્યતા છે.
કારણ: અવાજની પીચ (તારત્વ) તેની આવૃત્તિ દ્વારા નક્કી થાય છે. ઓછી આવૃત્તિ એટલે ઓછી પીચ. આપેલા આલેખમાં,તરંગ $(a)$ ની આવૃત્તિ તરંગ $(b)$ ની સરખામણીમાં ઓછી છે (એકમ સમયમાં ઓછા દોલનો). સામાન્ય રીતે પુરુષના અવાજની પીચ સ્ત્રીના અવાજ કરતા ઓછી હોય છે,તેથી આલેખ $(a)$ પુરુષનો અવાજ દર્શાવે છે.

(D) પડઘો સાંભળવા માટે,મૂળ અવાજ અને પરાવર્તિત અવાજ વચ્ચેનો સમયગાળો ઓછામાં ઓછો $0.1 \,s$ હોવો જોઈએ.
પડઘા તરીકે સાંભળવા માટે પરાવર્તિત ધ્વનિ તરંગ દ્વારા કાપેલું લઘુત્તમ અંતર નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
અંતર = ધ્વનિનો વેગ $\times$ સમયગાળો
અંતર = $344 \,m/s \times 0.1 \,s = 34.4 \,m$.
આ કિસ્સામાં,છોકરી $12 \,m$ પહોળા બગીચાની વચ્ચે બેઠી છે. અવાજ રસ્તા પરથી ઇમારત સુધી જાય છે $(6 \,m)$ અને ત્યાંથી પરાવર્તિત થઈને છોકરી સુધી પાછો આવે છે $(6 \,m)$.
પરાવર્તિત અવાજ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર = $6 \,m + 6 \,m = 12 \,m$.
અહીં $12 \,m < 34.4 \,m$ હોવાથી,પરાવર્તિત અવાજ $0.1 \,s$ કરતા ઓછા સમયમાં છોકરી સુધી પહોંચે છે. તેથી,છોકરી સ્પષ્ટ પડઘો સાંભળી શકશે નહીં.

(A) ગુંજારવ કરતી મધમાખીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો અવાજ તેમની પાંખોના ઝડપી કંપનને કારણે હોય છે,જે મનુષ્યની શ્રાવ્ય મર્યાદા ($20 \,Hz$ થી $20,000 \,Hz$) ની અંદર હોય છે.
તેની સરખામણીમાં,સામાન્ય લોલકના કંપનો ખૂબ જ ધીમા હોય છે,જેના પરિણામે તેની આવૃત્તિ $20 \,Hz$ થી ઓછી હોય છે,જેને અવશ્રાવ્ય અવાજ (infrasonic sound) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
માનવ કાન $20 \,Hz$ થી ઓછી આવૃત્તિને પારખી શકતા નથી,તેથી આપણે લોલકના કંપનનો અવાજ સાંભળી શકતા નથી.

(B) જ્યારે પાણીની અંદર વિસ્ફોટ થાય છે,ત્યારે તે દબાણમાં અચાનક વિક્ષેપ પેદા કરે છે જે માધ્યમ દ્વારા આગળ વધે છે.
પાણી એક પ્રવાહી હોવાથી,તે માત્ર સંગત તરંગોના સ્વરૂપમાં દબાણના ફેરફારોનું પ્રસરણ કરી શકે છે.
ધ્વનિ તરંગો એ યાંત્રિક તરંગો છે જેને પ્રસરવા માટે માધ્યમની જરૂર હોય છે,અને પાણી જેવા પ્રવાહીમાં,તે સંગત તરંગો તરીકે પ્રસરણ પામે છે,જેમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર દોલન કરે છે.

(C) ધ્વનિની ઝડપ $v = 340 \, m \, s^{-1}$ આપેલ છે.
વીજળી દેખાયા અને અવાજ સંભળાયા વચ્ચેનો સમયગાળો $t = 10 \, s$ છે.
પ્રકાશની ઝડપ ખૂબ વધારે હોવાથી,પ્રકાશને અવલોકનકાર સુધી પહોંચતા લાગતો સમય નગણ્ય છે.
તેથી,વાદળનું અંતર $d$ શોધવા માટેનું સૂત્ર: $d = v \times t$ નો ઉપયોગ કરી શકાય.
કિંમતો મૂકતા: $d = 340 \, m \, s^{-1} \times 10 \, s = 3400 \, m$.
આમ,વાદળનું આશરે અંતર $3400 \, m$ છે.

