ব্যাখ্যা
শব্দ নির্দিষ্ট দিকে একক সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে শব্দের বেগ বলে।
শব্দ সঞ্চালনের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়ােজন। কঠিন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশিও বায়বীয় বা গ্যাসীয় মাধ্যমে সবচেয়ে কম।
শূন্য মাধ্যমে শব্দের কোন বেগ থাকে না।
PrepBank · বিষয়ভিত্তিক প্রশ্ন
PrepBank · পাতা ১ / ৩ · ১–১০০ / ২৫২
শব্দ নির্দিষ্ট দিকে একক সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে শব্দের বেগ বলে।
শব্দ সঞ্চালনের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়ােজন। কঠিন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশিও বায়বীয় বা গ্যাসীয় মাধ্যমে সবচেয়ে কম।
শূন্য মাধ্যমে শব্দের কোন বেগ থাকে না।
- শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা পদার্থের কণাগুলোর কম্পনের মাধ্যমে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চালিত হয়। কোনো স্থিতিস্থাপক জড় মাধ্যম (যেমন: কঠিন, তরল বা বায়বীয় পদার্থ) ছাড়া শব্দ চলাচল করতে পারে না।
শব্দ সঞ্চালন:
- কম্পনশীল বস্তু শব্দ সৃষ্টি করে।
- কোনো মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পনের ফলে সৃষ্ট যে আন্দোলন, মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলে বা সঞ্চালিত হয়, তাকে ঢেউ বলে।
- শব্দের এক স্থান থেকে অন্যস্থানে যাতায়াতকে শব্দ সঞ্চালন বলে।
- শব্দ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন, এই মাধ্যম হতে পারে কঠিন, তরল ও বায়বীয়।
- কঠিন মাধ্যমে শব্দ বায়ু ও তরল মাধ্যমের চেয়ে দ্রুত ও ভালোভাবে সঞ্চালিত হয়। আবার শব্দ বায়ু মাধ্যমের চেয়ে দ্রুত ও ভালোভাবে তরল মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়।
- মাধ্যম ছাড়া শব্দ সঞ্চালিত হয় না, অর্থাৎ শূন্য মাধ্যমে শব্দ সঞ্চালিত হয় না।
উৎস: বিজ্ঞান, সপ্তম শ্রেণি।
• আমাদের মস্তিষ্কে কোনো শব্দের অনুভূতি শোনার পর তা প্রায় ০.১ সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী হয়। একে শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বা শব্দের ক্ষণস্থায়িত্ব বলা হয়।
• শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল:
- কোন শব্দ শোনার পর প্রায় 0.1 সেকেন্ড পর্যন্ত এর রেশ আমাদের মস্তিষ্কে থাকে।
অর্থাৎ, এই 0.1 সেকেন্ড সময়কে শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বলে।
- এই সময়ের মধ্যে প্রতিধ্বনি হলে তা শোনা যাবে না।
- অতএব প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ এবং প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি হতে হবে।
- সুতরাং প্রতিফলক এবং শব্দের উৎসের মধ্যে দূরত্ব এমন হতে হবে যেন শব্দ তরঙ্গ উৎসের কাছে ফিরে আসতে 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি সময় লাগে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
যান্ত্রিক তরঙ্গ:
- জড় মাধ্যমের কণার আন্দোলন ছাড়াও তরঙ্গ সৃষ্টি হতে পারে।
- জড় মাধ্যমের কণার আন্দোলনে সৃষ্ট তরঙ্গকে বলা হয় যান্ত্রিক তরঙ্গ।
- বিভিন্ন উপায়ে শব্দ সৃষ্টি হয় তা বিভিন্ন জড় পদার্থের কম্পন থেকে।
- তাই পানির তরঙ্গ, শব্দ তরঙ্গ, ভূমি কম্পনের ফলে সৃষ্ট ভূ-তরঙ্গ ইত্যাদি যান্ত্রিক তরঙ্গ।
যান্ত্রিক তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য:
১. এই তরঙ্গ সৃষ্টি ও সঞ্চালনের জন্য অবিচ্ছিন্ন স্থিতিস্থাপক জড় মাধ্যম প্রয়োজন।
২. এই তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ, ব্যতিচার, অপবর্তন ঘটে।
৩. মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পনের বা স্পন্দন গতির ফলে তরঙ্গ উৎপন্ন হয়।
৪. তরঙ্গ মাধ্যমের এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি ও তথ্য সঞ্চারণ বা স্থানান্তর করে।
৫. এক স্থান থেকে অন্য স্থানে তরঙ্গ সঞ্চারণের জন্য সময় প্রয়োজন হয়।
