Mix Example - SOUND Questions in Gujarati

(B) કાન અવાજના મોજાઓને પકડીને કાર્ય કરે છે,જે હવામાં દબાણના ફેરફારો છે.
આ મોજાઓ કાનના પડદાને કંપિત કરે છે.
આ કંપનો મધ્ય કાનના હાડકાં દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે અને આંતરિક કાન (કોક્લિયા) સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
કોક્લિયા આ યાંત્રિક કંપનોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
અંતે,આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણ ચેતા (auditory nerve) દ્વારા મગજમાં મોકલવામાં આવે છે,જ્યાં તેનું અવાજ તરીકે અર્થઘટન થાય છે.

(N/A) અલ્ટ્રાસાઉન્ડના બે મુખ્ય ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્કેનિંગ: તેનો ઉપયોગ તબીબી નિદાન માટે થાય છે,જેમ કે આંતરિક અંગો (દા.ત.,લીવર,પિત્તાશય,ગર્ભાશય) ની તપાસ કરવા અને ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન ગર્ભના વિકાસ પર દેખરેખ રાખવા માટે.
$(ii)$ ધાતુઓમાં ખામીઓ શોધવી: અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોનો ઉપયોગ બાંધકામ અથવા ઉત્પાદનમાં વપરાતા ધાતુના બ્લોક્સમાં રહેલી તિરાડો કે ખામીઓને માળખાને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના શોધવા માટે થાય છે.

(N/A) સ્ટેથોસ્કોપ એ શરીરની અંદર,મુખ્યત્વે હૃદય અથવા ફેફસાંમાં ઉત્પન્ન થતા અવાજો સાંભળવા માટે વપરાતું તબીબી સાધન છે. તે ધ્વનિના બહુવિધ પરાવર્તનના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. દર્દીના હૃદયના ધબકારાનો અવાજ ચેસ્ટ પીસમાં પ્રવેશે છે અને રબરની નળી દ્વારા બહુવિધ પરાવર્તન પામીને ડૉક્ટરના કાન સુધી પહોંચે છે.
$(b)$ ઇન્ફ્રાસોનિક ધ્વનિ તરંગો એવા ધ્વનિ તરંગો છે જેની આવૃત્તિ $20 \ Hz$ થી ઓછી હોય છે. મનુષ્યો આ અવાજો સાંભળી શકતા નથી.
અલ્ટ્રાસોનિક ધ્વનિ તરંગો એવા ધ્વનિ તરંગો છે જેની આવૃત્તિ $20,000 \ Hz$ (અથવા $20 \ kHz$) થી વધુ હોય છે. મનુષ્યો આ અવાજો પણ સાંભળી શકતા નથી.

(N/A) ઇકો રેન્જિંગ એ એક એવી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ ધ્વનિના તરંગો (સામાન્ય રીતે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ) ઉત્સર્જિત કરવા અને તેના પડઘા (echo) ને પ્રાપ્ત કરવા વચ્ચેના સમયના અંતરાલને માપીને કોઈ વસ્તુનું અંતર,દિશા અને ઝડપ નક્કી કરવા માટે થાય છે.
આ તકનીકનો એક ઉપયોગ $SONAR$ ($Sound$ $Navigation$ $And$ $Ranging$) માં થાય છે,જેનો ઉપયોગ સમુદ્રની ઊંડાઈ માપવા અથવા પાણીની અંદર રહેલા પહાડો,ખીણો,સબમરીન,હિમશીલાઓ (icebergs) અને ડૂબેલા જહાજોને શોધવા માટે કરવામાં આવે છે.

(N/A) ઘનતા-અંતરનો આલેખ સંગત તરંગ (longitudinal wave) દર્શાવે છે,કારણ કે સંગત તરંગોમાં માધ્યમની ઘનતા અને દબાણમાં ફેરફાર થાય છે.
$(b)$ લંબગત તરંગ (transverse wave) એટલે એવું તરંગ જેમાં માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે દોલનો કરે છે. લંબગત તરંગનું ઉદાહરણ ખેંચાયેલી દોરીમાં ઉત્પન્ન થતા તરંગો અથવા પ્રકાશના તરંગો છે.

(B) અવાજ એ યાંત્રિક તરંગ છે,જેનો અર્થ છે કે તેને એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી મુસાફરી કરવા માટે ભૌતિક માધ્યમ (જેમ કે હવા,પાણી અથવા ઘન પદાર્થ) ની જરૂર હોય છે.
પૃથ્વી અને અન્ય ગ્રહો વચ્ચેની અવકાશમાં શૂન્યાવકાશ છે,એટલે કે ત્યાં કોઈ ભૌતિક માધ્યમ નથી.
અવકાશના શૂન્યાવકાશમાં અવાજના તરંગોના પ્રસરણ માટે કોઈ માધ્યમ ન હોવાથી,અન્ય ગ્રહો પર થતા વિસ્ફોટોનો અવાજ પૃથ્વી પરની વ્યક્તિ સાંભળી શકતી નથી.

(N/A) માધ્યમમાં ધ્વનિની ઝડપ નીચેના પરિબળો પર આધાર રાખે છે:
$(i)$ માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા
$(ii)$ માધ્યમની ઘનતા
$(b)$ ધ્વનિ તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમને પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમની જરૂર હોય છે અને તે માધ્યમના કણોના તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસના કંપન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$(c)$ ધ્વનિની પિચ તેની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે. ઉચ્ચ પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ વધારે હોય છે (એકમ સમયમાં વધુ દોલનો),જ્યારે નિમ્ન પિચવાળા ધ્વનિની આવૃત્તિ ઓછી હોય છે (એકમ સમયમાં ઓછા દોલનો). આલેખમાં,જે તરંગમાં એકમ સમયમાં વધુ ચક્ર હોય છે તે ઉચ્ચ પિચવાળો ધ્વનિ દર્શાવે છે અને જે તરંગમાં ઓછા ચક્ર હોય છે તે નિમ્ન પિચવાળો ધ્વનિ દર્શાવે છે.

(N/A) ભાષણો માટે વપરાતા હોલનો રિવર્બરેશન સમય ખૂબ જ ટૂંકો હોવો જોઈએ જેથી ભાષણ સ્પષ્ટ અને સમજાય તેવું રહે. જો રિવર્બરેશન સમય લાંબો હોય,તો પરાવર્તિત ધ્વનિ તરંગો મૂળ અવાજ સાથે ભળી જાય છે,જેનાથી મૂંઝવણ થાય છે અને શબ્દો સમજવા મુશ્કેલ બને છે.
$(b)$ માનવ કાન માટે અવાજ સાંભળવા માટે,તેની આવૃત્તિ $20 \, Hz$ અને $20,000 \, Hz$ ની વચ્ચે હોવી જોઈએ. સાદું લોલક ખૂબ જ ઓછી આવૃત્તિ ( $20 \, Hz$ કરતા ઘણી ઓછી) પર દોલન કરે છે,જે ઇન્ફ્રાસોનિક શ્રેણીમાં આવે છે અને તેથી મનુષ્યો દ્વારા સાંભળી શકાતું નથી.
$(c)$ સમાન તીવ્રતા અને પિચ ધરાવતા અવાજોને અવાજની 'ગુણવત્તા' (quality) અથવા 'ટિમ્બર' (timbre) ને કારણે અલગ પાડી શકાય છે. આ ચોક્કસ વાદ્ય દ્વારા ઉત્પન્ન થતા તરંગો અથવા ઓવરટોન્સની હાજરી દ્વારા નક્કી થાય છે,જે દરેક વાદ્યના અવાજને અનન્ય બનાવે છે.