(D) પરાવર્તનના નિયમો અનુસાર,આપાતકોણનું મૂલ્ય પરાવર્તનકોણના મૂલ્ય જેટલું જ હોય છે.
આપાત ધ્વનિ તરંગ પરાવર્તક સપાટી (દીવાલ) સાથે $50^o$ નો ખૂણો બનાવે છે.
લંબ એ પરાવર્તક સપાટીને લંબ હોય છે,તેથી લંબ અને સપાટી વચ્ચેનો ખૂણો $90^o$ હોય છે.
તેથી,આપાતકોણ $i = 90^o - 50^o = 40^o$ થાય.
પરાવર્તનના નિયમ મુજબ,આપાતકોણ = પરાવર્તનકોણ $(i = r)$,તેથી પરાવર્તનકોણ $r$ પણ $40^o$ થશે.
આકૃતિમાં,$x$ એ લંબ સાથેનો પરાવર્તનકોણ દર્શાવે છે.
આમ,$x = 40^o$.

(B) સારા કોન્ફરન્સ હોલ અથવા કોન્સર્ટ હોલની છત અને સ્ટેજની પાછળની દીવાલને વળાંકવાળી બનાવવામાં આવે છે જેથી આ સપાટીઓ પરથી પરાવર્તન થયા પછી ધ્વનિ સમગ્ર હોલમાં સમાન રીતે ફેલાઈ શકે. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે અવાજ પ્રેક્ષકોના તમામ સભ્યો સુધી તેની તીવ્રતા ગુમાવ્યા વિના સ્પષ્ટપણે અને અસરકારક રીતે પહોંચે છે.

(N/A) ધ્વનિ તરંગોની આલેખકીય રજૂઆતમાં $y$-અક્ષ પર કંપવિસ્તાર અને $x$-અક્ષ પર સમય દર્શાવવામાં આવે છે.
$(i)$ સમાન કંપવિસ્તાર પરંતુ અલગ આવૃત્તિ ધરાવતા બે ધ્વનિ તરંગો માટે,બંને તરંગો માટે શિખરોની ઊંચાઈ (કંપવિસ્તાર) સમાન રહે છે,પરંતુ એકમ સમયમાં થતા દોલનોની સંખ્યા (આવૃત્તિ) અલગ હોય છે.
$(ii)$ સમાન આવૃત્તિ પરંતુ અલગ કંપવિસ્તાર ધરાવતા બે ધ્વનિ તરંગો માટે,એકમ સમયમાં થતા દોલનોની સંખ્યા સમાન હોય છે,પરંતુ મધ્યમાન સ્થાનથી મહત્તમ સ્થાનાંતર (કંપવિસ્તાર) અલગ-અલગ હોય છે.
$(iii)$ અલગ-અલગ કંપવિસ્તાર અને અલગ-અલગ તરંગલંબાઈ ધરાવતા બે ધ્વનિ તરંગો માટે,શિખરોની ઊંચાઈ અને ક્રમિક શૃંગો વચ્ચેનું અંતર (તરંગલંબાઈ) બંને તરંગોમાં અલગ-અલગ હોય છે.

(C) ધ્વનિની ઝડપ $(v)$, આવૃત્તિ $(\nu)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $v = \nu \lambda$.
$(i)$ આપેલ છે: $v = 340 \, m \, s^{-1}$, $\nu = 256 \, Hz$.
સૂત્ર $v = \nu \lambda$ નો ઉપયોગ કરતા, $340 = 256 \times \lambda$.
$\lambda = \frac{340}{256} = 1.328 \, m \approx 1.33 \, m$.
$(ii)$ આપેલ છે: $v = 340 \, m \, s^{-1}$, $\lambda = 0.85 \, m$.
સૂત્ર $v = \nu \lambda$ નો ઉપયોગ કરતા, $340 = \nu \times 0.85$.
$\nu = \frac{340}{0.85} = 400 \, Hz$.