৬. তরঙ্গ সৃষ্টিকারী কণাগুলোর স্পন্দনের দিক এবং তরঙ্গ সঞ্চারণের দিক এক নাও হতে পারে।
৭. তরঙ্গের কণাগুলোর বিভিন্ন বেগে স্পন্দিত হয়। স্পন্দনের বেগ পর্যায়ক্রমে কমে বাড়ে। কিন্তু তরঙ্গ সুষম বেগে সঞ্চারিত হয়।
অর্থাৎ কণাগুলোর স্পন্দন গতি এবং তরঙ্গ বেগ এক নয়।
৮. মাধ্যমের কণাগুলো সাম্য অবস্থান থেকে উপর নিচে অথবা সামনে পেছনে স্পন্দিত হতে থাকে। মাধ্যমের মধ্য দিয়ে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয় না।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
সঠিক উত্তর: গ) লিভার ও কিডনি
আল্ট্রাসনোগ্রাফিতে (২-৫ MHz) কম্পাঙ্ক (Frequency) সাধারণত শরীরের গভীর স্তরের বা ভেতরের অঙ্গগুলো দেখার জন্য ব্যবহৃত হয়। এর মূল কারণ হলো নিম্ন কম্পাঙ্কের শব্দতরঙ্গ টিস্যুর অনেক গভীর পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
এই কম্পাঙ্ক প্রধানত নিচের অঙ্গগুলোর পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়:
১. পেটের ভেতরের অঙ্গ (Abdominal Organs): যকৃৎ (Liver), পিত্তথলি (Gallbladder), অগ্ন্যাশয় (Pancreas), কিডনি (Kidney) এবং প্লীহা (Spleen)।
২. প্রসূতি ও স্ত্রী রোগ (Obstetrics and Gynecology): গর্ভাবস্থায় ভ্রূণের বৃদ্ধি পর্যবেক্ষণ এবং জরায়ু বা ডিম্বাশয়ের পরীক্ষার জন্য।
৩. গভীর রক্তনালী: শরীরের গভীরে অবস্থিত বড় রক্তনালীগুলোর প্রবাহ পর্যবেক্ষণে।
সহজ কথা: অঙ্গ যত গভীরে হবে, কম্পাঙ্ক তত কম (যেমন ২-৫ MHz) প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে, শরীরের উপরিভাগের অঙ্গ (যেমন- থাইরয়েড বা স্তন) পরীক্ষার জন্য উচ্চ কম্পাঙ্ক (৭-১৫ MHz) ব্যবহার করা হয়।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয় এবং ব্রিটানিকা।
সরল দোলক:
- একটি ভারী আয়তনহীন বস্তুকণাকে একটি ওজনহীন, নমনীয় ও অপ্রসারণশীল সুতা দিয়ে ঝুলিয়ে দিলে এটি যদি ঘর্ষণ এড়িয়ে স্বাধীনভাবে একটি উল্লম্ব তলে দুলতে পারে তবে তাকে সরল দোলক বলে।
সরল দোলন গতি:
- যদি কোনো বস্তুর ত্বরণ একটি নির্দিষ্ট বিন্দু থেকে এর সরণের সমানুপাতিক এবং সর্বদা ঐ বিন্দু অভিমুখী হয়, তাহলে বস্তুর ঐ গতিকে সরল দোলন গতি বলে।
সেকেন্ড দোলক:
- যে দোলকের দোলনকাল দুই সেকেন্ড অর্থাৎ, দোলকের এক প্রান্ত থেকে অপর প্রান্তে যেতে এক সেকেন্ড সময় লাগে তাকে সেকেন্ড দোলক বলে।
কার্যকরী দৈর্ঘ্য:
- ঝুলন বিন্দু থেকে ববের ভারকেন্দ্র পর্যন্ত দূরত্বকে সরল দোলকের কার্যকরী দৈর্ঘ্য বলে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (শাহজাহান তপন)।
• কম্পাঙ্ক হলো তরঙ্গ সঞ্চারকারী কণা এক সেকেন্ডে যতগুলো পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করে তার সংখ্যা, যার একক হার্টজ (Hz)।
• তরঙ্গ সম্পর্কিত রাশি:
- পূর্ণ স্পন্দন: কোনো কণা একটি নির্দিষ্ট বিন্দু থেকে যাত্রা শুরু করে একই দিক থেকে পুনরায় সেই বিন্দুতে ফিরে এলে তাকে একটি পূর্ণ স্পন্দন বলে।
- পর্যায়কাল (T): একটি পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করতে যে সময় লাগে তাকে পর্যায়কাল বলে, একক সেকেন্ড (s)।
- কম্পাঙ্ক (f): এক সেকেন্ডে সম্পন্ন পূর্ণ স্পন্দনের সংখ্যা, একক হার্টজ (Hz)।
- বিস্তার (Amplitude): সাম্যাবস্থা থেকে কণার সর্বাধিক সরণকে বিস্তার বলে।
- দশা (Phase): কোনো নির্দিষ্ট মুহূর্তে কণার সরণ, বেগ, ত্বরণ ইত্যাদিসহ গতির অবস্থা হলো তার দশা।
- তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λ): পরপর দুটি সমদশা সম্পন্ন বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্বকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বলে।
- তরঙ্গ বেগ (v): তরঙ্গ একক সময়ে যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে তরঙ্গ বেগ বলে।
• কম্পাঙ্ক ও পর্যায়কালের সম্পর্ক:
- কম্পাঙ্ক ও পর্যায়কাল পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক।
- গাণিতিকভাবে, f = 1/T.
