This GSEB Class 9 Science Notes Chapter 12 ધ્વનિ covers all the important topics and concepts as mentioned in the chapter.
ધ્વનિ Class 9 GSEB Notes
→ ધ્વનિ (Sound) ધ્વનિ એ ઊર્જાનું સ્વરૂપ છે, જે આપણા કાનમાં શ્રવણની સંવેદના ઉત્પન્ન કરે છે. ધ્વનિ જુદી જુદી વસ્તુઓના કંપનને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે.
→ કંપન (Oscillation or vibration): કંપન એટલે કોઈ વસ્તુની ઝડપથી વારંવાર આમ-તેમ અથવા આગળ-પાછળ થતી ગતિ.
→ સંઘનન (Compression): ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમમાં જે વિસ્તારમાં ઉચ્ચ દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તે વિસ્તારને સંઘનન કહે છે.
→ વિઘનન (Rarefaction) ધ્વનિતરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમમાં જે વિસ્તારમાં નીચા દબાણનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, તે વિસ્તારને વિઘનન કહે છે.
→ તરંગ (Wave) માધ્યમમાં થતી વિક્ષોભની ગતિને તરંગ કહે છે.
→ ધ્વનિતરંગો (Sound Waves) : આ યાંત્રિક તરંગો છે. ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ જેવા માધ્યમમાં આ તરંગોનું પ્રસરણ થઈ શકે છે. શૂન્યાવકાશમાં તેમનું પ્રસરણ થઈ શકે નહિ. માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગોનું પ્રસરણ સંઘનન-વિઘનન દ્વારા થાય છે.
→ તરંગના પ્રકારો (Types of Wave):
- યાંત્રિક તરંગ (Mechanical Wave) જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ હોવું જરૂરી છે, તેને યાંત્રિક તરંગ કહે છે.
- બિનયાંત્રિક તરંગ (Non-mechanical Wave): જે તરંગના પ્રસરણ માટે માધ્યમ જરૂરી નથી, તેને બિનયાંત્રિક તરંગ કહે છે.
- લંબગત તરંગ (Transverse wave): જે તરંગના પ્રસારણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો તરંગ-પ્રસરણની દિશાને લંબ દિશામાં થતાં હોય, તેવા તરંગને લંબગત તરંગ કહે છે, આ તરંગ શૃંગ (Crest) અને ગર્ત (Trough) દ્વારા આગળ વધે છે.
- સંગત તરંગ (Longitudinal Wave) જે તરંગના પ્રસરણ દરમિયાન માધ્યમના કણોનાં દોલનો તરંગ-પ્રસરણની દિશામાં જ થતાં હોય, તેવા તરંગને સંગત તરંગ કહે છે. આ તરંગ સંઘનન અને વિઘનન દ્વારા આગળ વધે છે.
→ સંગત તરંગની લાક્ષણિકતાઓ (Characteristics of Longitudinal Wave):
- તરંગલંબાઈ (wavelength) સંગત તરંગમાં બે ક્રમિક સંઘનન અથવા બે ક્રમિક વિઘનન વચ્ચેના અંતરને સંગત તરંગની તરંગલંબાઈ કહે છે. અથવા આવર્તકાળ જેટલા સમયમાં સંગત તરંગે સંગત તરંગપ્રસરણની દિશામાં કાપેલ અંતરને તરંગલંબાઈ કહે છે. તરંગલંબાઈને સંજ્ઞા A (લેડા) વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ મીટર (m) છે.
- તરંગનો કંપવિસ્તાર (Amplitude of a Wave) તરંગપ્રસરણની ઘટના દરમિયાન મૂળ મધ્યમાન સ્થાનથી કોઈ એક તરફ, માધ્યમના કણના મહત્તમ સ્થાનાંતરને તરંગનો પવિસ્તાર કહે છે. કંપવિસ્તારને સંજ્ઞા A વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તેનો SI એકમ મીટર (m) છે. ધ્વનિના કિસ્સામાં, કંપવિસ્તારનો SI એકમ kg m 3 અથવા N m-2 છે.
- તરંગનો આવર્તકાળ (Time Period of a Wave): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી બે ક્રમિક સંઘનનો કે બે ક્રમિક વિઘનનોને પસાર થવા માટે લાગતા સમયને તરંગનો આવર્તકાળ કહે છે.
તરંગના આવર્તકાળને સંજ્ઞા T વડે દર્શાવવામાં આવે છે. તરંગના આવર્તકાળનો SI એકમ સેકન્ડ (s) છે. - તરંગની આવૃત્તિ (requency of a wave): માધ્યમમાં કોઈ નિશ્ચિત બિંદુ પાસેથી એકમ સમયમાં પસાર થતા સંઘનનો અથવા વિઘનનોની સંખ્યાને (સંગત) તરંગની આવૃત્તિ કહે છે. તે સંજ્ઞા : વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ હર્ટ્ઝ (Hz) છે.
- ધ્વનિની પિચ : પિચ એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે, જે તીણા અને ઘેરા અવાજ (ધ્વનિ) વચ્ચેનો ભેદ પારખવામાં સહાયક બને છે. કોઈ ઉત્સર્જિત ધ્વનિની આવૃત્તિનું આપણું મસ્તિષ્ક કેવું અર્થઘટન કરે છે, તેને પિચ કહે છે. પિચ એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેનું અસ્તિત્વ માત્ર વ્યક્તિલક્ષી છે.