(N/A) ધ્વનિ તરંગ માટે અંતરના સંદર્ભમાં ઘનતા અથવા દબાણના ફેરફારો દર્શાવતો વક્ર આપેલી આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$1$. સંઘનન: આ ઉચ્ચ દબાણ અને ઉચ્ચ ઘનતાવાળા પ્રદેશો છે,જે તરંગના શૃંગ (crests) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
$2$. વિઘનન: આ નીચા દબાણ અને ઓછી ઘનતાવાળા પ્રદેશો છે,જે તરંગના ગર્ત (troughs) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
$3$. તરંગલંબાઈ: બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેના અંતરને તરંગલંબાઈ કહેવામાં આવે છે.
$4$. આવર્તકાળ: કોઈપણ બે ક્રમિક સંઘનન અથવા વિઘનન વચ્ચેનું અંતર કાપવા માટે તરંગ દ્વારા લેવામાં આવેલા સમયને આવર્તકાળ કહેવામાં આવે છે.

(B) તરંગ એ માધ્યમના કણોની તેમની સરેરાશ સ્થિતિની આસપાસ થતી પુનરાવર્તિત આવર્ત ગતિને કારણે ઉદ્ભવતો વિક્ષેપ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઉર્જા માધ્યમ દ્વારા એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
મહત્વની વાત એ છે કે,માધ્યમના કણો ફક્ત તેમની સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ દોલન કરે છે અને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ વાસ્તવિક રીતે સ્થળાંતર કરતા નથી.

(N/A) યાંત્રિક તરંગોના બે પ્રકારો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ લંબગત તરંગો (Transverse waves): આ તરંગોમાં,માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે કંપન કરે છે.
$(ii)$ સંગત તરંગો (Longitudinal waves): આ તરંગોમાં,માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર કંપન કરે છે.

(B) અનુપ્રસ્થ તરંગ એ એક એવો તરંગ છે જેમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે દોલન અથવા કંપન કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,ખેંચાયેલી દોરી પર ઉત્પન્ન થતા તરંગો અથવા પાણીની સપાટી પરના તરંગો એ અનુપ્રસ્થ તરંગો છે.

(B) સંગત તરંગ એ એક પ્રકારનું યાંત્રિક તરંગ છે જેમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશામાં જ આગળ-પાછળ દોલન કે કંપન કરે છે.
આના પરિણામે ઉચ્ચ દબાણવાળા વિસ્તારો જેને સંઘનન (compressions) કહેવાય છે અને ઓછા દબાણવાળા વિસ્તારો જેને વિઘનન (rarefactions) કહેવાય છે,તે રચાય છે.
હવામાં ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિ તરંગો એ સંગત તરંગોનું સૌથી સામાન્ય ઉદાહરણ છે.

(B) લંબગત તરંગ એ એક પ્રકારનું તરંગ છે જેમાં માધ્યમના કણો તરંગ જે દિશામાં પ્રસરણ પામે છે તે જ દિશામાં આગળ-પાછળ દોલન અથવા કંપન કરે છે.
આનો અર્થ એ છે કે માધ્યમનું સ્થાનાંતર તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર હોય છે,જેના પરિણામે સંઘનન (compressions) અને વિઘનન (rarefactions) ના વિસ્તારો રચાય છે.

(B) શૃંગ (Crest) એ લંબગત તરંગમાં ધન દિશામાં થતા મહત્તમ સ્થાનાંતરના બિંદુ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
તે સરેરાશ સંતુલન સ્થિતિની ઉપર તરંગનું સૌથી ઊંચું બિંદુ અથવા શિખર દર્શાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઋણ દિશામાં થતા મહત્તમ સ્થાનાંતરના બિંદુને ગર્ત (Trough) કહેવામાં આવે છે.