• কম্পাঙ্ক, তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও বেগের সম্পর্ক:
- তরঙ্গ বেগ, কম্পাঙ্ক ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের গুণফল।
- গাণিতিকভাবে, v = fλ.
• অন্যান্য অপশন:
- পর্যায়কাল → একটি পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করতে সময়, একক সেকেন্ড।
- তরঙ্গদৈর্ঘ্য → পরপর দুটি তরঙ্গ শীর্ষ বা দুটি তরঙ্গ তলের মধ্যবর্তী দূরত্ব।
- বিস্তার → সাম্যাবস্থা থেকে সর্বাধিক সরণ।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
শব্দ:
- শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ কারণ বস্তুকণার কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয়, এবং সেটি সঞ্চালনের জন্যও একটি স্থিতিস্থাপক মাধ্যমের দরকার হয়।
- শব্দ একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ কারণ এই তরঙ্গের প্রবাহের দিক এবং মাধ্যমের কণার কম্পনের দিক এক।
- শব্দ তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে।
যেমন- বায়বীয় মাধ্যমে এর বেগ কম, তরলে বায়বীয় মাধ্যমের চেয়ে বেশি, কঠিন পদার্থে বেগ সবচেয়ে বেশি বেশি।
- শব্দের বেগ মাধ্যমের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপরও নির্ভর করে।
- অন্যান্য তরঙ্গের মতো, শব্দ তরঙ্গের তীব্রতাও তার বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, শব্দ তরঙ্গের বিস্তার বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হয় এবং তরঙ্গের বিস্তার কম হলে শব্দের তীব্রতা কম হয়।
- অন্যান্য যেকোনো তরঙ্গের মতোই শব্দ তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ এবং উপরিপাতন হতে পারে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
• অনুপ্রস্থ তরঙ্গ হলো সেই তরঙ্গ যা মাধ্যমের কণার স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে অগ্রসর হয়।
• তরঙ্গের প্রকারভেদ:
- যে তরঙ্গ সঞ্চারণের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়োজন হয় তাকে যান্ত্রিক তরঙ্গ বলে।
- যে তরঙ্গ সঞ্চারণের জন্য কোনো মাধ্যম প্রয়োজন হয় না তাকে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বলে।
- মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের ফলে যে যান্ত্রিক তরঙ্গ সৃষ্টি হয় তা দুই ধরনের। যথা—অনুপ্রস্থ তরঙ্গ, অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
• অনুপ্রস্থ তরঙ্গ (Transverse wave):
- পানির মধ্যে তরঙ্গ সৃষ্টি হলে পানির কণাগুলো সাম্য অবস্থান থেকে উপর-নিচে ওঠা-নামা করে। কিন্তু তরঙ্গ পানির পৃষ্ঠ বরাবর সামনে অগ্রসর হয়।
- অর্থাৎ, যে তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে অগ্রসর হয় তাকে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বলে। এ তরঙ্গকে আড় তরঙ্গও বলা হয়।
- যেমন—আলোক তরঙ্গ, বেতার তরঙ্গ, পানির তরঙ্গ।
• অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ (Longitudinal wave):
- অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গে মাধ্যমের কণাগুলো কম্পনের দিকের সমান্তরালে আন্দোলিত হয়, কিন্তু নিজ অবস্থান পরিবর্তন করে না।
- নমনীয় স্প্রিংয়ে মৃদু আঘাত করলে সংকোচন ও প্রসারণের মাধ্যমে তরঙ্গ সৃষ্টি হয়।
- এ তরঙ্গে তরঙ্গ শীর্ষ বা তরঙ্গ পাদ থাকে না।
- বরং সংকোচন ও প্রসারণের পর্যায়ক্রমিক বিন্যাস থাকে।
• অন্যান্য অপশন:
- অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ → কণার কম্পন ও তরঙ্গের অগ্রসর হওয়ার দিক সমান্তরাল।
- যান্ত্রিক তরঙ্গ → সঞ্চারণের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়োজন হয়।
- তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ → সঞ্চারণের জন্য কোনো মাধ্যম প্রয়োজন হয় না।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
শব্দ:
- কোন শব্দ শোনার পর প্রায় 0.1 সেকেন্ড পর্যন্ত এর রেশ আমাদের মস্তিষ্কে থাকে।
- এই সময়কে শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বলে।
- এই সময়ের মধ্যে প্রতিধ্বনি হলে তা শোনা যাবে না।
- অতএব প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ এবং প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি হতে হবে।
সুতরাং প্রতিফলক এবং শব্দের উৎসের মধ্যে দূরত্ব এমন হতে হবে যেন শব্দ তরঙ্গ উৎসের কাছে ফিরে আসতে 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি সময় লাগে।
- বাতাসে শব্দের দ্রুতি তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়।
- 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় শব্দের দ্রুতি 332 ms-1।
- 0°C বা 273 K উষ্ণতায় প্রতিফলিত শব্দ শোনার জন্য শব্দ উৎস এবং প্রতিফলকের মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব 16.6 m হতে হবে।
- তাপমাত্রা বেশি হলে প্রতি ডিগ্রির জন্য দূরত্ব 0.3m বেশি হতে হবে।
- তাই প্রতিধ্বনি শোনার শর্তটি হলো শ্রোতা বা উৎস এবং প্রতিফলক তলের মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব 16.6 m (0°C বা 273 K তাপমাত্রায়) বজায় রাখতে হবে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• Body language (দেহভঙ্গি, মুখের অভিব্যক্তি, চোখের যোগাযোগ, হাতের ইশারা ইত্যাদি) দেখা যায় না, তাই এটি টেলিফোনিক যোগাযোগে বিবেচিত হয় না।
• টেলিফোনে কথোপকথনে যা বিবেচনা করা হয়:
১. বক্তার সুর (Tone of the speaker):
- কেউ কীভাবে কথা বলছে (বন্ধুত্বপূর্ণ, রাগান্বিত, দুঃখিত ইত্যাদি),
- কণ্ঠস্বরের মাধ্যমে আবেগ ও মনোভাব প্রকাশ পায়।
২. বক্তার আওয়াজ (Volume of the speaker):
- কেউ কত জোরে বা আস্তে কথা বলছে,
- জোর দেওয়া, আবেগ বা জরুরি অবস্থা বোঝাতে সাহায্য করে।
৩. যোগাযোগের আবেগজনিত বিষয়বস্তু (Emotional content of the communication):
- কণ্ঠস্বরের মাধ্যমে প্রকাশিত অনুভূতি,
- কণ্ঠস্বর, সুর এবং শব্দচয়নের মাধ্যমে বক্তার আবেগ (যেমন – খুশি, রাগ, হতাশা) প্রকাশ পায়।
• যা বিবেচনা করা হয় না:
• শারীরিক ভাষা (Body language):
- মুখের অভিব্যক্তি
- হাতের ইশারা
- দেহভঙ্গি বা বসার ভঙ্গি
- চোখের যোগাযোগ
- শারীরিক নড়াচড়া
উৎস: Library & Information Academy (link)
শব্দ তরঙ্গ:
- শব্দ এক প্রকার শক্তি, যা আমাদের শ্রবণ ইন্দ্রিয়ে শোনার অনুভূতি জাগায়।
- শব্দ এক ধরনের তরঙ্গ।
- শব্দ শক্তি তরঙ্গাকারে এক স্থান বা বিন্দু থেকে অন্য স্থান বা বিন্দুতে সঞ্চারিত হয়।
শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য:
১. শব্দ এক ধরনের যান্ত্রিক এবং অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
২. কোনো বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ উৎপন্ন হয়, অর্থাৎ শব্দের উৎস বস্তুর কম্পন।
৩. শব্দ তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়োজন।
৪. শব্দ তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতি (ঘনত্ব, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা ইত্যাদি)-এর ওপর নির্ভরশীল।
৫. শব্দের তীব্রতা তরঙ্গের বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
৬. শব্দ তরঙ্গ প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন সম্ভব।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
তরঙ্গ:
- যে তরঙ্গ সঞ্চারণের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়োজন হয়, সে তরঙ্গকে যান্ত্রিক তরঙ্গ বলে।
