ધ્વનિની ઝડપ શું છે અને તેઓ તેને કેવી રીતે શોધી શક્યા?

ઘણા વર્ષોથી, તત્વજ્ઞાનીઓએ પૂછ્યું, 'જો જંગલમાં ઝાડ પડે અને તેને સાંભળવાવાળું કોઈ ન હોય, તો શું તે અવાજ કરે છે?' વૈજ્ઞાનિકોએ તે પ્રશ્નનો જવાબ આપ્યો અને તે ધ્વનિ કેટલી ઝડપથી મુસાફરી કરે છે તે શોધવા માટે આગળ વધ્યા. તે ઝડપની ગણતરી એટલી સરળ નહોતી જેટલી લાગતી હતી. પ્રકાશની ગતિથી વિપરીત, ધ્વનિની ગતિ સ્થિર નથી, અને વિવિધ ચલો તે કેટલી ઝડપથી મુસાફરી કરે છે તે બદલાય છે. વિજ્ઞાનીઓ ધીરજ રાખે છે અને હવે સમજે છે કે અવાજ કેવી રીતે કામ કરે છે, પછી ભલે તે સોપ્રાનોનો અવાજ હોય ​​કે ઝાડ જમીન પર અથડાઈ રહ્યો હોય.

ધ્વનિ શું છે?

ધ્વનિ એ સ્પંદનો દ્વારા સર્જાયેલી ઊર્જા છે. જ્યારે વસ્તુઓ વાઇબ્રેટ થાય છે, ત્યારે તેઓ તેમની આસપાસના કણોને વાઇબ્રેટ કરે છે, જેના કારણે વધુ કણો વાઇબ્રેટ થાય છે. આ એક ધ્વનિ તરંગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ વૃક્ષ જમીન પર પડે છે, તો તેના ઉતરાણથી થતા સ્પંદનો ધ્વનિ તરંગ બનાવે છે. ધ્વનિ તરંગો જ્યાં સુધી ઊર્જા સમાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે અને જો તરંગની શ્રેણીમાં કાન હોય, તો તે ખરેખર સાંભળી શકાય છે.

જીટીએ 5 માં પૈસા માટે ચીટ્સ

ધ્વનિની ગતિ શું છે?

જ્યારે ધ્વનિની ઝડપ વિશે વાત કરવામાં આવે છે, ત્યારે મોટાભાગના લોકો ઝડપે ધ્વનિ તરંગો હવામાં મુસાફરી કરે છે. 68 ડિગ્રી ફેરનહીટના તાપમાને, શુષ્ક વાતાવરણમાં, અવાજની ગતિ લગભગ 767 માઇલ પ્રતિ કલાક છે. વિવિધ તાપમાનમાં ઝડપ બદલાય છે અને હવામાં રહેલા વાયુઓના આધારે પણ બદલાય છે.

ધ લો ઓફ સ્ટ્રીંગ્સ

6ઠ્ઠી સદી બી.સી.માં, ફિલસૂફ, ગણિતશાસ્ત્રી અને ગીત વાદક, પાયથાગોરસ, ધ્વનિ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની તપાસ કરવામાં સમય પસાર કર્યો. દંતકથા છે કે ધ્વનિ પરનું તેમનું કાર્ય લુહારની દુકાનમાં વિવિધ કદના હથોડાઓએ જે રીતે વિવિધ ટોન બનાવ્યા તે જોઈને પ્રેરણા મળી હતી. તે વધુ સંભવ છે કે તેના લીયરના તારોની લંબાઈ સાથે પ્રયોગ કરવાથી તેની શોધને પ્રેરણા મળી કે આવર્તન શબ્દમાળાની લંબાઈના વિપરિત પ્રમાણસર છે. તે શબ્દમાળાઓના પ્રથમ નિયમ તરીકે ઓળખાય છે અને તે ધ્વનિ તરંગો વિશે પ્રથમ રેકોર્ડ કરાયેલું કામ છે.

સર આઇઝેક ન્યુટન

સર આઇઝેક ન્યુટને ધ્વનિ માટે ઝડપ પ્રકાશિત કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા. ટ્રિનિટી કૉલેજમાં કોલોનેડમાં ઊભા રહીને, ન્યૂટને તાળીઓ પાડી અને માપ્યું કે અવાજ તેના કાન સુધી ગુંજવામાં કેટલો સમય લાગ્યો. આધુનિક માપન સાધનો વિના, તે સમય માપવા માટે લોલક પર આધાર રાખતો હતો. પ્રિન્સિપિયા મેથેમેટિકામાં પ્રકાશિત તેમનો આંકડો લગભગ 15 ટકા ઓછો હતો. પિયર-સિમોન લેપ્લેસ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ સૂત્ર ન્યુટનને સુધારવામાં આવ્યું હતું અને તે ન્યુટન-લેપ્લેસ સમીકરણ તરીકે ઓળખાય છે.