(B) ગર્ત એ તરંગમાં મહત્તમ ઋણ સ્થાનાંતરનું બિંદુ છે.
તે સરેરાશ અથવા સંતુલન સ્થિતિની નીચે તરંગનું સૌથી નીચું બિંદુ દર્શાવે છે.
અનુપ્રસ્થ તરંગમાં,શૃંગ એ ઉચ્ચ બિંદુઓ છે અને ગર્ત એ નીચા બિંદુઓ છે.

(B) ધ્વનિ એ યાંત્રિક ઉર્જાનું એક સ્વરૂપ છે જે માધ્યમમાં તરંગ સ્વરૂપે પ્રસરણ પામે છે.
તે પદાર્થોના કંપન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે આ કંપનો આપણા કાન સુધી પહોંચે છે,ત્યારે તે સાંભળવાની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે,જેનાથી આપણે ધ્વનિને અનુભવી શકીએ છીએ.

(N/A) $20 \,Hz$ થી ઓછી આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિને ઇન્ફ્રાસોનિક અથવા અશ્રાવ્ય ધ્વનિ કહેવામાં આવે છે. આ પ્રકારના તરંગો સામાન્ય રીતે ભૂકંપ,જ્વાળામુખીના વિસ્ફોટ અને વ્હેલ કે હાથી જેવા મોટા પ્રાણીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જે મનુષ્યો સાંભળી શકતા નથી.

(B) મનુષ્યો માટે શ્રાવ્યતાની મર્યાદા એ આવૃત્તિઓનો તે વિસ્તાર છે જે માનવ કાન સાંભળી શકે છે. આ મર્યાદા સામાન્ય રીતે $20 \,Hz$ થી $20,000 \,Hz$ સુધીની હોય છે. $20 \,Hz$ થી ઓછી આવૃત્તિને અવશ્રાવ્ય (infrasonic) અને $20,000 \,Hz$ થી વધુ આવૃત્તિને પરાશ્રાવ્ય (ultrasonic) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ પદાર્થની એક સંપૂર્ણ આગળ-પાછળની ગતિને એક કંપન કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ કંપન કરતા પદાર્થને એક કંપન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતા સમયને તેનો આવર્તકાળ કહેવામાં આવે છે.
$(iii)$ કંપન કરતો પદાર્થ એક સેકન્ડમાં જેટલા કુલ કંપન પૂર્ણ કરે છે,તેને તેની આવૃત્તિ કહેવામાં આવે છે.
$(iv)$ કંપન કરતા પદાર્થનું તેની મધ્યસ્થ સ્થિતિથી મહત્તમ સ્થાનાંતરને તેનો કંપવિસ્તાર કહેવામાં આવે છે.

(B) મનુષ્યના કાન $20 \, Hz$ થી $20,000 \, Hz$ $(20 \, kHz)$ ની વચ્ચેની આવૃત્તિ ધરાવતા શ્રાવ્ય ધ્વનિ તરંગો સાંભળી શકે છે.
$1$. $10 \, Hz$ એ અવશ્રાવ્ય (infrasonic) ધ્વનિ છે ($20 \, Hz$ થી ઓછો),તેથી તે સાંભળી શકાતો નથી.
$2$. $500 \, Hz, 1500 \, Hz$ અને $12000 \, Hz$ એ શ્રાવ્ય મર્યાદા $(20 \, Hz - 20,000 \, Hz)$ ની અંદર આવે છે.
$3$. $25000 \, Hz$ એ પરાશ્રાવ્ય (ultrasonic) ધ્વનિ છે ($20,000 \, Hz$ થી વધુ),તેથી તે સાંભળી શકાતો નથી.
તેથી,આપણે $500 \, Hz, 1500 \, Hz$ અને $12000 \, Hz$ સાંભળી શકીએ છીએ.

(C) અલ્ટ્રાસોનિક વાઇબ્રેશન અથવા અલ્ટ્રાસોનિક્સ એવા ધ્વનિ તરંગો છે જેની આવૃત્તિ માનવ શ્રવણશક્તિની ઉપલી મર્યાદા,એટલે કે $20,000 \,Hz$ (અથવા $20 \,kHz$) કરતા વધારે હોય છે.
આ ધ્રુજારીઓ મનુષ્યો માટે સાંભળી શકાય તેવી મર્યાદાની બહાર હોય છે.