- যে তরঙ্গের জন্য কোনো মাধ্যম প্রয়োজন হয় না, সে তরঙ্গকে তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ বলে।
- দু'ধরণের কণার মাধ্যমে কণাগুলোর স্পন্দনের ফলে যান্ত্রিক তরঙ্গ সৃষ্ট হয়।
যথা-
(১) অনুপ্রস্থ তরঙ্গ ও
(২) অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গ:
- পানির মধ্যে তরঙ্গ সৃষ্টি হয় সে ক্ষেত্রে পানির কণাগুলো সাম্য অবস্থান পানির তল থেকে উপর-নিচে ওঠা-নামা করে। কিন্তু তরঙ্গ পানি পৃষ্ঠ বা পানির তলের উপর দিয়ে সামনে ছড়িয়ে পড়ে, এ ধরণের তরঙ্গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গ।
অর্থাৎ, যে তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে অগ্রসর হয়, তাকে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বলে।
- এ তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে বা আড়াআড়ি অগ্রসর হয় বলে একে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বা আড় তরঙ্গ বলে।
- আলোক তরঙ্গ, বেতার তরঙ্গ, পানির তরঙ্গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বা আড় তরঙ্গ।
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ:
- যে তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমান্তরালে অগ্রসর হয়, তাকে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ বলে।
- স্প্রিং এর তরঙ্গ, শব্দ তরঙ্গ ইত্যাদি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল:
- কোন শব্দ শোনার পর প্রায় ০.১ সেকেন্ড (১ সেকেন্ডের ১০ ভাগের ১ ভাগ) পর্যন্ত এর রেশ আমাদের মস্তিষ্কে থাকে।
অর্থাৎ, এই ০.১ সেকেন্ড সময়কে শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বলে।
- এই সময়ের মধ্যে প্রতিধ্বনি হলে তা শোনা যাবে না।
- প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ এবং প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য ০.১ সেকেন্ড বা তার বেশি হতে হবে।
- সুতরাং প্রতিফলক এবং শব্দের উৎসের মধ্যে দূরত্ব এমন হতে হবে যেন শব্দ তরঙ্গ উৎসের কাছে ফিরে আসতে ০.১ সেকেন্ড বা তার বেশি সময় লাগে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• সরল ছন্দিত গতিতে ত্বরণ সর্বদা সাম্য অবস্থানের দিকে নির্দেশিত থাকে।
• সরল ছন্দিত গতি:
- সরল ছন্দিত গতি একটি পর্যাবৃত্ত গতি।
- এটি একটি সরল স্পন্দন গতি।
- এটি সরলরেখীয় গতি।
- এই গতিতে কণার ত্বরণ সাম্য অবস্থান থেকে সরণের সমানুপাতিক।
- ত্বরণ সর্বদা সাম্য অবস্থানের দিকে নির্দেশিত থাকে।
- কণা সাম্য অবস্থানের একদিকে গিয়ে পুনরায় বিপরীত দিকে ফিরে আসে।
- কণার গতি নির্দিষ্ট সময় পর পর পুনরাবৃত্ত হয়।
- সাম্য অবস্থান থেকে কণার সরণ পরিবর্তিত হলে ত্বরণও পরিবর্তিত হয়।
- ত্বরণ ও সরণের দিক পরস্পর বিপরীতমুখী হয়।
• সরল ছন্দিত গতির বৈশিষ্ট্য:
- এটি পর্যাবৃত্ত গতি।
- এটি সরলরেখায় সংঘটিত হয়।
- ত্বরণ সাম্য অবস্থান অভিমুখী।
- ত্বরণ সরণের সমানুপাতিক।
- কণার অবস্থান, বেগ ও ত্বরণ নির্দিষ্ট নিয়মে পরিবর্তিত হয়।
উৎস:
1) পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়,
2) Science Expert, Live Publications.
• কঠিন পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি সবচেয়ে বেশি হয়।
• শব্দের বেগ:
- শব্দ এক প্রকার যান্ত্রিক তরঙ্গ।
- তাই শব্দ চলার জন্য মাধ্যমের প্রয়োজন হয়।
- শব্দের বেগ কঠিন পদার্থে সবচেয়ে বেশি (যেমন-ইস্পাত, লোহা) হয়।
- তরল পদার্থের গতি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম (যেমন-পানি) হয়।
-বায়োবীয় পদার্থে সবচেয়ে কম।
