শব্দ কুইজ: ক্লার্কশিপ জিএস
একটু অনুশীলন, আরও এক ধাপ এগিয়ে।
ক্লার্কশিপ দৈনন্দিন বিজ্ঞান: শব্দের উপর 10 প্রশ্ন। 📖 বিস্তারিত পড়ুন
শব্দতরঙ্গ কী ধরনের তরঙ্গ?
বায়ুতে শব্দ সংনমন (ঘন অংশ) ও প্রসারণ (পাতলা অংশ) হয়ে তরঙ্গের চলার দিকেই কণাদের কম্পন ঘটায়, তাই এটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ। অনুপ্রস্থ তরঙ্গে কণা চলার দিকের সঙ্গে সমকোণে কাঁপে, যেমন জলের ঢেউ বা আলো। তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের চলতে মাধ্যম লাগে না, শব্দের লাগে।
- শব্দ যান্ত্রিক তরঙ্গ, তাই মাধ্যম ছাড়া চলে না
- বায়ুতে শব্দ অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ
- ঘন অংশ = সংনমন, পাতলা অংশ = প্রসারণ
- আলো অনুপ্রস্থ ও মাধ্যম ছাড়াই চলে; শব্দ অনুদৈর্ঘ্য ও মাধ্যম লাগে
- শব্দ = সংনমন-প্রসারণ = দৈর্ঘ্যের দিকে (Longitudinal)
নিচের কোন স্থানে শব্দ চলতে পারে না?
শব্দ যান্ত্রিক তরঙ্গ; কণাদের কম্পনের মাধ্যমে এগোয়। শূন্যস্থানে কোনো কণা নেই, তাই শব্দ চলে না। বায়ু (গ্যাস), জল (তরল) ও ইস্পাত (কঠিন) তিনটিতেই শব্দ চলে।
- শব্দ কঠিন, তরল ও গ্যাস, তিনটিতেই চলে
- শূন্যস্থানে শব্দ চলে না
- চাঁদে বা মহাকাশে শব্দ শোনা যায় না
- আলো শূন্যে চলে, শব্দ চলে না
- শূন্যে কণা নেই = শব্দ নেই
নিচের কোন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশি?
সাধারণ নিয়ম: শব্দের বেগ কঠিনে সবচেয়ে বেশি, তরলে তার চেয়ে কম, গ্যাসে সবচেয়ে কম। লোহায় প্রায় 5950 m/s, জলে প্রায় 1498 m/s, বায়ুতে প্রায় 346 m/s। হাইড্রোজেন হালকা গ্যাস হওয়ায় সেখানে বেগ বায়ুর চেয়ে বেশি (প্রায় 1284 m/s), কিন্তু লোহার তুলনায় অনেক কম।
- বেগের ক্রম: কঠিন > তরল > গ্যাস
- বায়ুতে প্রায় 346 m/s (22°C-এ)
- বায়ুতে তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের বেগ বাড়ে
- ঘন মাধ্যম মানেই ধীর নয়: কঠিনের স্থিতিস্থাপকতা বেশি বলে সেখানে বেগ বেশি
- কঠিনে দ্রুত, গ্যাসে ধীর
| মাধ্যম | শব্দের বেগ (m/s) |
|---|---|
| বায়ু (22°C) | 346 |
| পাতিত জল (25°C) | 1498 |
| লোহা (25°C) | 5950 |
শব্দের বেগ
মানুষের শ্রুতিসীমা (audible range) কত?