(C) આપેલ છે: દીવાલનું અંતર $(D)$ = $55 \, m$. અવાજની ઝડપ $(V)$ = $330 \, m s^{-1}$.
પડઘો સંભળાય તે માટે,અવાજે દીવાલ સુધી જઈને પાછા વ્યક્તિ સુધી આવવું પડે છે,જે કુલ $2D$ અંતર કાપે છે.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $2D = V \times t$.
કિંમતો મૂકતા: $2 \times 55 = 330 \times t$.
$110 = 330 \times t$.
$t = 110 / 330 = 1 / 3 \, s \approx 0.33 \, s$.
આપેલા વિકલ્પો મુજબ નજીકની કિંમત $0.3 \, s$ છે.

(A) પલ્સ રેટ પ્રતિ મિનિટ $80$ ધબકારા આપેલ છે。
આવૃત્તિ એટલે એક સેકન્ડમાં થતા દોલનો કે ઘટનાઓની સંખ્યા。
આવૃત્તિને હર્ટ્ઝ $(Hz)$ માં શોધવા માટે, આપણે ધબકારાની સંખ્યાને કુલ સમય (સેકન્ડમાં) વડે ભાગીશું。
સમય $= 1 \, \text{મિનિટ} = 60 \, \text{સેકન્ડ}$。
આવૃત્તિ $= \frac{\text{ધબકારાની સંખ્યા}}{\text{સમય (સેકન્ડમાં)}} = \frac{80}{60} \, Hz$。
આવૃત્તિ $= 1.33 \, Hz$ (આશરે)。

(N/A) ગૅલ્ટનની સીટી એ એક વિશિષ્ટ પ્રકારનું સાધન છે જે $20,000 \,Hz$ થી $40,000 \,Hz$ ની વચ્ચેના અલ્ટ્રાસોનિક (પરાશ્રાવ્ય) તરંગો ઉત્પન્ન કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યું છે.
આ ઉચ્ચ આવૃત્તિના તરંગો મનુષ્યો સાંભળી શકતા નથી,કારણ કે મનુષ્યો સામાન્ય રીતે $20,000 \,Hz$ સુધીની જ આવૃત્તિ સાંભળી શકે છે.
જોકે,કૂતરાઓની સાંભળવાની ક્ષમતા ઘણી વધારે હોય છે અને તેઓ આ અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને સરળતાથી સાંભળી શકે છે.
આ કારણોસર,ગૅલ્ટનની સીટીનો ઉપયોગ કૂતરાઓને એવી રીતે તાલીમ આપવા માટે થાય છે કે તેઓ મનુષ્યોને ન સંભળાય તેવા અવાજ પર પ્રતિક્રિયા આપી શકે.
તે સુરક્ષાના હેતુઓ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે; જો કોઈ ઘૂસણખોર ઘરમાં પ્રવેશે,તો સીટી વગાડીને કૂતરાને સાવધ કરી શકાય છે,જેથી ઘૂસણખોરને જાણ થયા વગર કૂતરો તરત જ હુમલો કરી શકે છે.

(N/A) કોર્ક પોતાની જગ્યાએ જ ઉપર-નીચે ગતિ કરશે,જ્યારે તરંગો વિક્ષેપના બિંદુથી બહારની તરફ ગતિ કરશે.
આમ,કોર્ક તરંગો સાથે આગળ વધતું નથી.
કોર્કની ગતિ દર્શાવે છે કે માધ્યમના કણો તરંગ પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે કંપન કરે છે.
આ સાબિત કરે છે કે તરંગમાં ઉર્જાનું પ્રસરણ થાય છે,દ્રવ્યનું નહીં.

(N/A) $(i)$ એક ધ્રુજારી કરતું પદાર્થ (vibrating body) હોવું જરૂરી છે જે તેની ઉર્જા આસપાસના વાતાવરણમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે.
$(ii)$ ઉર્જાને ગ્રહણ કરવા અને તેને આગળની દિશામાં પ્રસારિત કરવા માટે એક ભૌતિક માધ્યમ (material medium) હોવું જરૂરી છે.
$(iii)$ અવાજના તરંગોને મેળવવા અને અંતિમ અર્થઘટન માટે મગજ સુધી પહોંચાડવા માટે એક રીસીવર (જેમ કે માનવ કાન) હોવું જરૂરી છે.

(N/A) $(i)$ તેનો ઉપયોગ એરપોર્ટ પર રનવે પરથી ધુમ્મસ દૂર કરવા માટે થાય છે.
$(ii)$ તેનો ઉપયોગ ડીશવોશિંગ મશીનોમાં નાજુક વસ્તુઓને સાફ કરવા માટે થાય છે.
$(iii)$ તેનો ઉપયોગ દૂધના હોમોજનાઇઝેશન (એકરૂપતા) માટે થાય છે.
$(iv)$ તેનો ઉપયોગ ટંગસ્ટન જેવી ધાતુઓના વેલ્ડિંગ માટે થાય છે.

(B) અવકાશ એ શૂન્યાવકાશ છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં હવા કે અન્ય કોઈ ભૌતિક માધ્યમ હોતું નથી.
ધ્વનિ તરંગો એ યાંત્રિક તરંગો છે જેને પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમ (જેમ કે હવા,પાણી અથવા ઘન પદાર્થ) ની જરૂર હોય છે.
અવકાશમાં કોઈ માધ્યમ ન હોવાથી,અવકાશયાત્રીઓ વચ્ચે અવાજ મુસાફરી કરી શકતો નથી.
રેડિયો તરંગો એ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો છે,જેને પ્રસરણ માટે કોઈ ભૌતિક માધ્યમની જરૂર પડતી નથી.
તેથી,અવકાશયાત્રીઓ અવકાશના શૂન્યાવકાશમાં સંકેતો મોકલવા અને પ્રાપ્ત કરવા માટે રેડિયો સંચારનો ઉપયોગ કરે છે.

(N/A) વળાંકવાળી સપાટીનો ઉપયોગ અવાજને બધી દિશાઓમાં ફેલાવવા માટે કરવામાં આવે છે. પડદા,ગાલીચા અને ફોલ્સ સીલિંગનો ઉપયોગ ઓડિટોરિયમમાં પડઘા (echo) પડતા અટકાવવા માટે કરવામાં આવે છે.
$(b)$ આનું કારણ એ છે કે અવાજને પ્રસરણ પામવા માટે માધ્યમની જરૂર હોય છે. શૂન્યાવકાશમાં કોઈ માધ્યમ ન હોવાથી અવાજ પ્રસરણ પામી શકતો નથી.