- আর শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ শূন্য।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
স্যাটেলাইট টেলিভিশন সম্প্রচার:
- UHF (Ultra High Frequency) তরঙ্গ ব্যবহৃত হয়।
- ফ্রিকোয়েন্সি 300 MHz থেকে 3 GHz পর্যন্ত, যা টেলিভিশন সম্প্রচার এবং স্যাটেলাইট যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত হয়।
রেডিও ব্রডকাস্টিং:
- সাধারণ FM/AM রেডিও ব্রডকাস্টিং VHF (Very High Frequency) বা HF (High Frequency) ব্যান্ড ব্যবহার করে।
মাইক্রোওয়েভ ওভেন:
- মাইক্রোওয়েভ ওভেন 2.4 GHz বা তার আশেপাশের ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করে।
- এই ফ্রিকোয়েন্সি জল অণুগুলোর কম্পন ঘটাতে সক্ষম, যার ফলে খাবার গরম হয়।
উৎস: Encyclopaedia Britannica. [লিংক]
- বাতাসে জলীয়বাষ্প থাকার ফলে বাতাসের ঘনত্ব কমে যায়, কারণ জলীয়বাষ্পের ঘনত্ব শুকনো বায়ুর চেয়ে কম। শব্দের বেগ যান্ত্রিক তরঙ্গ হিসেবে মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতা এবং ঘনত্বের বিপরীত অনুপাতের ওপর নির্ভর করে। তাই ঘনত্ব কমলে শব্দ দ্রুত চলে ফলে বেগ বৃদ্ধি পায়।
শব্দের বেগের পার্থক্য:
- বাতাসে শব্দের বেগ তাপমাত্রার বর্গমূলের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, v ∝ √T
এখানে, তাপমাত্রা কিন্তু সেলসিয়াস তাপমাত্রা নয়, কেলভিন স্কেইলে তাপমাত্রা।
- শব্দের বেগ বাতাসের চাপের ওপর নির্ভর করে না, তবে বাতাসের ঘনত্বের বর্গমূলের ওপর ব্যস্তানুপাতিকভাবে নির্ভর করে। তাই বাতাসে জলীয়বাষ্প থাকলে বাতাসের ঘনত্ব কমে যায়, সে জন্য শব্দের বেগ বেড়ে যায়।
- শব্দ নামক যান্ত্রিক তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতার ওপর নির্ভর করে।
- তরল এবং কঠিন পদার্থের প্রকৃতি বাতাস থেকে ভিন্ন এবং স্বাভাবিক কারণেই শব্দের বেগ সেখানে ভিন্ন। তরলে শব্দের বেগ বাতাসে বেগের থেকে বেশি এবং কঠিন পদার্থে শব্দের বেগ তার থেকেও বেশি।
যেমন- বিভিন্ন মাধ্যমে শব্দের বেগ দেখানো হয়েছে-
• বাতাস ⇒ 330 m/s,
• হাইড্রোজেন ⇒ 1284 m/s,
• পারদ ⇒ 1450 m/s,
• পানি ⇒ 1493 m/s,
• লোহা ⇒ 5130 m/s এবং
• হীরা ⇒ 12000 m/s ইত্যাদি।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
- শব্দ হলো একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, যার চলাচলের জন্য অবশ্যই একটি জড় মাধ্যমের (যেমন: কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) প্রয়োজন হয়। যেহেতু শূন্য মাধ্যমে (Vacuum) কোনো অণু বা পরমাণু থাকে না যা তরঙ্গ সঞ্চালন করতে পারে, তাই শূন্য মাধ্যমে শব্দ সঞ্চালিত হতে পারে না। এই কারণেই শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ ০ মিটার/সেকেন্ড বা শূন্য হয়।
শব্দ:
- শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, কারণ বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় এবং সেটি সঞ্চালনের জন্য স্থিতিস্থাপক মাধ্যমের দরকার হয়।
- শব্দ একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ, কারণ এই তরঙ্গের প্রবাহের দিক এবং কম্পনের দিক একই।
- কঠিন পদার্থের মাধ্যমে (যেমন: ইস্পাত, লোহা ইত্যাদি) শব্দের গতি সবচেয়ে বেশি।
- তরল পদার্থের মাধ্যমে (যেমন: পানি) শব্দের গতি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম।
- বায়বীয় পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি সবচেয়ে কম এবং শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ শূন্য।
- শব্দের বেগ মাধ্যমের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপরও নির্ভর করে।