সুস্থ মানুষের কান প্রায় 20 Hz থেকে 20,000 Hz (20 kHz) কম্পাঙ্কের শব্দ শুনতে পারে। 20 Hz-এর কম কম্পাঙ্ক অবশ্রুত শব্দ (infrasound), 20,000 Hz-এর বেশি অতিস্বন (ultrasound)। শেষ বিকল্পটি অতিস্বনের সীমা, শ্রুতিসীমা নয়।
- শ্রুতিসীমা: 20 Hz – 20 kHz
- 20 Hz-এর নিচে: অবশ্রুত শব্দ (infrasound)
- 20 kHz-এর ওপরে: অতিস্বন (ultrasound)
- বয়স বাড়লে উঁচু কম্পাঙ্ক শোনার ক্ষমতা কমে
- 20 থেকে 20 হাজার
| ধরন | কম্পাঙ্ক | উদাহরণ |
|---|---|---|
| অবশ্রুত শব্দ | 20 Hz-এর কম | হাতি, তিমি, ভূমিকম্পের তরঙ্গ |
| শ্রুত শব্দ | 20 – 20,000 Hz | কথা, গান |
| অতিস্বন | 20,000 Hz-এর বেশি | বাদুড়, ডলফিন, সোনোগ্রাফি |
অতিস্বন (ultrasound) ব্যবহার করে অন্ধকারে পথ চিনে শিকার ধরে কোন প্রাণী?
বাদুড় উচ্চ কম্পাঙ্কের অতিস্বন তরঙ্গ ছাড়ে এবং বাধায় ধাক্কা খেয়ে ফেরা প্রতিধ্বনি ধরে বাধা ও শিকারের অবস্থান বোঝে। হাতি অবশ্রুত শব্দ (infrasound) দিয়ে দূরে যোগাযোগ করে। বাঘ ও শিম্পাঞ্জি এভাবে অতিস্বনে পথ চেনে না।
- বাদুড় ও ডলফিন অতিস্বন ব্যবহার করে
- হাতি ও তিমি অবশ্রুত শব্দে যোগাযোগ করে
- অতিস্বন চিকিৎসায় (সোনোগ্রাফি) ও যন্ত্র পরিষ্কারেও লাগে
- হাতির শব্দ অবশ্রুত, বাদুড়ের শব্দ অতিস্বন: দুটো গুলিয়ে ফেলা যায়
- বাদুড় = অতি (উঁচু) স্বন; হাতি = অব (নিচু) শ্রুত
শব্দের প্রাবল্য বা জোর (loudness) কিসের ওপর নির্ভর করে?
শব্দের জোর নির্ভর করে তরঙ্গের বিস্তারের (amplitude) ওপর: বিস্তার যত বেশি, শব্দ তত জোরালো। জোর মাপার একক ডেসিবেল (dB)। কম্পাঙ্ক ঠিক করে সুরের উচ্চতা (pitch), তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও বেগ সরাসরি জোর ঠিক করে না।
- জোর (loudness) ← বিস্তার (amplitude)
- প্রাবল্যের একক ডেসিবেল (dB)
- সুরের তীক্ষ্ণতা (pitch) ← কম্পাঙ্ক
- জোরালো শব্দ মানেই উঁচু সুর নয়: ঢাক জোরালো কিন্তু নিচু সুরের
- জোর = বিস্তার; সুর = কম্পাঙ্ক
সুরের তীক্ষ্ণতা বা পিচ (pitch) কিসের ওপর নির্ভর করে?
পিচ নির্ভর করে কম্পাঙ্কের ওপর। কম্পাঙ্ক বেশি হলে সুর তীক্ষ্ণ (উঁচু), কম হলে মোটা (নিচু)। তাই মেয়েদের কণ্ঠস্বর সাধারণত ছেলেদের চেয়ে তীক্ষ্ণ, কারণ তার কম্পাঙ্ক বেশি। বিস্তার বদলালে বদলায় জোর, সুর নয়।
- বেশি কম্পাঙ্ক = তীক্ষ্ণ সুর
- কম কম্পাঙ্ক = মোটা সুর
- কম্পাঙ্কের একক হার্জ (Hz)
- বিস্তার বাড়ালে শব্দ জোরালো হয়, তীক্ষ্ণ হয় না
- পিচ = কম্পাঙ্ক (Pitch = Frequency)
| বৈশিষ্ট্য | নির্ভর করে | একক |
|---|---|---|
| জোর (প্রাবল্য) | বিস্তার | ডেসিবেল (dB) |
| সুর (পিচ) | কম্পাঙ্ক | হার্জ (Hz) |
প্রতিধ্বনি স্পষ্ট শুনতে হলে শব্দের উৎস ও প্রতিফলকের মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব প্রায় কত (বায়ুতে বেগ প্রায় 340 m/s)?