(N/A) $(i)$ ધ્વનિને પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમની જરૂર હોય છે અને તે શૂન્યાવકાશમાં મુસાફરી કરી શકતો નથી. ચંદ્ર પર વાતાવરણ નથી (શૂન્યાવકાશ છે),તેથી વિસ્ફોટનો અવાજ નજીકના બિંદુ સુધી પહોંચી શકતો નથી.
$(ii)$ ધ્વનિની ઝડપ માધ્યમની સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઘનતા પર આધાર રાખે છે; તે સામાન્ય રીતે ઘન પદાર્થોમાં સૌથી વધુ,ત્યારબાદ પ્રવાહીમાં અને વાયુઓમાં સૌથી ઓછી હોય છે. વધુમાં,તાપમાન વધવાની સાથે ધ્વનિની ઝડપ વધે છે કારણ કે કણોની ગતિ ઊર્જા વધે છે,જે ધ્રુજારીના ઝડપી પ્રસરણમાં મદદ કરે છે.
$(iii)$ ધ્વનિની પ્રબળતા મુખ્યત્વે બે પરિબળો પર આધાર રાખે છે: $(1)$ ધ્વનિ તરંગનો કંપવિસ્તાર (Amplitude) અને $(2)$ સાંભળનારના કાનની સંવેદનશીલતા.

(N/A) $(i)$ ચામાચીડિયા ઉચ્ચ આવૃત્તિ ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો ઉત્સર્જિત કરે છે. આ તરંગો શિકાર સાથે અથડાઈને પાછા ચામાચીડિયા પાસે પરાવર્તિત થાય છે. પરાવર્તિત પડઘાના સમય અને સ્વરૂપનું વિશ્લેષણ કરીને,ચામાચીડિયું તેના શિકારનું સ્થાન,અંતર અને ગતિ ચોકસાઈપૂર્વક નક્કી કરી શકે છે.
$(ii)$ આપેલ છે:
રેડિયો તરંગોની ઝડપ $(v)$ $= 3 \times 10^{8} \text{ m s}^{-1}$
કુલ સમય $(t_{total})$ $= 2 \times 10^{-5} \text{ s}$
સિગ્નલ વિમાન સુધી જાય છે અને પાછું આવે છે,તેથી વિમાન સુધી પહોંચવા માટે લાગતો સમય $(t)$ એ કુલ સમયનો અડધો ભાગ છે:
$t = t_{total} / 2 = (2 \times 10^{-5} \text{ s}) / 2 = 1 \times 10^{-5} \text{ s}$
અંતર $(d)$ $=$ ઝડપ $\times$ સમય
$d = (3 \times 10^{8} \text{ m s}^{-1}) \times (1 \times 10^{-5} \text{ s})$
$d = 3 \times 10^{3} \text{ m} = 3000 \text{ m} = 3 \text{ km}$
આમ,વિમાન $3 \text{ km}$ દૂર છે.

(N/A) $(i)$ $SONAR$ નું પૂરું નામ Sound Navigation And Ranging (સાઉન્ડ નેવિગેશન એન્ડ રેન્જિંગ) છે.
$(ii)$ મનુષ્યો માટે ધ્વનિની શ્રાવ્ય મર્યાદા $20 \,Hz$ થી $20,000 \,Hz$ છે.
$(iii)$ ચામાચીડિયા ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક (પરાશ્રાવ્ય) અવાજો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ધ્વનિ તરંગો અવરોધો અથવા શિકાર સાથે અથડાઈને પાછા ચામાચીડિયાના કાન સુધી પહોંચે છે. આ પરાવર્તિત તરંગોનું વિશ્લેષણ કરીને,ચામાચીડિયું તેના શિકારનું સ્થાન જાણી શકે છે અને અંધારામાં માર્ગ શોધી શકે છે.

(N/A) $(i)$ ગાજવીજનું પ્રતિધ્વનન વાદળો અને પૃથ્વીની સપાટી જેવી વિવિધ પરાવર્તક સપાટીઓ પરથી અવાજના તરંગોના ક્રમિક અને બહુવિધ પરાવર્તનને કારણે થાય છે.
$(ii)$ આપેલ છે:
સબમરીનથી વસ્તુનું અંતર $(d)$ $= 3625 \, m$
સિગ્નલ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $(2d)$ $= 2 \times 3625 \, m = 7250 \, m$
લાગતો સમય $(t)$ $= 5 \, s$
અવાજની ઝડપ $(v)$ $= \text{કુલ અંતર} / \text{સમય}$
$v = 7250 / 5$
$v = 1450 \, m \, s^{-1}$
આમ,પાણીમાં અવાજની ઝડપ $1450 \, m \, s^{-1}$ છે.

(N/A) અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એટલે $20 \ kHz$ થી વધુ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગો.
ધાતુના બ્લોકમાં રહેલી આંતરિક તિરાડો કે છિદ્રો જેવી ખામીઓને અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકાય છે. આ પદ્ધતિ એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે બ્લોકની અંદરની તિરાડ કે છિદ્ર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને તેમાંથી પસાર થવા દેતા નથી.
ધાતુના બ્લોકમાં ખામી શોધવા માટે,અલ્ટ્રાસોનિક ધ્વનિનો સ્ત્રોત બ્લોકની એક સપાટીની સામે રાખવામાં આવે છે અને બીજી બાજુની સપાટી પર ડિટેક્ટર રાખવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો ઉત્પન્ન કરીને બ્લોકની એક સપાટીમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે અને સામેની સપાટી પર તેને ડિટેક્ટ કરવામાં આવે છે.
$(a)$ જો અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો બ્લોકના તમામ ભાગોમાંથી અવરોધ વિના પસાર થઈ જાય,તો તેનો અર્થ એ છે કે બ્લોકમાં કોઈ ખામી નથી.
$(b)$ જો અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો સામેની સપાટી સુધી પહોંચતા નથી અથવા ખામીને કારણે પાછા પરાવર્તિત થાય છે,તો તે સૂચવે છે કે બ્લોકમાં ખામી (જેમ કે તિરાડ અથવા છિદ્ર) છે.

(N/A) $1$. બાહ્ય કાન $(PINNA)$ આસપાસના વાતાવરણમાંથી અવાજના તરંગો એકત્રિત કરે છે.
$2$. આ અવાજના તરંગો શ્રવણ નલિકા દ્વારા કર્ણપટલ $(EARDRUM)$ સુધી પહોંચે છે.
$3$. જ્યારે સંઘનન $(COMPRESSION)$ કર્ણપટલ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે દબાણ વધે છે અને તે અંદરની તરફ ધકેલાય છે. જ્યારે વિઘનન $(RAREFACTION)$ પહોંચે છે, ત્યારે દબાણ ઘટે છે અને તે બહારની તરફ ખેંચાય છે. આ રીતે કર્ણપટલ ધ્રુજે છે.
$4$. આ ધ્રુજારીઓ મધ્ય કાનમાં રહેલા ત્રણ નાના હાડકાં $(MALLEUS, \text{ } INCUS, \text{ } STAPES)$ દ્વારા અનેકગણી વધારવામાં આવે છે.
$5$. મધ્ય કાન આ વધેલા દબાણના ફેરફારોને આંતરિક કાનમાં મોકલે છે.
$6$. આંતરિક કાનમાં, કર્ણાવર્ત $(COCHLEA)$ આ દબાણના ફેરફારોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$7$. આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણ ચેતા દ્વારા મગજમાં મોકલવામાં આવે છે, જ્યાં મગજ તેનું અવાજ તરીકે અર્થઘટન કરે છે.