- শব্দের তীব্রতা অন্যান্য তরঙ্গের মতো তার বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, তরঙ্গের বিস্তার বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হবে এবং তরঙ্গের বিস্তার কম হলে শব্দের তীব্রতা কম হবে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
◉ শব্দের গতি মাধ্যমের ঘনত্ব এবং স্থিতিস্থাপকতার উপর নির্ভর করে। সাধারণত, কঠিন পদার্থে শব্দের গতি বেশি হয়, তরলে কম এবং গ্যাসে সবচেয়ে কম। ইস্পাত একটি কঠিন পদার্থ এবং এতে শব্দের গতি সবচেয়ে বেশি।
শব্দের বেগ:
- কঠিন পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি সবচেয়ে বেশি হয়।
- শব্দ এক প্রকার যান্ত্রিক তরঙ্গ।
- তাই শব্দ চলার জন্য মাধ্যমের প্রয়োজন হয়।
- শব্দের বেগ কঠিন পদার্থে সবচেয়ে বেশি (যেমন- ইস্পাত, লোহা) হয়।
- তরল পদার্থের গতি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম (যেমন- পানি) হয়।
- বায়বীয় পদার্থে সবচেয়ে কম।
- আর শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ শূন্য।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
স্থির তরঙ্গ:
- একই রকম দুটি অগ্রগামী তরঙ্গ বিপরীত দিক থেকে সমভাবে অগ্রসর হয়ে একে অপরের উপর আপতিত হলে যে তরঙ্গের উদ্ভব হয় তাকে স্থির তরঙ্গ বলে।
- একটি তারের বা মোটা দড়ির এক প্রান্ত একটি দৃঢ় অবলম্বনে বেঁধে অন্য প্রান্ত ধরে উপর নিচে দোলালে একটি তরঙ্গ তার বেয়ে অগ্রসর হবে এবং বন্ধ প্রান্তে প্রতিফলিত হয়ে আবার ফিরে আসবে। এই প্রতিফলিত তরঙ্গ যখন নতুন অগ্রগামী তরঙ্গের উপর আপতিত হবে তখন স্থির তরঙ্গ উদ্ভব হবে।
- এই তরঙ্গ তার বা দড়ি বেয়ে অগ্রসর না হয়ে বরং তার বা দড়ির ঐ অংশের মধ্যে উৎপন্ন ও লুপ্ত হবে। তরঙ্গের উদ্ভবের সময় দেখা যাবে তারের কোনো বিন্দুতে কোনো স্পন্দন নাই।
- আবার কোনো কোনো বিন্দুতে সব সময় সর্বাধিক স্পন্দন হতে থাকবে। যে বিন্দুতে কোনো স্পন্দন নাই সে বিন্দুগুলোকে নিস্পন্দ বিন্দু (Node) এবং যে বিন্দুতে সব সময় সর্বাধিক স্পন্দন হয় সে বিন্দুগুলোকে সুস্পন্দ বিন্দু (Antinode) বলে।
- নিস্পন্দ ও সুস্পন্দ বিন্দুগুলোর অবস্থানগুলো সব সময় স্থির।
- পরপর দুটো সুস্পন্দ বিন্দু বা দুটো নিস্পন্দ বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্ব তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের অর্ধেক হয়।
- গীটার, একতারা, সেতার ইত্যাদি বাদ্য যন্ত্রের তারে স্থির তরঙ্গ উৎপন্ন হয়।
উৎস: পদার্থ প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
- তরঙ্গ দৈর্ঘ্য যদি দৃশ্যমান আলোর সবচেয়ে ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের চেয়ে ছোট হয় সেটাকে আমরা বলি আল্ট্রা ভায়োলেট আলো, আরও ছোট হলে এক্স-রে আরও ছোট হলে গামা রে- যেটা তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে বের হয়।
- আবার তরঙ্গ দৈর্ঘ্য যদি দৃশ্যমান আলোর সবচেয়ে বড় তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের চেয়ে বড় হয় সেটাকে আমরা বলি ইনফ্রারেড, আরও বড় হলে মাইক্রোওয়েভ এবং আরও বড় হলে রেডিও ওয়েভ।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান নবম-দশম শ্রেণি।
আল্ট্রাসনোগ্রাফি:
- আল্ট্রাসনোগ্রাফি হলো এমন একটি প্রক্রিয়া যা উচ্চ কম্পাঙ্কের শব্দের প্রতিফলনের উপর নির্ভরশীল।
- উচ্চ কম্পাঙ্কের শব্দ যখন শরীরের গভীরের কোনো অঙ্গ বা পেশি থেকে প্রতিফলিত হয় তখন প্রতিফলিত তরঙ্গের সাহায্যে ঐ অঙ্গের অনুরূপ একটি প্রতিবিম্ব মনিটরের পর্দায় গঠন করা হয়।
- রোগ নির্ণয়ের জন্য যে আল্ট্রাসনোগ্রাফি করা হয় সেই শব্দের কম্পাঙ্ক 1-10 মেগাহার্টজ হয়ে থাকে।
- আট্রাসনোগ্রাফির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার স্ত্রীরোগ এবং প্রসূতিবিজ্ঞানে লক্ষ্য করা যায়।