কানে একটি শব্দের রেশ প্রায় 0.1 সেকেন্ড থাকে। প্রতিধ্বনিকে আলাদা শুনতে হলে ফিরে আসতে অন্তত 0.1 s লাগা চাই। এই সময়ে শব্দ যায় ও ফেরে মোট $340 \times 0.1 = 34$ m, অর্থাৎ যাওয়া দূরত্ব এর অর্ধেক, প্রায় 17 m। 8.5 m-এ ফিরে আসতে সময় লাগে মাত্র 0.05 s, তাই প্রতিধ্বনি আলাদা হয় না।
- ন্যূনতম সময় প্রায় 0.1 s
- ন্যূনতম দূরত্ব প্রায় 17 m
- প্রতিধ্বনি শব্দের প্রতিফলনের ফল
- ভুল করে 34 m বলা: ওটা যাওয়া-আসার মোট পথ
- 0.1 s, যাওয়া-আসা 34 m, একদিকে 17 m
একদিকের দূরত্ব $= \frac{340 \times 0.1}{2} = 17$ m।
একটি জাহাজ থেকে সোনার (SONAR) দিয়ে অতিস্বন পাঠানোর 4 সেকেন্ড পরে সমুদ্রতল থেকে প্রতিধ্বনি ফিরল। জলে শব্দের বেগ 1500 m/s ধরলে সমুদ্রের গভীরতা কত?
4 সেকেন্ডে শব্দ নিচে গিয়ে আবার ওপরে এসেছে, অর্থাৎ মোট পথ $1500 \times 4 = 6000$ m। গভীরতা এর অর্ধেক, $\frac{6000}{2} = 3000$ m। 6000 m হল যাওয়া-আসার মোট পথ, গভীরতা নয়।
- গভীরতা $= \frac{v \times t}{2}$
- SONAR = Sound Navigation And Ranging
- সোনার সমুদ্রের গভীরতা ও ডুবোজাহাজ খুঁজে বের করে
- মোট সময় ধরে গভীরতা বের করলে 6000 m, ভুল উত্তর
- সময়কে দুই দিয়ে ভাগ, তারপর বেগ দিয়ে গুণ
$$গভীরতা = \frac{v \times t}{2} = \frac{1500 \times 4}{2} = 3000 \text{ m}$$
বজ্রপাতের গর্জন বিদ্যুতের ঝলকানির পরে শোনা যায় কেন?
বিদ্যুৎ-চমক ও বজ্রধ্বনি একই সঙ্গে ঘটে। আলো চলে প্রায় $3 \times 10^{8}$ m/s বেগে, আর বায়ুতে শব্দ চলে প্রায় 340 m/s বেগে। আলো প্রায় তাৎক্ষণিক পৌঁছয়, শব্দ পৌঁছতে সময় নেয়, তাই ঝলক আগে দেখি, গর্জন পরে শুনি।
- আলোর বেগ প্রায় $3 \times 10^{8}$ m/s
- বায়ুতে শব্দের বেগ প্রায় 340 m/s
- দুটোই একই মুহূর্তে ঘটে, পৌঁছনোর সময় আলাদা
- অনেকে ভাবে ঘটনা দুটি আলাদা সময়ে ঘটে; আসলে শুধু পৌঁছনোর সময় আলাদা
- আলো আগে, শব্দ পরে: ঝলক দেখে গুনলে দূরত্ব আন্দাজ করা যায়
📊 বিষয় বিশ্লেষণ
ক্লার্কশিপ দৈনন্দিন বিজ্ঞান: শব্দের উপর 10 প্রশ্ন।


Leave a Comment
Commenting as ·