(N/A) અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો ($20,000 \ Hz$ થી વધુ આવૃત્તિ) સાંભળી શકતા પ્રાણીઓમાં કૂતરા,ચામાચીડિયા અને ડોલ્ફિનનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રાણીઓ પાસે વિશિષ્ટ શ્રવણ પ્રણાલી હોય છે જે તેમને મનુષ્યોની સાંભળવાની ક્ષમતા કરતા વધારે આવૃત્તિવાળા અવાજોને પારખવામાં મદદ કરે છે.

(N/A) સ્થિતિસ્થાપક તરંગો એ યાંત્રિક તરંગો છે જે માધ્યમના કણોની સ્થિતિસ્થાપકતા અને જડત્વને કારણે ભૌતિક માધ્યમમાં પ્રસરણ પામે છે.
આ તરંગોને પ્રસરવા માટે માધ્યમની જરૂર હોય છે અને તે શૂન્યાવકાશમાં પ્રસરણ પામી શકતા નથી.
સ્થિતિસ્થાપક તરંગોના બે મુખ્ય પ્રકારો નીચે મુજબ છે:
$1$. સંગત તરંગો (Longitudinal waves): જે તરંગોમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર દોલન કરે છે.
$2$. લંબગત તરંગો (Transverse waves): જે તરંગોમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબરૂપે દોલન કરે છે.

(N/A) કોઈ દૂરના સખત અવરોધ,જેમ કે દીવાલ,ખડક કે પર્વત પરથી ધ્વનિ તરંગોના પરાવર્તનને કારણે સંભળાતા ધ્વનિના પુનરાવર્તનને પડઘો કહેવામાં આવે છે. માનવ કાન દ્વારા પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સાંભળવા માટે,પરાવર્તિત ધ્વનિ મૂળ ધ્વનિ પછી ઓછામાં ઓછા $0.1 \ s$ ના સમયગાળા બાદ સાંભળનાર સુધી પહોંચવો જોઈએ.

(N/A) પડઘાનો ઉપયોગ નીચે મુજબ કરવામાં આવે છે:
$1$. સોનાર ($SONAR$ - $Sound$ $Navigation$ $And$ $Ranging$) સિસ્ટમ સમુદ્રની ઊંડાઈ માપવા અને સબમરીન,ડૂબેલા જહાજો અથવા હિમશિલાઓ જેવી પાણીની અંદરની વસ્તુઓ શોધવા માટે પડઘાનો ઉપયોગ કરે છે.
$2$. મેડિકલ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇમેજિંગમાં આંતરિક અંગોની છબીઓ બનાવવા માટે ઉચ્ચ-આવૃત્તિવાળા ધ્વનિ તરંગોના પડઘાનો ઉપયોગ થાય છે,જેમ કે ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન ગર્ભના વિકાસનું નિરીક્ષણ કરવું.

(A) હવામાં પ્રકાશની ઝડપ આશરે $3 \times 10^{8} \text{ m s}^{-1}$ છે,જ્યારે હવામાં અવાજની ઝડપ ઓરડાના તાપમાને આશરે $340 \text{ m s}^{-1}$ હોય છે. પ્રકાશની ઝડપ અવાજની ઝડપ કરતાં ઘણી વધારે હોવાથી,વીજળીનો ચમકારો ગર્જનાના અવાજ આપણા કાન સુધી પહોંચે તે પહેલાં જ આપણી આંખો દ્વારા જોઈ શકાય છે.

(B) અનુગુંજન (Reverberation) એટલે બંધ જગ્યાની દીવાલો,છત અને ભોંયતળિયા પરથી ધ્વનિ તરંગોનું વારંવાર થતું પરાવર્તન.
આ ઘટનાને કારણે ધ્વનિનો સ્ત્રોત બંધ થયા પછી પણ અવાજ અમુક સમય સુધી સંભળાય છે.
તે સામાન્ય રીતે મોટા હોલ અથવા ઓડિટોરિયમમાં જોવા મળે છે જ્યાં સપાટીઓ સખત અને પરાવર્તક હોય છે.