(N/A) આવૃત્તિ: એકમ સમયમાં તરંગ દ્વારા પૂર્ણ કરવામાં આવતા દોલનો કે ચક્રની સંખ્યાને આવૃત્તિ કહે છે. તેનો $SI$ એકમ હર્ટ્ઝ $(Hz)$ છે.
કંપવિસ્તાર: માધ્યમના કણોનું તેમની સરેરાશ સ્થિતિથી મહત્તમ સ્થાનાંતર અથવા વિક્ષેપના મૂલ્યને કંપવિસ્તાર કહે છે. તેને $A$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે.
ઝડપ: તરંગ પરના કોઈ બિંદુ (જેમ કે સંઘનન અથવા વિઘનન) દ્વારા એકમ સમયમાં કાપવામાં આવેલા અંતરને તરંગની ઝડપ કહે છે. તેની ગણતરી $v = f \times \lambda$ સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે,જ્યાં $f$ એ આવૃત્તિ છે અને $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ છે.

(N/A) આવૃત્તિ $(v)$ અને આવર્તકાળ $(T)$ વચ્ચેનો સંબંધ $v = 1 / T$ છે。
આપેલ છે:
તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ = $2 \, cm = 2 \times 10^{-2} \, m$
તરંગનો વેગ $(V)$ = $16 \, m s^{-1}$
આવૃત્તિ $(v)$ શોધવા માટે:
સૂત્ર $V = v \lambda$ નો ઉપયોગ કરતા, આપણને મળે છે $v = V / \lambda$.
$v = 16 / (2 \times 10^{-2}) = 8 \times 10^2 = 800 \, Hz$.
આવર્તકાળ $(T)$ શોધવા માટે:
સૂત્ર $T = 1 / v$ નો ઉપયોગ કરતા。
$T = 1 / 800 = 0.00125 \, s$ અથવા $1.25 \times 10^{-3} \, s$.

(N/A) જ્યારે મૂળ ધ્વનિ સ્ત્રોતમાંથી ઉત્પન્ન થયેલો અવાજ દૂરની વસ્તુ પરથી પરાવર્તિત થઈને ફરીથી સંભળાય, ત્યારે તેને પડઘો કહેવામાં આવે છે.
ધારો કે પડઘો સંભળાવા માટે લાગતો સમય $t$ છે. ધારો કે ધ્વનિના સ્ત્રોત અને પરાવર્તિત સપાટી વચ્ચેનું અંતર $d$ છે અને ધ્વનિની ઝડપ $V$ છે.
ધ્વનિ સ્ત્રોતથી પરાવર્તિત સપાટી સુધી જાય છે અને ત્યાંથી પાછો આવે છે, તેથી ધ્વનિ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $2d$ થાય છે.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $\text{ઝડપ} = \frac{\text{કુલ અંતર}}{\text{કુલ સમય}}$
તેથી: $V = \frac{2d}{t}$
અંતર $d$ શોધવા માટે સૂત્રને ગોઠવતા, આપણને મળે છે: $d = \frac{V \times t}{2}$

(N/A) જ્યારે એક છોકરો લોખંડની પાઇપ પર પ્રહાર કરે છે,ત્યારે અવાજ ઉત્પન્ન થાય છે. ઉત્પન્ન થયેલા ધ્વનિ તરંગો હવા અને પાઇપના માધ્યમ એમ બંનેમાંથી મુસાફરી કરે છે. લોખંડમાં અવાજની ઝડપ હવામાં અવાજની ઝડપ કરતા ઘણી વધારે હોવાથી,અવાજ હવાની સરખામણીમાં લોખંડની પાઇપમાંથી ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. તેથી,પાઇપના બીજા છેડે રહેલા છોકરાને બે અલગ-અલગ અવાજ સંભળાય છે: એક જે લોખંડની પાઇપ દ્વારા મુસાફરી કરીને પહેલા પહોંચ્યો અને બીજો જે હવા દ્વારા મુસાફરી કરીને પછીથી પહોંચ્યો.
$(b)$ અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોના બે ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ તેનો ઉપયોગ $SONAR$ (સાઉન્ડ નેવિગેશન એન્ડ રેન્જિંગ) ની મદદથી સમુદ્રની ઊંડાઈ માપવા માટે થાય છે.
$(ii)$ તેનો ઉપયોગ માનવ શરીરમાં રોગોના નિદાન માટે (જેમ કે અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફી) કરવામાં આવે છે.

(N/A) સરેરાશ માનવ કાન માટે શ્રાવ્ય વિસ્તાર $20 \, Hz$ થી $20,000 \, Hz$ છે.
$(b)$ અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ સફાઈ માટે કરવામાં આવે છે,જેમાં વસ્તુઓને (જેમ કે સર્પાકાર નળીઓ અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો) સફાઈના દ્રાવણમાં રાખવામાં આવે છે. જ્યારે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે ઉચ્ચ આવર્તનને કારણે ધૂળ,ગ્રીસ અને ગંદકીના કણો સપાટી પરથી અલગ થઈ જાય છે. આ કણો નીચે બેસી જાય છે,જેના પરિણામે ઘટકો સંપૂર્ણપણે સાફ થઈ જાય છે.

(N/A) ધ્વનિ એક યાંત્રિક તરંગ છે અને તેને પ્રસરણ માટે માધ્યમ (જેમ કે હવા,પાણી અથવા સ્ટીલ) ની જરૂર પડે છે. વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં ધ્વનિ તરંગોના કંપનોને આગળ વધારવા માટે કોઈ કણો હોતા નથી,તેથી ધ્વનિ મોબાઈલમાંથી બહાર જઈ શકતો નથી.
$(b)$ લંબગત તરંગને સાઈનસૉઈડલ આલેખ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જેમાં પ્રસરણની દિશામાં શૃંગ (મહત્તમ ધન સ્થાનાંતરના બિંદુઓ) અને ગર્ત (મહત્તમ ઋણ સ્થાનાંતરના બિંદુઓ) જોવા મળે છે.
$(c)$ પ્રબળતા એ ધ્વનિની તીવ્રતા પ્રત્યે કાનના પ્રતિભાવનું શારીરિક માપ છે. તે મુખ્યત્વે માધ્યમના કંપન કરતા કણોના કંપવિસ્તાર (Amplitude) પર આધાર રાખે છે. કંપવિસ્તાર જેટલો વધારે,ધ્વનિ તેટલો જ પ્રબળ હોય છે.

