ध्वनी म्हणजे काय ? | Dhwani Mhanje Kay

ध्वनी हा वातावरणातील एक महत्वाचा घटक आहे. मानव संवाद साधण्यासाठी तर अनेक सजीव मार्ग शोधण्यासाठी ध्वनीचा उपयोग करत असतात. ध्वनीशिवाय ह्या सृष्टीची कल्पना देखील केली जाऊ शकत नाही, अशा या महत्वाच्या घटकाबद्दल विविध माहितीचा आढावा आपण या लेखात घेणार आहोत, 

ध्वनी म्हणजे काय ?

एखाद्या वस्तूच्या कंपनाने तयार होणारी ऊर्जा म्हणजेच ध्वनी होय. अगदी सोप्या भाषेत सांगायचे झाले, तर ध्वनी म्हणजेच आवाज, जो दैनंदिन जीवनात आपण ऐकत असतो. 

वस्तूच्या कंपनाने तरंग निर्माण होतात आणि वातावरणात विविध माध्यमांद्वारे प्रवास करतात, ही तरंगे जेव्हा मानवी श्रवण यंत्रणेच्या संपर्कात येतात, तेव्हा आपण आवाज ऐकतो. 

ध्वनी तरंगांचे वैशिष्ठ्य म्हणजे ते परिसरातील कोणत्याही माध्यमामार्फत प्रवास करू शकतात. 

ध्वनी किती वेळ परिसरात टिकून राहील, हे पूर्णतः वस्तूच्या कंपनीने निर्माण होणाऱ्या ध्वनी तरंगांवर अवलंबून असते, म्हणजेच जास्त तरंग उत्पन्न झाले कि, ध्वनी अधिक काळ व अधिक अंतरापर्यंत स्वतःचे अस्तित्व निर्माण करू शकते, ह्या उलट जर कमी तरंग निर्माण झाले कि ध्वनी कमी काळ आणि कमी अंतरापर्यंत टिकू राहू शकते.  

ध्वनी ची तीव्रता मोजण्यासाठी साधारणतः डेसिबल (Db) हे एकक (Unit) वापरण्यात येते.


ध्वनी चे प्रकार 

आपण दैंनदिन जीवनात अनेक विविध प्रकारचे ध्वनी ऐकत असतो. हे विविध ध्वनी पूर्णतः वस्तूच्या कंपनांवरती (vibration) अथवा ध्वनी तरंगांवरती अवलंबून असतात.
ध्वनी साधारणतः तीव्र ध्वनी आणि कमी तीव्र ध्वनी ह्या दोन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत. ध्वनीच्या ह्या दोन्ही प्रकारांची थोडक्यात माहिती आपण खालील प्रमाणे पाहणार आहोत, 

कमी तीव्रतेचे ध्वनी 

ध्वनीची तीव्रता मोजण्यासाठी डेसिबल (Db) ह्या युनिट चा वापर केला जातो. कमी तीव्रतेच्या ध्वनीची वारंवारता ही साधारणतः २० Hz व त्यापेक्षा कमी असल्यामुळे ती मानवी कानांना ऐकू येत नाही. शास्त्रज्ञांद्वारे कमी तीव्रतेच्या ध्वनीचा उपयोग, भूगर्भातील खनिजे शोधण्यासाठी, ज्वालामुखी आणि भूकंप ह्याचा उद्रेक जाणून घेण्यासाठी, मानवी हृदयात घडणाऱ्या क्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी केला जातो. कमी तीव्रता ध्वनी संबंधित कामे पार पाडण्यासाठी शास्त्रज्ञांद्वारे Infrasound Level Meter नामक यंत्राचा वापर केला जातो. 

कमी तीव्रतेचे ध्वनी जरी मानवी कानाला ऐकू येत नसले, तरी निसर्गात असे अनेक सजीव आहेत, जे निसर्गाशी संवाद साधण्यासाठी कमी तीव्रतेच्या ध्वनीचे सहाय्य घेतात, उदा. व्हेल मासा, मगर, जिराफ, हत्ती, पाणघोडे आणि अधिक. मानवपेक्षा ह्या वन्य आणि समुद्री जीवांची श्रवण क्षमता जास्त असते, ज्यामुळे ते अगदी कमी तीव्रता असलेली ध्वनी अनेक किलोमीटर दूर वरून देखील ऐकू शकतात.  

जास्त तीव्रतेची ध्वनी 

जास्त तीव्रता असलेल्या ध्वनीला इंग्रजीत ultrasound असे म्हटले जाते. ह्या ध्वनीच्या कंपनांची (Vibration) तीव्रता ही २०,००० Hz किंवा ह्यापेक्षाही अधिक असू शकते. ultrasound ची कंपन (Vibration) मानवी श्रवण श्रेणीच्या वारंवारतेच्या मर्यादेबाहेर असल्यामुळे ultrasound मानवासाठी ऐकणे अशक्य असते. 

