अध्याय 10: ध्वनि तरंगें— अभिलक्षण एवं अनुप्रयोग
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कक्षा 9 विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 10, "ध्वनि तरंगें— अभिलक्षण एवं अनुप्रयोग", यह बताता है कि ध्वनि कंपायमान वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है, संपीडन और विरलन के रूप में एक अनुदैर्घ्य यांत्रिक तरंग के रूप में संचरित होती है, और प्रतिध्वनि व सोनार से लेकर पराश्रव्य चिकित्सा इमेजिंग तक विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोगी है।
- ध्वनि का संचरण — ध्वनि कंपायमान वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है और संपीडन तथा विरलन की अनुदैर्घ्य यांत्रिक तरंग के रूप में संचरित होती है — इसे पदार्थिक माध्यम की आवश्यकता होती है इसलिए यह निर्वात में नहीं चल सकती; माध्यम के कण दोलन करते हैं परंतु तरंग के साथ नहीं चलते।
- ध्वनि तरंगों के अभिलक्षण — ध्वनि तरंग को तरंगदैर्घ्य, आवृत्ति, आवर्तकाल, आयाम और चाल द्वारा वर्णित किया जाता है, जो v = λ × ν और ν = 1/T से संबंधित हैं; तरंग चाल माध्यम पर निर्भर करती है और तापमान बढ़ने के साथ बढ़ती है।
- श्रव्य और परे — मनुष्य लगभग 20 Hz से 20,000 Hz तक सुन सकते हैं; इससे कम आवृत्ति की ध्वनि अवश्रव्य और अधिक आवृत्ति की पराश्रव्य कहलाती है — दोनों के विशिष्ट स्रोत और उपयोग हैं।
- परावर्तन और अनुप्रयोग — ध्वनि के परावर्तन से प्रतिध्वनि और अनुरणन उत्पन्न होती है — प्रतिध्वनि के लिए न्यूनतम 17 m की दूरी आवश्यक है। पराश्रव्य तरंगें सोनार, प्रतिध्वनि-स्थापन, चिकित्सा इमेजिंग और दोष-संसूचन में उपयोगी हैं; अवश्रव्य तरंगें भूकंप और तूफान का संकेत देती हैं।
मुख्य बिंदु और सूत्र
- 01ध्वनि कंपायमान वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है और माध्यम में संपीडन व विरलन के क्रमिक रूप में संचरित होती है; यह निर्वात में नहीं चल सकती।
- 02ध्वनि एक अनुदैर्घ्य यांत्रिक तरंग है — माध्यम के कण तरंग संचरण की दिशा के समांतर दोलन करते हैं परंतु तरंग के साथ नहीं चलते।
- 03मुख्य तरंग राशियाँ: तरंगदैर्घ्य (λ, SI मात्रक m), आवृत्ति (ν, SI मात्रक Hz), आवर्तकाल T, संबंध ν = 1/T और तरंग चाल v = λ × ν।
- 04ध्वनि की चाल माध्यम पर निर्भर करती है: कमरे के तापमान पर वायु में लगभग 340 m s⁻¹, जल में लगभग 1500 m s⁻¹ और इस्पात में लगभग 5000 m s⁻¹; तापमान बढ़ने के साथ चाल बढ़ती है।
- 05प्रतिध्वनि सुनने के लिए परावर्तक सतह से न्यूनतम दूरी 17 m होनी चाहिए (340 m s⁻¹ ध्वनि चाल पर 0.1 s न्यूनतम समयांतराल के आधार पर)।
- 06पराश्रव्य तरंगें (20 kHz से अधिक) सोनार, चमगादड़ और डॉल्फिन द्वारा प्रतिध्वनि-स्थापन, अल्ट्रासोनोग्राफी, गुर्दे की पथरी तोड़ने और औद्योगिक दोष-संसूचन में उपयोग होती हैं; अवश्रव्य तरंगें (20 Hz से कम) भूकंप और तीव्र तूफान का पता लगाने में उपयोगी हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
01ध्वनि तरंग क्या है और यह माध्यम में कैसे संचरित होती है?
ध्वनि तरंग एक विक्षोभ है जिसमें संपीडन (अधिक घनत्व के क्षेत्र) और विरलन (कम घनत्व के क्षेत्र) एकांतरित रूप से माध्यम में आगे बढ़ते हैं। माध्यम के कण तरंग के साथ नहीं चलते — वे केवल अपनी माध्य स्थितियों के इर्द-गिर्द संचरण की दिशा के समांतर दोलन करते हैं, इसलिए ध्वनि एक अनुदैर्घ्य यांत्रिक तरंग है। इसे पदार्थिक माध्यम (ठोस, द्रव या गैस) की आवश्यकता होती है और यह निर्वात में नहीं चल सकती।
02ध्वनि तरंग की चाल, आवृत्ति और तरंगदैर्घ्य में क्या संबंध है?
ध्वनि तरंग की चाल उसकी आवृत्ति और तरंगदैर्घ्य के गुणनफल के बराबर होती है: v = λ × ν। चूँकि आवृत्ति ν = 1/T (जहाँ T आवर्तकाल है), चाल को v = λ/T के रूप में भी लिखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, 22 °C पर शुष्क वायु में ध्वनि की चाल लगभग 344 m s⁻¹ है; 20 Hz आवृत्ति पर तरंगदैर्घ्य 17.2 m और 20,000 Hz पर 1.72 cm होता है।
03प्रतिध्वनि क्या है और इसे सुनने के लिए न्यूनतम कितनी दूरी आवश्यक है?
प्रतिध्वनि किसी कठोर, चिकनी और दूरस्थ सतह से परावर्तित वह ध्वनि है जो मूल ध्वनि के बाद श्रोता तक पहुँचती है। मूल ध्वनि और उसकी प्रतिध्वनि को दो अलग-अलग ध्वनियों के रूप में सुनने के लिए उनके बीच कम से कम 0.1 s का अंतराल आवश्यक है। 340 m s⁻¹ ध्वनि चाल लेने पर 0.1 s में ध्वनि 34 m (सतह तक और वापस) चलती है, इसलिए परावर्तक सतह से न्यूनतम दूरी 17 m होनी चाहिए।
04क्या एनसीईआरटी कक्षा 9 विज्ञान अध्याय 10 की PDF मुफ्त में डाउनलोड की जा सकती है?
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