(D) ધ્વનિ તરંગોને યાંત્રિક તરંગો કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમને પ્રસરણ માટે ભૌતિક માધ્યમની જરૂર હોય છે અને તે માધ્યમના કણોના તેમના સરેરાશ સ્થાનની આસપાસના કંપન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
ધ્વનિના પરાવર્તનના બે વ્યવહારુ ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ મેગાફોન: બહુવિધ પરાવર્તન દ્વારા ધ્વનિ તરંગોને ચોક્કસ દિશામાં મોકલવા માટે વપરાય છે.
$(ii)$ સ્ટેથોસ્કોપ: ડોકટરો દ્વારા નળી દ્વારા ધ્વનિના બહુવિધ પરાવર્તન દ્વારા હૃદયના ધબકારા સાંભળવા માટે વપરાય છે.
$(b)$ ધારો કે પથ્થરને પાણીની સપાટી સુધી પહોંચવામાં લાગતો સમય $t_1$ છે અને અવાજને પાછા ટોચ સુધી પહોંચવામાં લાગતો સમય $t_2$ છે.
પથ્થરના પડવા માટે: $S = ut + \frac{1}{2}gt^2$
$125 = 0 + \frac{1}{2} \times 10 \times t_1^2$
$125 = 5t_1^2 \implies t_1^2 = 25 \implies t_1 = 5 \ s$
અવાજ પાછા આવવા માટે: $t_2 = \frac{\text{અંતર}}{\text{ઝડપ}} = \frac{125}{340} \approx 0.37 \ s$
છબછબિયાંનો અવાજ સાંભળવા માટેનો કુલ સમય $= t_1 + t_2 = 5 + 0.37 = 5.37 \ s$.

(N/A) $SONAR$ એટલે Sound Navigation and Ranging. આ એક એવી તકનીક છે જેનો ઉપયોગ સમુદ્રની ઊંડાઈ નક્કી કરવા અને પાણીની અંદર રહેલી વસ્તુઓ જેવી કે ખડકો,સબમરીન,ડૂબી ગયેલા જહાજો વગેરેને શોધવા માટે થાય છે.
કાર્યપદ્ધતિ:
આ પદ્ધતિમાં,જહાજ પર સ્થાપિત ટ્રાન્સમીટર દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો સમુદ્રના તળિયા તરફ મોકલવામાં આવે છે. આ અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો સમુદ્રના તળિયે અથડાયા પછી પરાવર્તિત થઈને પાછા આવે છે અને જહાજ પરના ડિટેક્ટર (રીસીવર) દ્વારા તેને ઝીલવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો મોકલવા અને પાછા મેળવવા વચ્ચેનો સમયગાળો $t$ નોંધવામાં આવે છે.
જો $V$ એ દરિયાઈ પાણીમાં અવાજની ઝડપ હોય,તો અવાજના તરંગ દ્વારા કાપેલું કુલ અંતર $2d$ (તળિયે જઈને પાછા આવવા માટે) $2d = V \times t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,સમુદ્રની ઊંડાઈ $d$ એ $d = (V \times t) / 2$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.

(A) આપેલ છે:
પડઘો પાછો આવવા માટે લાગતો સમય,$t = 4 \, s$.
સમુદ્રના પાણીમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડની ઝડપ,$v = 1550 \, m \, s^{-1}$.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો જહાજથી સમુદ્રના તળિયે જાય છે અને ત્યાંથી પરાવર્તન પામીને પાછા જહાજ પર આવે છે. તેથી,કાપેલું કુલ અંતર $2d$ થાય,જ્યાં $d$ એ જહાજથી સમુદ્રના તળિયાનું અંતર છે.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $\text{અંતર} = \text{ઝડપ} \times \text{સમય}$.
$2d = v \times t$
$2d = 1550 \, m \, s^{-1} \times 4 \, s$
$2d = 6200 \, m$
$d = 6200 / 2 = 3100 \, m$.
આમ,જહાજથી સમુદ્રના તળિયાનું અંતર $3100 \, m$ અથવા $3.1 \, km$ છે.

(N/A)
$(i)$ પિચ: આ ધ્વનિનું એવું લક્ષણ છે જે તીણા અને ઘેરા અવાજ વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરે છે. પિચ એ ધ્વનિની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.
$(ii)$ લાઉડનેસ: આ ધ્વનિનું એવું લક્ષણ છે જે મોટા અવાજ અને ધીમા અવાજ વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરે છે. તે ધ્વનિ તરંગના કંપવિસ્તાર દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(iii)$ ગુણવત્તા અથવા ટિમ્બર: આ ધ્વનિનું એવું લક્ષણ છે જે આપણને અલગ-અલગ સ્ત્રોતોમાંથી ઉત્પન્ન થતા અવાજો વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરે છે,ભલે તેમની પિચ અને લાઉડનેસ સમાન હોય. તે આપણને સ્ત્રોત ઓળખવામાં મદદ કરે છે,જેમ કે તબલા કે ગિટાર.
$(b)$ આપેલ છે:
ધ્વનિની ઝડપ $(v)$ = $342 \, m s^{-1}$
લીધેલ સમય $(t)$ = $3 \, s$
ધારો કે પરાવર્તિત સપાટીનું અંતર $d$ છે.
ધ્વનિ દ્વારા પરાવર્તિત સપાટી સુધી પહોંચવા અને પાછા આવવા માટે કાપેલું કુલ અંતર $2d$ છે.
સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $2d = v \times t$
$2d = 342 \times 3$
$2d = 1026$
$d = 1026 / 2 = 513 \, m$
તેથી,પરાવર્તિત સપાટીનું અંતર $513 \, m$ છે.

(N/A) પડઘો એ કોઈ અવરોધ પરથી ધ્વનિના પરાવર્તનને કારણે ઉદ્ભવતી ધ્વનિના પુનરાવર્તનની ઘટના છે.
સ્પષ્ટ પડઘો સાંભળવા માટે,અવરોધ સ્ત્રોતથી પૂરતા અંતરે હોવો જોઈએ.
શ્રવણની સાતત્યતા (persistence of hearing) ને કારણે,મૂળ અવાજ અને પરાવર્તિત અવાજ વચ્ચેનો સમયગાળો ઓછામાં ઓછો $0.1 \, s$ $(1/10 \, s)$ હોવો જોઈએ.
જો $d$ એ પરાવર્તિત સપાટીનું સ્ત્રોતથી લઘુત્તમ અંતર હોય,તો ધ્વનિ દ્વારા કપાયેલું કુલ અંતર $2d$ થાય. ધ્વનિની ઝડપ $V \approx 340 \, m/s$ લેતા,લાગતો સમય $t = 2d / V$ થાય.
$t = 0.1 \, s$ લેતા,$d = (V \times t) / 2 = (340 \times 0.1) / 2 = 17 \, m$ મળે.
આમ,સ્પષ્ટ પડઘો સાંભળવા માટે જરૂરી લઘુત્તમ અંતર $17 \, m$ છે.
નાના હોલમાં,સ્ત્રોત અને પરાવર્તિત દિવાલો વચ્ચેનું અંતર $17 \, m$ કરતા ઓછું હોય છે,તેથી પરાવર્તિત અવાજ શ્રવણની સાતત્યતા પૂરી થાય તે પહેલાં જ સાંભળનાર સુધી પહોંચી જાય છે,જેના કારણે અવાજ મૂળ અવાજ સાથે ભળી જાય છે અને અલગ પડઘો સંભળાતો નથી.