(B) આવૃત્તિની વ્યાખ્યા એકમ સમયમાં ઉત્પન્ન થતા દોલનો અથવા તરંગોની સંખ્યા તરીકે કરવામાં આવે છે.
અહીં આપેલ છે કે $1$ સેકન્ડમાં $20$ તરંગો ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,આવૃત્તિ $f = \frac{\text{તરંગોની સંખ્યા}}{\text{સમય}} = \frac{20}{1} = 20\, Hz$.

(B) $SONAR$ એટલે $\text{Sound Navigation And Ranging}$.
આ એક એવી તકનીક છે જે સમુદ્રની ઊંડાઈ નક્કી કરવા અને પાણીની અંદર રહેલી વસ્તુઓ જેવી કે ખડકો,સબમરીન અને માછલીઓના ટોળાને શોધવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ધ્વનિ તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે.
આ સિસ્ટમ ધ્વનિના તરંગો ઉત્સર્જિત કરીને અને કોઈ વસ્તુ પર અથડાઈને પાછા આવતા પડઘા માટે લાગતા સમયને માપીને કાર્ય કરે છે.

(N/A) $20,000 \,Hz$ કરતા વધુ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગોને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો અથવા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કહેવામાં આવે છે.
આ તરંગોનો ઉપયોગ તબીબી નિદાનમાં વ્યાપકપણે થાય છે,જેમ કે માનવ શરીરના આંતરિક અંગોને જોવા માટે અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફી (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્કેન) માં તેનો ઉપયોગ થાય છે.

(N/A) પડઘો સાંભળવા માટે,અવાજના સ્ત્રોત અને પરાવર્તિત સપાટી (અવરોધ) વચ્ચેનું લઘુત્તમ અંતર આશરે $17 \,m$ હોવું જોઈએ. આનું કારણ એ છે કે માનવ મગજ $0.1 \,s$ સુધી અવાજને યાદ રાખે છે (શ્રવણની સાતત્યતા). હવામાં અવાજની ઝડપ આશરે $344 \,m/s$ હોવાથી,$0.1 \,s$ માં અવાજ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $34.4 \,m$ થાય છે. તેથી,અવરોધ સુધીનું અંતર ઓછામાં ઓછું $34.4 / 2 = 17.2 \,m$ હોવું જોઈએ. નાના ઓરડાઓમાં આ અંતર જળવાતું નથી,તેથી પરાવર્તિત અવાજ $0.1 \,s$ ના સમયગાળા પહેલા કાન સુધી પહોંચી જાય છે,જેના કારણે મૂળ અવાજ અને પડઘો એકબીજામાં ભળી જાય છે અને પડઘો સંભળાતો નથી.

(A) પડઘો એ સખત સપાટી પરથી અવાજના તરંગોના પરાવર્તનને કારણે ઉદ્ભવતો અવાજનો પુનરાવર્તન છે.
પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સાંભળવા માટે,મૂળ અવાજ અને પરાવર્તિત અવાજ વચ્ચેનો સમયગાળો ઓછામાં ઓછો $0.1 \, s$ હોવો જોઈએ.
હવામાં અવાજની ઝડપ આશરે $344 \, m/s$ હોવાથી,$0.1 \, s$ માં અવાજ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $34.4 \, m$ થાય છે.
તેથી,અવાજના સ્ત્રોત અને પરાવર્તિત સપાટી વચ્ચેનું લઘુત્તમ અંતર આનાથી અડધું એટલે કે $17.2 \, m$ હોવું જોઈએ.
લાંબી ગેલેરીઓ અને મોટા હોલમાં,પરિમાણો આ લઘુત્તમ અંતર પૂરું પાડવા માટે પૂરતા મોટા હોય છે,જેનાથી પરાવર્તિત અવાજ જરૂરી સમયગાળા પછી સાંભળનાર સુધી પહોંચી શકે છે,આમ પડઘો રચાય છે.