जास्त तीव्रता असलेल्या ध्वनीचा उपयोग अनेक मेडिकल उपचारा दरम्यान केला जातो, उदा. सोनोग्राम (Sonography)

निसर्गातील वटवाघूळ हा एक असा जीव आहे, जो पाहू शकत नाही.  स्वतःचा मार्ग शोधण्यासाठी वटवाघूळ ultrasound चा उपयोग करतो. वटवाघूळ प्रवासादरम्यान जास्त तीव्रतेच्या ध्वनीची निर्मिती करतो, ध्वनी प्रवासादरम्यान विविध घटकांना धडकून परत येते, ह्या ध्वनीच्या सहाय्यानेच वटवाघूळ निसर्गातील घटकांचा छडा लावतो, व निसर्गात प्रवास करतो.


ध्वनी तरंगांचे प्रकार 

ज्या प्रमाणे ध्वनी दोन प्रकारात विभागले गेले आहेत, अगदी त्याच प्रमाणे ध्वनी निर्मितीच्या प्रक्रिये दरम्यान तयार होणारे तरंग हे रेखांश, यांत्रिक आणि दाबांतर्गत निर्मित तरंग ह्या तीन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत. 

रेखांश तरंग (Longitudinal Wave)

रेखांश तरंगांमध्ये, माध्यमाच्या रेणूंची गतीज ऊर्जा ही परिवहन दिशेला समांतर असते, म्हणजेच ध्वनी तरंग ज्या माध्यमातून प्रवास करत आहेत, त्या माध्यमातील रेणू (Particles) आणि ध्वनी तरंग हे एकाच दिशेने प्रवास करत असतात. 

यांत्रिक तरंग (Mechanical Wave)

यांत्रिक तरंग हे पूर्णतः माध्यमावर पुरविल्या जाणाऱ्या प्रारंभिक उर्जेवर अवलंबून असते. ह्या तरंगांना आपण मानवनिर्मित तरंग असे देखील म्हणू शकतो. जो पर्यंत एखाद्या माध्यमावर ऊर्जा निर्मिती केली जात नाही किंवा प्रारंभिक बल दिले जात नाही, तो पर्यंत त्या माध्यमातून ध्वनी तरंग प्रवास करत नाही. 

उदा. आपण जेव्हा चमचा च्या सहाय्याने ताटावर बल लावतो, तेव्हा ध्वनी निर्मिती होते, इथे जो पर्यंत आपण चमचा च्या साहाय्याने ताटावर मारत नाही, म्हणजेच प्रारंभिक ऊर्जा देत नाही, तो पर्यंत ध्वनी तरंग त्यातून प्रवास करत नाहीत, म्हणजेच ध्वनी निर्मिती होत नाही. 

दाब तरंग (Pressure Wave)

तरंगांमध्ये आढळणारी संकुचितता आणि दुर्मिळता, यामुळे निर्मित होणाऱ्या तरंगांच्या क्षेत्रात आणि दाबात फरक आढळून येतो, अशा तरंगांना दाबानंतर्गत निर्मित तरंग (Pressure Wake) असे म्हणतात.


ध्वनी ची निर्मिती 

जेव्हा वातावरणात एखादी वस्तू कंप (Vibrate) पावते, तेव्हा वस्तूच्या अवतीभवती ऊर्जा स्वरूपी तरंग निर्माण होतात, जे वातावरणात उपस्थित पाणी, हवा अथवा घन स्वरूपी माध्यमांच्या सहाय्याने प्रवास करतात. ह्या लहरी जेव्हा मानवी कानापर्यंत पोहोचतात, तेव्हा मानवाला ध्वनी ऐकू येते आणि अशा प्रकारे ध्वनीची निर्मिती होते. 

तसे पाहायला गेलो तर, ध्वनी आणि प्रकाश हे काहीसे सारखेच असतात, कारण ध्वनी लहरी आणि प्रकाश लहरी ह्याचे ऊर्जा स्रोत म्हणेजच निर्मितीचे स्रोत असंख्य आहेत, तसेच ह्या लहरी अथवा तरंग हवा, पाणी आणि घन माध्यमांमधून प्रवास करू शकतात. 

अंतराळात ध्वनी लहरींना प्रवासासाठी माध्यम उपलब्ध नसल्यामुळे, अंतराळात कोणत्याही प्रकारच्या ध्वनी चे अस्तित्व नसते.


ध्वनी चा प्रसार 

ध्वनी निर्मितीनंतर ध्वनी कोणत्या माध्यमातून प्रवास करत आहे, हे विविध घटकांवर अवलंबून असते. इथे आपण ध्वनी निर्मिती नंतर ध्वनीचा प्रवास कशा पद्धतीने पार पडतो, ह्यासंबंधित माहिती पाहणार आहोत, 

ध्वनी लहरी अथवा तरंग हे हवा, पाणी आणि घन ह्या तीन माध्यमांमधून प्रवास करू शकतात. विविध माध्यमांमधून जेव्हा धनी प्रवास करत असतो, तेव्हा ध्वनी चा प्रसार हा पूर्णतः माध्यमांवरती अवलंबून असतो. म्हणजेच ध्वनी हवेच्या तुलनेत पाणी आणि इतर घनपदार्थांच्या माध्यमातून अधिक वेगाने प्रवास करू शकतो. 