(N/A) ગાજવીજનો ગડગડાટ વાદળો અને પૃથ્વીની સપાટી જેવી વિવિધ પરાવર્તક સપાટીઓ પરથી થતા ધ્વનિ તરંગોના વારંવારના પરાવર્તનને કારણે થાય છે.
$(b)$ માનવ કાન માટે શ્રાવ્યતાની મર્યાદા $20 \, Hz$ થી $20,000 \, Hz$ $(20 \, kHz)$ છે.
$(c)$ $20 \, Hz$ થી ઓછી આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગોને ઇન્ફ્રાસોનિક તરંગો કહેવામાં આવે છે,જ્યારે $20,000 \, Hz$ $(20 \, kHz)$ થી વધુ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગોને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો કહેવામાં આવે છે.

(N/A) $(i)$ $20 \,kHz$ થી વધુ આવૃત્તિ ધરાવતા ધ્વનિ તરંગો માટે 'અલ્ટ્રાસાઉન્ડ' (પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ) શબ્દ વપરાય છે.
$(ii)$ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉત્પન્ન કરતા અને તેનો ઉપયોગ કરતા બે સજીવો ડોલ્ફિન અને ચામાચીડિયા છે.
$(iii)$ અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો એક મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ મેડિકલ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્કેનિંગ (અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફી) છે, જેનો ઉપયોગ શરીરના આંતરિક અંગોને જોવા માટે થાય છે.

(N/A) આકૃતિ ઓછા પીચ અને ઊંચા પીચ વાળા અવાજ માટે તરંગોના આકાર દર્શાવે છે. ઓછા પીચ વાળા અવાજની આવૃત્તિ ઓછી હોય છે (એકમ સમયમાં ઓછા તરંગો),જ્યારે ઊંચા પીચ વાળા અવાજની આવૃત્તિ વધારે હોય છે (એકમ સમયમાં વધુ તરંગો).
$(b)$ અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફીનો ઉપયોગ ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન ગર્ભની તબીબી તપાસ કરવા માટે થાય છે,જેથી જન્મજાત ખામીઓ અને વૃદ્ધિની અસાધારણતાઓ શોધી શકાય.
$(c)$ આવૃત્તિ (Frequency) એ તરંગનો એવો ગુણધર્મ છે જે અવાજની પીચ નક્કી કરે છે.

(A) માનવ કાન માટે સાંભળી શકાય તેવી આવૃત્તિનો વિસ્તાર $20 \, Hz$ થી $20,000 \, Hz$ છે. તેથી,$20 \, Hz$,$200 \, Hz$ અને $2000 \, Hz$ આવૃત્તિઓ માનવ કાન સાંભળી શકે છે.
$(b)$ અમુક કુળના ફૂદાં ચામાચીડિયા દ્વારા ઉત્સર્જિત ઉચ્ચ આવૃત્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને સાંભળી શકે છે. જ્યારે તેઓ આ અવાજો અનુભવે છે,ત્યારે તેઓ બચવા માટે વિવિધ હલનચલન કરે છે અથવા જમીન પર નીચે ઉતરી જાય છે જેથી તેઓ ચામાચીડિયાના શિકારમાંથી બચી શકે. આ ઉપરાંત,કેટલાક ફૂદાંઓએ એવી રચનાઓ વિકસાવી છે જે ચામાચીડિયા દ્વારા મોકલવામાં આવતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડને પરાવર્તિત કરતી નથી,જેનાથી તેઓ ચામાચીડિયાની ઇકોલોકેશન સિસ્ટમ માટે 'અદ્રશ્ય' બની જાય છે.

(N/A) સંગીતના સાધન દ્વારા ઉત્પન્ન થતો અવાજ હવાના અણુઓને કંપિત કરે છે. આ કંપનો હવાના અણુઓ દ્વારા એકબીજાને આગળ પહોંચાડવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તે આપણા કાન સુધી ન પહોંચે. જ્યારે આ કંપનો કાન સુધી પહોંચે છે,ત્યારે તે કાનના પડદાને કંપિત કરે છે,જેને આપણે અવાજ તરીકે અનુભવીએ છીએ. અવાજ એ યાંત્રિક તરંગ છે જેને પ્રસરણ માટે માધ્યમ (જેમ કે હવા,પાણી અથવા ઘન પદાર્થ) ની જરૂર હોય છે,તેથી તે અવકાશના શૂન્યાવકાશમાં મુસાફરી કરી શકતું નથી. ચંદ્ર પર કોઈ વાતાવરણ નથી (શૂન્યાવકાશ છે),તેથી અવકાશયાત્રીઓ વચ્ચે અવાજ મુસાફરી કરી શકતો નથી. આથી,તેઓ રેડિયો ટ્રાન્સમીટરનો ઉપયોગ કરે છે,જે વિદ્યુતચુંબકીય તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે જેને પ્રસરણ માટે કોઈ માધ્યમની જરૂર હોતી નથી.

(N/A) અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ ધાતુના બ્લોકમાં તિરાડો અને ખામીઓ શોધવા માટે કરી શકાય છે. ધાતુના ઘટકોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇમારતો,પુલ,મશીનો અને વૈજ્ઞાનિક સાધનો જેવી મોટી રચનાઓના નિર્માણમાં થાય છે.
ધાતુના બ્લોકની અંદરની તિરાડો અથવા છિદ્રો,જે બહારથી અદ્રશ્ય હોય છે,તે માળખાની મજબૂતી ઘટાડે છે.
આ ખામીઓને શોધવા માટે,અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને ધાતુના બ્લોકમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે અને પ્રસારિત તરંગોને મેળવવા માટે વિરુદ્ધ બાજુએ ડિટેક્ટર મૂકવામાં આવે છે.
જો ત્યાં નાની પણ ખામી હોય,તો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો ખામીની સીમા સાથે અથડાઈને પાછા પરાવર્તિત થાય છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ખામીની હાજરી સૂચવે છે.

(N/A) તબીબી ક્ષેત્રમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ત્રણ ઉપયોગો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ઇકોકાર્ડિયોગ્રાફી: હૃદયના વિવિધ ભાગોમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોનું પરાવર્તન કરાવીને હૃદયની છબી મેળવવામાં આવે છે.
$(ii)$ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્કેનિંગ: તેનો ઉપયોગ માનવ શરીરના આંતરિક અંગો જેવા કે લીવર,પિત્તાશય,ગર્ભાશય અને કિડનીની છબી મેળવવા માટે થાય છે,જેથી પથરી કે ગાંઠ જેવી અસાધારણતા શોધી શકાય.
$(iii)$ ગર્ભની તપાસ: ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન ગર્ભના વિકાસની દેખરેખ રાખવા અને જન્મજાત ખામીઓ શોધવા માટે અલ્ટ્રાસોનોગ્રાફીનો ઉપયોગ થાય છે.
$(b)$ આપેલ છે: અંતર $(S) = 2800 \ m$,સમય $(t) = 4 \ s$.
ધ્વનિ સમુદ્રના તળિયે જઈને પાછો આવે છે,તેથી કાપેલું કુલ અંતર $2S$ થાય.
ઝડપ $(V) = \frac{\text{કુલ અંતર}}{\text{કુલ સમય}} = \frac{2S}{t} = \frac{2 \times 2800 \ m}{4 \ s} = 1400 \ m/s$.
આમ,પાણીમાં ધ્વનિની ઝડપ $1400 \ m/s$ છે.