(N/A) ધ્વનિના પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમની જરૂર હોય છે. ચંદ્ર પર વાતાવરણ નથી,એટલે કે ત્યાં શૂન્યાવકાશ છે. ધ્વનિ તરંગો શૂન્યાવકાશમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી,તેથી ચંદ્ર પર અવકાશયાત્રીઓ એકબીજાને સાંભળી શકતા નથી.

(N/A) હવામાં પ્રકાશની ઝડપ આશરે $3 \times 10^8 \text{ m/s}$ છે, જ્યારે ઓરડાના તાપમાને હવામાં અવાજની ઝડપ આશરે $343 \text{ m/s}$ હોય છે.
પ્રકાશનો વેગ અવાજના વેગ કરતા ઘણો વધારે હોવાથી, વીજળીનો પ્રકાશ નિરીક્ષક સુધી લગભગ ત્વરિત પહોંચી જાય છે.
તેની સરખામણીમાં, વીજળીના ગડગડાટ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ધ્વનિ તરંગો ખૂબ ધીમેથી મુસાફરી કરે છે, જેના પરિણામે ચમકારો જોયા અને ગડગડાટ સાંભળ્યા વચ્ચે નોંધપાત્ર સમયનો વિલંબ થાય છે.

(B) ચામાચીડિયા અંધારામાં નેવિગેટ કરવા અને શિકાર કરવા માટે 'ઇકોલોકેશન' તરીકે ઓળખાતી જૈવિક સોનાર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે.
જ્યારે ચામાચીડિયા ઉડે છે,ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે જેને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો કહેવાય છે.
આ તરંગો હવામાં ગતિ કરે છે અને નજીકની વસ્તુઓ સાથે અથડાઈને પાછા ચામાચીડિયાના કાન સુધી પહોંચે છે.
પાછા આવતા પ્રતિધ્વનિના સમયના તફાવત,તીવ્રતા અને આવૃત્તિમાં થતા ફેરફારનું વિશ્લેષણ કરીને,ચામાચીડિયું તેના માર્ગમાં આવતી વસ્તુઓનું અંતર,દિશા,કદ અને સપાટીનું સ્વરૂપ સચોટ રીતે નક્કી કરી શકે છે.
આ અત્યંત સંવેદનશીલ શ્રવણ શક્તિ તેમને દ્રષ્ટિની જરૂર વગર અસરકારક રીતે ઉડવા અને શિકાર કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) $(i)$ પ્રકાશના તરંગો એ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે,જે પ્રકૃતિમાં અનુપ્રસ્થ હોય છે કારણ કે તેમનું દોલન તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે થાય છે.
$(ii)$ પાણીમાં ઉદ્ભવતા તરંગો (સપાટી પરના તરંગો) અનુપ્રસ્થ તરંગો છે કારણ કે પાણીના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે ઉપર-નીચે ગતિ કરે છે.
$(iii)$ ધ્વનિના તરંગો એ અનુદૈધ્ય તરંગો છે કારણ કે માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર આગળ-પાછળ કંપન કરે છે.

(N/A) માધ્યમમાં ધ્વનિની ઝડપ નીચેના ત્રણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ માધ્યમની ઘનતા: ધ્વનિની ઝડપ માધ્યમની ઘનતાના વર્ગમૂળના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$(ii)$ માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા: ધ્વનિની ઝડપ માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતાના વર્ગમૂળના સમપ્રમાણમાં હોય છે. વધુ સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમમાં ધ્વનિ ઝડપથી મુસાફરી કરે છે.
$(iii)$ માધ્યમનું તાપમાન: વાયુમાં ધ્વનિની ઝડપ તેના નિરપેક્ષ તાપમાન (કેલ્વિન એકમમાં) ના વર્ગમૂળના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

(N/A) $(i)$ બે ક્રમિક સંઘનન અથવા વિઘનન કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી પસાર થાય તે માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
$(ii)$ ધ્વનિની ઝડપ $(V)$,તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ અને આવૃત્તિ $(\nu)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબના સૂત્ર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $V = \lambda \times \nu$.