- ધ્વનિની પ્રબળતાઃ પ્રબળ ધ્વનિ અને મૃદુ ધ્વનિ વચ્ચેનો તફાવત જેના લીધે શ્રોતાના કાનમાં ઉદ્ભવતી સંવેદના વડે નક્કી થાય છે, તેને ધ્વનિની પ્રબળતા કહે છે. ધ્વનિની પ્રબળતા એ કોઈ ભૌતિક રાશિ નથી. તેનું અસ્તિત્વ માત્ર વ્યક્તિલક્ષી છે.
- ટેમ્બર –ધ્વનિ ગુણતાઃ ટેમ્બર એ ધ્વનિની એવી લાક્ષણિકતા છે કે જે આપણને સમાન પિચ અને પ્રબળતા ધરાવતા ધ્વનિઓને એકબીજાથી જુદા પાડવાની ક્ષમતા આપે છે. ટેમ્બર ધ્વનિના તરંગરૂપ – તરંગાકાર વડે જાણી શકાય છે.
- ધ્વનિની તીવ્રતાઃ ધ્વનિની પ્રસરણ દિશાને લંબરૂપે રહેલા એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી એક સેકન્ડમાં પસાર થતી ધ્વનિ-ઊર્જાને ધ્વનિની તીવ્રતા કહે છે. તીવ્રતાને 1 સંજ્ઞા વડે દર્શાવાય છે. તેનો SI એકમ W m-2 છે.
- તરંગનો વેગ (Wave velocity): માધ્યમમાં ધ્વનિતરંગના સંઘનન અથવા વિઘનન દ્વારા એકમ સમયમાં કાપેલ અંતરને ધ્વનિતરંગનો વેગ કહે છે.
υ = \(\frac{\lambda}{T}\) અથવા υ = λv
→ મનુષ્યમાં શ્રવણ અવધિ (Range of Hearing in a Human being):
- શ્રાવ્ય ધ્વનિ (Audible sound): 20 Hzથી 20,000 Hz આવૃત્તિવાળા ધ્વનિને આપણે સાંભળી શકીએ છીએ. આને શ્રાવ્ય (Audible) ધ્વનિ કહે છે.
- આવ ધ્વનિ (Infrasonic Sound): 20 Hz કરતાં ઓછી આવૃત્તિવાળો ધ્વનિ.
- પરાશ્રાવ્ય ધ્વનિ અથવા પરાધ્વનિ (Ultrasonic sound): 20,000 Hz કરતાં વધુ આવૃત્તિવાળો ધ્વનિ.
→ સોનાર (SONAR): સોનારનું પૂર્ણા નામ Sound Navigation and Ranging છે. આ પદ્ધતિમાં પરાધ્વનિતરંગો દ્વારા સમુદ્રમાં ડૂબેલા વહાણ, સામુદ્રિક ખડકો અને સબમરીનનાં ચોક્કસ સ્થાન જાણી શકાય છે.
→ ધ્વનિના પરાવર્તનના નિયમો (Laws of Reflection of Sound):
(1) આપાતકોણ અને પરાવર્તનકોણ સમાન હોય છે.
(2) આપાત ધ્વનિ, આપાતબિંદુએ પરાવર્તન સપાટીને દોરેલો લંબ તથા પરાવર્તિત ધ્વનિ એક જ સમતલમાં હોય છે.
- પડઘો (Echo) સભાખંડમાં ઉત્પન્ન થયેલ મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત થયેલ ધ્વનિ વચ્ચેનો સમયગાળો 0.1 s કે તેથી થોડો વધુ હોય ત્યારે મૂળ ધ્વનિ અને પરાવર્તિત ધ્વનિ અલગ અલગ સંભળાય છે. આ પરાવર્તિત ધ્વનિને પડઘો કહે છે.
- અનુરણન (Reverberation): સભાખંડમાં વક્તા જ્યારે બોલવાનું બંધ કરે છે કે તરત જ તેનો અવાજ સંભળાવો બંધ થતો નથી. સભાખંડમાં પ્રેક્ષકો સુધી ધ્વનિ સીધો અને હૉલની દીવાલો તથા છત પરથી થતા ગુણન પરાવર્તનના લીધે પહોંચે છે. આ વારંવાર પરાવર્તનના કારણે હૉલમાં ધ્વનિ ઉત્પન્ન થવાનો બંધ થયા પછી થોડા સમય સુધી રણકતો રહે છે, જેને અનુરણન કહે છે.
→ માનવકાન (Human Bar): માનવકાન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલો છેઃ
- બાહ્ય કર્ણ
- મધ્યકર્ણ અને
- અંતઃકર્ણ.
શ્રાવ્ય આવૃત્તિથી ઉત્પન્ન થતા દબાણના ફેરફારને કાન વિદ્યુત સંકેતમાં ફેરવે છે. આ વિદ્યુત સંકેતો શ્રવણતંતુઓ દ્વારા મગજ : સુધી પહોંચે છે અને મગજ તેને ધ્વનિ સ્વરૂપે સમજે છે.