(N/A) $(i)$ ના,લંબગત તરંગો વાયુઓમાં પ્રસરણ પામી શકતા નથી કારણ કે વાયુઓમાં દ્રઢતાનો ગુણધર્મ હોતો નથી (શીયર મોડ્યુલસ શૂન્ય હોય છે).
$(ii)$ હા,સંગત તરંગો ઘન,પ્રવાહી અને વાયુઓમાં પ્રસરણ પામી શકે છે કારણ કે તે દબાણના ફેરફારો અને ઘનતાના ફેરફારો પર આધાર રાખે છે.
$(iii)$ ધારો કે $T$ એ તરંગનો આવર્તકાળ છે:
$(a)$ $T / 2$ જેટલા સમયના અંતરાલ પછી તે જ બિંદુ પર વિઘનન રચાશે.
$(b)$ $T$ જેટલા સમયના અંતરાલ પછી તે જ બિંદુ પર સંઘનન રચાશે.

(N/A)

સંગત તરંગો	લંબગત તરંગો
$1$. માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર દોલન કરે છે.	$1$. માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે દોલન કરે છે.
$2$. તે ઘન,પ્રવાહી અને વાયુ એમ ત્રણેય માધ્યમોમાં પ્રસરણ પામી શકે છે.	$2$. તે માત્ર ઘન પદાર્થોમાં અને પ્રવાહીની સપાટી પર જ પ્રસરણ પામી શકે છે.
$3$. તેમાં સંઘનન અને વિઘનન રચાય છે.	$3$. તેમાં શૃંગ અને ગર્ત રચાય છે.
$4$. તેનું ધ્રુવીભવન થઈ શકતું નથી.	$4$. તેનું ધ્રુવીભવન થઈ શકે છે.
ઉદાહરણ: હવામાં પ્રસરતા ધ્વનિ તરંગો.	ઉદાહરણ: ખેંચાયેલી દોરીમાં ઉત્પન્ન થતા તરંગો.

(N/A) ધ્વનિ તરંગોના પરાવર્તનના બે વ્યવહારુ ઉપયોગો મેગાફોન અને સ્ટેથોસ્કોપ છે.
$(b)$ માનવ કાનમાં,ધ્વનિ તરંગોના દબાણના ફેરફારોને મધ્ય કર્ણના ત્રણ નાના હાડકાં દ્વારા પ્રવર્ધિત કરવામાં આવે છે: હથોડી (hammer),એરણ (anvil) અને પેંગડું (stirrup).
$(c)$ આપેલ છે:
આવૃત્તિ $(f) = 10 \, Hz$ (કારણ કે પ્રતિ સેકન્ડ $10$ તરંગો ઉત્પન્ન થાય છે).
ગર્ત અને નજીકના શૃંગ વચ્ચેનું અંતર $= 12 \, cm$.
શૃંગ અને નજીકના ગર્ત વચ્ચેનું અંતર એ તરંગલંબાઈના અડધા $(\lambda/2)$ જેટલું હોય છે,તેથી $\lambda/2 = 12 \, cm$,જેનો અર્થ છે કે $\lambda = 24 \, cm$.
વેગ $(v) = \text{તરંગલંબાઈ} \times \text{આવૃત્તિ} = 24 \, cm \times 10 \, Hz = 240 \, cm/s$.

(C) અવાજની તીવ્રતા એટલે અવાજના પ્રસરણની દિશાને લંબ એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એકમ સમયમાં પસાર થતી ધ્વનિ ઉર્જા.
$(b)$ પડઘો સ્પષ્ટ રીતે સંભળાય તે માટેની શરતો:
$(i)$ મૂળ અવાજ અને પરાવર્તિત અવાજ વચ્ચેનો સમયગાળો ઓછામાં ઓછો $0.1 \, s$ હોવો જોઈએ.
$(ii)$ અવાજના સ્ત્રોત અને અવરોધ વચ્ચેનું લઘુત્તમ અંતર આશરે $17 \, m$ હોવું જોઈએ.
$(c)$ આપેલ છે: ઊંચાઈ $h = 44.1 \, m$,પ્રારંભિક વેગ $u = 0$,ગુરુત્વપ્રવેગ $g = 9.8 \, m \, s^{-2}$.
પગલું $1$: દડાને પાણીની સપાટી સુધી પહોંચતા લાગતો સમય $S = ut + \frac{1}{2}gt^2$ નો ઉપયોગ કરીને શોધો.
$44.1 = 0 \times t + \frac{1}{2} \times 9.8 \times t^2$
$44.1 = 4.9 \times t^2$
$t^2 = \frac{44.1}{4.9} = 9$
$t = 3 \, s$.
પગલું $2$: અવાજને અવલોકનકાર સુધી પહોંચતા લાગતો સમય શોધો.
કુલ સમય = $3.13 \, s$.
અવાજ માટેનો સમય = $3.13 - 3 = 0.13 \, s$.
પગલું $3$: અવાજનો વેગ શોધો.
$V = \frac{\text{અંતર}}{\text{સમય}} = \frac{44.1 \, m}{0.13 \, s} \approx 339.23 \, m \, s^{-1}$.

(N/A) માનવ કાન મુખ્ય ત્રણ ભાગોનો બનેલો છે: $(i)$ બાહ્ય કાન,$(ii)$ મધ્ય કાન,અને $(iii)$ આંતરિક કાન.
$1$. બાહ્ય કાન: બાહ્ય કાન,જેને કર્ણપલ્લવ (pinna) કહેવાય છે,તે આસપાસના વાતાવરણમાંથી ધ્વનિ તરંગો એકત્રિત કરે છે. આ ધ્વનિ તરંગો શ્રવણ નલિકા દ્વારા કર્ણપટલ (eardrum) સુધી પહોંચે છે.
$2$. મધ્ય કાન: જ્યારે ધ્વનિ તરંગો કર્ણપટલ સાથે અથડાય છે ત્યારે તે ધ્રુજારી અનુભવે છે. આ ધ્રુજારી મધ્ય કાનમાં રહેલા ત્રણ નાના હાડકાં (હથોડી,એરણ અને પેંગડું) દ્વારા પ્રવર્ધિત (amplified) થાય છે.
$3$. આંતરિક કાન: પ્રવર્ધિત દબાણ તરંગો આંતરિક કાનમાં મોકલવામાં આવે છે. કર્ણાવર્ત (cochlea) માં,આ દબાણના ફેરફારોને વાળ કોષો દ્વારા વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. આ સંકેતો શ્રવણ ચેતા દ્વારા મગજમાં મોકલવામાં આવે છે,જ્યાં તેનું અર્થઘટન ધ્વનિ તરીકે થાય છે.