ध्वनीचा वेग हा ध्वनी तरंग कोणत्या माध्यमातून प्रवास करीत आहेत, यावर अवलंबून असते, म्हणजेच ध्वनी तरंग जेव्हा कोरड्या वातावरणात हवेच्या माध्यमातून प्रवास करतात, तेव्हा आवाजाचा वेग हा सुमारे १२०० किलोमीटर प्रति तास इतका असतो, तर ध्वनी तरंग जेव्हा समुद्रयाच्या पाण्यातून प्रवास करतात, तेव्हा त्यांच्या प्रवासाचा वेग हा सुमारे ५,५०० किलोमीटर प्रति तास इतका असतो. 

जेव्हा एखादी वस्तू कंप (vibrate) पावते, तेव्हा ती एक ठराविक ऊर्जेची निर्मिती करते, ज्याला आपण गतिज ऊर्जा असे म्हणतो. जेव्हा ही ध्वनी तरंग ह्या एखाद्या माध्यमाच्या संपर्कात येतात, तेव्हा गतिज ऊर्जा त्या माध्यमांच्या रेणूंमधून (Particles) प्रवास करते आणि अशा प्रकारे ध्वनी एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी पोहोचतो. 

गतिज ऊर्जा जेव्हा एखाद्या माध्यमाच्या रेणूंमधून प्रवास करत असते, तेव्हा माध्यमातील रेणू हे त्यांच्या मूळ स्थानापासून हलू लागतात. गतिज ऊर्जा ही माध्यमाच्या एका रेणू पासून ते दुसऱ्या रेणू कडे प्रवास करत असताना, गतिज ऊर्जेची तीव्रता कमी होऊ लागते, ज्यामुळे ध्वनी तीव्रता देखील कमी होत जाते, ह्यामुळेच जेव्हा आपण ओरडतो, तेव्हा ध्वनी जितका लांब जाईल, तितका कमी होतो किंवा कमी तीव्रतेने ऐकू येतो. 

अशा प्रकारे साधारणतः ध्वनी वातावरणात प्रवास करत असतो.


ध्वनी संबंधीत तथ्य 

  • अंतराळात प्रवासाकरिता माध्यम उपलब्ध नसल्यामुळे, तेथे ध्वनीचे अस्तित्व नसते.
  • ध्वनी तरंग हवे पेक्षा पाण्यात अति वेगाने प्रवास करू शकतात.
  • संपूर्ण जगात सर्वाधिक ध्वनीची निर्मिती ही २७ ऑगस्ट १८८३ मध्ये इंडोनेशियातील  क्रॅकाटोआ नामक ज्वालामुखीचा उद्रेक झाल्यामुळे झाली होती.
  • ध्वनीचा वेग हा साधारणतः १२३० किलोमीटर प्रति तास इतका आहे.
  • आपल्या कानाचे पडदे हे ध्वनी स्त्रोताच्या मूळ स्रोतांप्रमाणे कंपन करत असल्याने आपण विविध प्रकारचे ध्वनी ऐकण्यास सक्षम आहोत.
  • मानव २० ते २०,००० Hz वारंवारता असलेल्या ध्वनीला सहज ऐकू शकतो.
  • शास्त्रज्ञानंद्वारे केल्या जाणाऱ्या ध्वनी संबंधित अभ्यासाला ध्वनीशास्त्र असे म्हटले जाते.
  • वटवाघूळ पाहण्यास सक्षम नसल्यामुळे ते ध्वनी तरंगांचा उपयोग प्रवासादरम्यान वाट शोधण्यासाठी करतात.
  • पाण्यातील डॉल्फिन मासा १,५०,००० Hz इतक्या क्षमेची ध्वनी ऐकू व निर्मित करू शकते. 

FAQ 

१. ध्वनी तीव्रतेचे मोजमाप करण्यासाठी कोणते एकक वापरतात?

उत्तर : ध्वनी तीव्रतेचे मोजमाप करण्यासाठी डेसिबल (Db) हे एकक वापरले जाते. 

२. ध्वनीची तीव्रता मोजण्याकरिता कोणते एकक वापरले जाते ?

उत्तर : ध्वनीची वारंवारता मोजण्यासाठी हर्ट्झ (Hz) ह्या एककाचा उपयोग केला जातो. 

३. ध्वनीचा हवेतील वेग किती ?

उत्तर : ध्वनी तरंग अथवा ध्वनी हवेतून १२३० किमी प्रति तास इतक्या वेगाने प्रवास करत असते. 

Leave a Comment