બંદૂકની ગોળી વડે અવાજની ઝડપ માપવી

1700 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, રેવરેન્ડ વિલિયમ ડરહામે અવાજની ગતિ માપવા માટે પ્રયોગો હાથ ધર્યા. જ્યારે તે ટેલિસ્કોપ સાથે ટાવરમાં ઊભો હતો, ત્યારે સહાયકોએ સંખ્યાબંધ સ્થાનિક સીમાચિહ્નો પર બંદૂકો ચલાવી હતી. ડરહામે બંદૂકની ગોળીનો ફ્લેશ જોયો અને તેને અવાજ સાંભળવામાં કેટલો સમય લાગ્યો તે માપવા માટે લોલકનો ઉપયોગ કર્યો. તે સંકળાયેલા અંતરને જાણતો હોવાથી, ધ્વનિની ઝડપની ગણતરી કરી શકાય છે અને તેને સૌથી વહેલો વ્યાજબી રીતે સચોટ અંદાજ માનવામાં આવે છે.

Kundt's Tube વડે ધ્વનિની ઝડપ માપવી

ઑગસ્ટ કુંડટે 1866માં કુંડટની ટ્યુબની શોધ કરી હતી. ઉપકરણમાં પારદર્શક ટ્યુબનો સમાવેશ થાય છે જેમાં થોડી માત્રામાં બારીક પાવડર હોય છે. જ્યારે ટ્યુબના એક છેડે ધ્વનિ બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે પાવડરને ધ્વનિ તરંગો દ્વારા ખસેડવામાં આવે છે. તે તરંગલંબાઇના આધારે ટ્યુબમાં સમાન અંતરે સ્થાયી થાય છે. પાવડરના થાંભલાઓ વચ્ચેનું અંતર માપવાથી અવાજની ઝડપની ગણતરી કરી શકાય છે. કુંડટની ટ્યુબને વિવિધ વાયુઓથી ભરવાથી અવાજની ગતિ વિવિધ માધ્યમોમાં માપી શકાય છે.

માઇક્રોફોન વડે ધ્વનિની ઝડપ માપવી

આજે ધ્વનિની ઝડપ માપવાની સૌથી સરળ રીત બે માઇક્રોફોનનો ઉપયોગ કરીને છે. મૂળભૂત ખ્યાલ ડરહામની શોટગન જેવો જ છે, પરંતુ સ્ટોપવોચ અને ઝડપી રેકોર્ડિંગ ઉપકરણો અવાજના સ્ત્રોત અને માપન ઉપકરણ વચ્ચે ટૂંકા અંતર માટે પરવાનગી આપે છે. અવાજ શોટગન બ્લાસ્ટ કરતાં પણ નરમ હોઈ શકે છે.

ઊંચાઈની અસરો

અવાજની ઝડપ પર તાપમાન સૌથી વધુ અસર કરે છે. કોઈપણ આદર્શ ગેસમાં, સતત રચના સાથે, અવાજની ગતિ માત્ર તાપમાન પર આધારિત છે. તાપમાન ઘટવાથી અવાજ ધીમો પડી જાય છે, એટલે કે ધ્વનિ તરંગો વધુ ઊંચાઈએ વધુ ધીમેથી આગળ વધે છે. આ જ કારણે અવાજની સામાન્ય ગતિ દરિયાની સપાટી પર માપવામાં આવે છે અને તે ચોક્કસ તાપમાન પર આધારિત છે.

કાકડી શબ્દમાળા જાફરી

વિવિધ પદાર્થોમાં અવાજ

કારણ કે અવાજ કણોના કંપન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, તેને પસાર કરવા માટે એક માધ્યમની જરૂર છે. આનો અર્થ એ છે કે શૂન્યાવકાશમાં કોઈ ધ્વનિ નથી, પણ તેનો અર્થ એ પણ છે કે અવાજ હવા સિવાયના અન્ય પદાર્થો દ્વારા આગળ વધી શકે છે. વાસ્તવમાં, ધ્વનિ વાયુઓ દ્વારા સૌથી ધીમી ગતિએ ફરે છે. તે પાણીમાં ચાર ગણી વધુ ઝડપથી અને આયર્ન દ્વારા 15 ગણી ઝડપથી આગળ વધે છે.

ધ્વનિ અવરોધ તોડવો

જોકે શરૂઆતના એરોનોટિકલ એન્જિનિયરો માનતા હતા કે ધ્વનિની ગતિ એક અવરોધ છે જેને પાર કરવી અશક્ય છે, માનવસર્જિત વસ્તુઓએ તેને સદીઓ પહેલા તોડ્યો હતો. બુલવ્હીપમાંથી સંભળાયેલી તિરાડ એ સોનિક બૂમ છે, અને શરૂઆતની બુલેટ પણ અવાજની ઝડપ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. ચક યેગર 1947માં લેવલ ફ્લાઇટમાં અવાજ કરતાં વધુ ઝડપથી ઉડાન ભરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ બન્યા. 2012માં, ફેલિક્સ બૉમગાર્ટનર 120,000 ફૂટથી પેરાશૂટ કરીને વાહન વિના અવાજ કરતાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ બન્યા.