(N/A) તરંગલંબાઈ: માધ્યમનો કણ એક દોલન પૂર્ણ કરે તે સમયગાળા દરમિયાન તરંગે કાપેલા અંતરને તરંગલંબાઈ કહે છે. તેને $\lambda$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
$(b)$ આવર્તકાળ: એક દોલન પૂર્ણ કરવા માટે કણને લાગતા સમયને આવર્તકાળ કહે છે. તેને $T$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો $SI$ એકમ સેકન્ડ $(s)$ છે.
$(c)$ કંપવિસ્તાર: દોલન કરતા કણનું તેના સરેરાશ સ્થાનની બંને બાજુએ થતું મહત્તમ સ્થાનાંતર એટલે કંપવિસ્તાર. તેને $A$ વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો $SI$ એકમ મીટર $(m)$ છે.
સંબંધ $V = v \lambda$ નું તારણ:
આપણે જાણીએ છીએ કે,તરંગલંબાઈ $\lambda$ એ માધ્યમનો કણ એક દોલન પૂર્ણ કરે તે સમયગાળા દરમિયાન તરંગે કાપેલું અંતર છે,એટલે કે $T$.
તરંગનો વેગ $(V)$ નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત થાય છે:
$V = \frac{\text{તરંગ દ્વારા કપાયેલું અંતર}}{\text{લાગતો સમય}} = \frac{\lambda}{T}$
આવૃત્તિ $v = \frac{1}{T}$ હોવાથી,આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$V = v \lambda$

(N/A) જ્યારે માધ્યમમાં ધ્વનિ તરંગ ઉત્પન્ન થાય છે,ત્યારે તે માધ્યમના કણોને કંપિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે,સ્પીકરના ડાયાફ્રામના કંપનને ધ્યાનમાં લો. જેમ ડાયાફ્રામ બહારની તરફ કંપન કરે છે,તે ઉચ્ચ દબાણનો વિસ્તાર બનાવે છે જેને સંઘનન (compression) કહેવાય છે,જે માધ્યમમાં આગળ વધે છે. જ્યારે ડાયાફ્રામ અંદરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે તે ઓછા દબાણનો વિસ્તાર બનાવે છે જેને વિઘનન (rarefaction) કહેવાય છે. આમ,ધ્વનિ માધ્યમમાં સંઘનન અને વિઘનનની શ્રેણીના સ્વરૂપમાં પ્રસરણ પામે છે.
$(b)$ ધ્વનિ તરંગનું આલેખકીય નિરૂપણ નીચે મુજબ છે:
(ઘનતા/દબાણ વિરુદ્ધ અંતર દર્શાવતા આલેખ માટે આપેલી છબી જુઓ,જેમાં શૃંગ,ગર્ત,તરંગલંબાઈ $\lambda$ અને કંપવિસ્તાર $A$ દર્શાવેલ છે.)
$(c)$ ધ્વનિ તરંગોને સંગત તરંગો કહેવામાં આવે છે કારણ કે માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને સમાંતર કંપન કરે છે.

(N/A) $(i)$
$(a)$ પ્રબળતા - કંપવિસ્તાર (amplitude) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(b)$ તીક્ષ્ણતા - આવૃત્તિ (frequency) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(ii)$ આપેલ છે: સમય $(t)$ = $3 \ s$,પાણીમાં ધ્વનિની ઝડપ $(V)$ = $1440 \ m \ s^{-1}$.
અંતર $(S)$ ની ગણતરી: $S = (V \times t) / 2 = (1440 \times 3) / 2 = 2160 \ m$.
$(iii)$ મોટા હોલ કે ઓડિટોરિયમમાં પડઘા ઘટાડવા માટે છત અને દીવાલોને ધ્વનિશોષક પદાર્થો જેવા કે કમ્પ્રેસ્ડ ફાઈબરબોર્ડ,ખરબચડા પ્લાસ્ટર અથવા પડદા (draperies) વડે ઢાંકવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત,બેઠકો પર પણ ધ્વનિશોષક પદાર્થોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(N/A)

સંગત તરંગો	લંબગત તરંગો
$1.$ માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશામાં સમાંતર દોલન કરે છે।	$1.$ માધ્યમના કણો તરંગના પ્રસરણની દિશાને લંબ રૂપે દોલન કરે છે।
$2.$ તે ઘન,પ્રવાહી અને વાયુ ત્રણેય માધ્યમમાં પ્રસરણ પામી શકે છે।	$2.$ તે મુખ્યત્વે ઘન પદાર્થોમાં અને પ્રવાહીની સપાટી પર પ્રસરણ પામે છે।
$3.$ તેમાં સંઘનન અને વિઘનન રચાય છે।	$3.$ તેમાં શૃંગ અને ગર્ત રચાય છે।
$4.$ ઉદાહરણ: હવામાં ધ્વનિના તરંગો।	$4.$ ઉદાહરણ: ખેંચાયેલી દોરી પરના તરંગો।

$(b)$ ધ્વનિ તરંગોની લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$1.$ આવૃત્તિ: એકમ સમયમાં થતા દોલનોની સંખ્યા।
$2.$ કંપવિસ્તાર: માધ્યમના કણોનું તેમના સરેરાશ સ્થાનથી મહત્તમ સ્થાનાંતર।
$3.$ આવર્તકાળ: એક પૂર્ણ દોલન પૂર્ણ કરવા માટે લાગતો સમય।
$4.$ તરંગલંબાઈ: બે ક્રમિક સંઘનન અથવા વિઘનન વચ્ચેનું અંતર।
$5.$ પીચ (તારત્વ): ધ્વનિની તે લાક્ષણિકતા જે આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે; ઉચ્ચ આવૃત્તિ એટલે ઉચ્ચ પીચ।
$6.$ ટિમ્બર (ગુણવત્તા): તે લાક્ષણિકતા જે આપણને સમાન પીચ અને લાઉડનેસ ધરાવતા વિવિધ સ્ત્રોતોમાંથી આવતા ધ્વનિને અલગ પાડવામાં મદદ કરે છે।

(A) બે તફાવતો નીચે મુજબ છે:

ધ્વનિ તરંગો	પ્રકાશ તરંગો
$1.$ સંગત (Longitudinal) તરંગો છે.	$1.$ લંબગત (Transverse) તરંગો છે.
$2.$ પ્રસરણ માટે માધ્યમની જરૂર પડે છે.	$2.$ પ્રસરણ માટે માધ્યમની જરૂર પડતી નથી.

$(b)$ તરંગ વેગ $(v)$, આવૃત્તિ $(f)$ અને તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવતું સૂત્ર: $v = f \times \lambda$.
આપેલ છે: ધ્વનિની ઝડપ $(v)$ $= 340 \, m s^{-1}$.
$(i)$ આપેલ આવૃત્તિ $(f)$ $= 256 \, Hz$. સૂત્ર $\lambda = v / f$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\lambda = 340 / 256 = 1.328 \, m \approx 1.33 \, m$.
$(ii)$ આપેલ તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ $= 0.85 \, m$. સૂત્ર $f = v / \lambda$ નો ઉપયોગ કરતા:
$f = 340 / 0.85 = 400 \, Hz$.