- এর সাহায্যে ভ্রুণের আকার, পূর্ণতা, ভ্রুণের স্বাভাবিক বা অস্বাভাবিক অবস্থান জানা যায়।
- প্রসূতিবিদ্যায় এটি একটি দ্রুত, নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য কৌশল।
- আল্ট্রাসনোগ্রাফির সাহায্যে পিত্তপাথর, জড়ায়ুর টিউমার এবং অন্যান্য পেলভিক মাসের উপস্থিতিও শনাক্ত করা যায়।
- এক্সরের তুলনায় আল্ট্রাসনোগ্রাফি অধিকতর নিরাপদ রোগ নির্ণয় পদ্ধতি, তবুও আল্ট্রাসাউন্ড খুব সীমিত সময়ের জন্য ব্যবহার করতে হবে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয় এবং ব্রিটানিকা।
- একটি তরঙ্গের পর্যায়কাল T এবং কম্পাঙ্ক f হলে তরঙ্গের বেগ v হবে- v = f × λ ।
তরঙ্গ দৈর্ঘ্য ও বেগের সম্পর্ক:
- তরঙ্গ সৃষ্টিকারী মাধ্যমের স্পন্দনশীল একটি কণা একটি পূর্ণ স্পন্দন হতে যে সময় লাগে, সেই সময়ে তরঙ্গ সামনের দিকে এগিয়ে যায়।
- তরঙ্গের অতিক্রান্ত এই দূরত্বই তরঙ্গ দৈর্ঘ্য (λ) ।
- আর পূর্ণ স্পন্দনের সময়কে বলা হয় পর্যায়কাল, এই পর্যায়কালকে T দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
অর্থাৎ, T সেকেন্ডে তরঙ্গে অতিক্রান্ত দূরত্ব λ ।
∴ এক সেকেন্ডে অতিক্রান্ত দূরত্ব হবে λ/T ।
- কোনো বস্তুর একক সময়ে অর্থাৎ 1 সেকেন্ডে অতিক্রান্ত দূরত্বকে বেগ বলে।
অতএব, তরঙ্গের বেগ, v = λ/T
বা, v = (1/T) × λ
∴ v = fλ [যেহেতু পর্যায়কাল T এবং কম্পাঙ্ক f হলে, f = 1/T] ।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
মানুষের কানের শ্রাব্য কম্পাঙ্কের সীমা ২০ থেকে ২০,০০০ হয়ে থাকে।
- এই সীমার মধ্যে কম্পাঙ্কের শব্দকে শ্রাব্য শব্দ বলে।
- কম্পাঙ্কের যে সীমার মধ্যে সৃষ্ট শব্দ মানুষ শুনতে পায় তাকে শ্রাব্যতার সীমা বলে।
- যে শব্দ শুনতে পাওয়া যায় না তাকে অশ্রাব্য শব্দ বলে। অশ্রাব্য শব্দের কম্পাঙ্ক ২০ হার্জের কম এবং ২০,০০০ হার্জের বেশি হয়। এ শব্দ কুকুর, বাদুড়, মাকড়সা ইত্যাদি প্রাণী শুনতে পায়।
সূত্র: সাধারণ বিজ্ঞান, সপ্তম শ্রেণি।
শব্দের বেগের পরিবর্তন:
- পরীক্ষা করে দেখা গেছে, আলোর দ্রুতি শূন্যস্থানে সব সময় 3×108 ms-1 নির্দিষ্ট।
- কিন্তু শব্দের দ্রুতি সবসময় সমান নয়।
- 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় এবং প্রমাণ বায়ুচাপে, শুষ্ক বাতাসে শব্দের দ্রুতি 332 ms-1 ।
- তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- বাতাসের আর্দ্রতা বাড়লেও শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়।
- হিসাব করে দেখা গেছে, প্রতি 1°C বা 1 K তাপমাত্রা বাড়লে শব্দের দ্রুতি প্রায় 0.6 ms-1 পরিমাণ বেড়ে যায়।
- মাধ্যম ভেদে শব্দের দ্রুতির পরিবর্তন হয়।
- মাধ্যম যত ঘন ও স্থিতিস্থাপক হয় শব্দের দ্রুতি তাতে তত বেশি হয়।
যেমন-
• বায়ু মাধ্যমে শব্দের দ্রুতি 332 ms-1,
• পানি মাধ্যমে 1450 ms-1 এবং
• লোহার মধ্যে 5220ms-1।
- বায়বীয় পদার্থে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে কম, তরল পদার্থের মধ্যে তা থেকে বেশি।
- কঠিন পদার্থের মধ্যে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে বেশি।
- বায়ু চাপের পরিবর্তনে বাতাসে শব্দের বেগ প্রভাবিত হয় না।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• শব্দের প্রতিফলন (Reflection of Sound):
- যখন কোনো শব্দ তরঙ্গ কোনো কঠিন ও মসৃণ পৃষ্ঠে আঘাত করে ফিরে আসে, তখন সেই ঘটনাকে বলা হয় শব্দের প্রতিফলন।
- শব্দ প্রতিফলনের জন্য পৃষ্ঠটি হতে হবে কঠিন, মসৃণ ও সমতল (যেমন: দেওয়াল, পাহাড়, ভবন ইত্যাদি)।
- বায়ুতে শব্দের বেগ ৩৩০ মিটার প্রতি সেকেন্ড হলে, শব্দটি প্রতিফলিত দেয়ালে গিয়ে ফিরে আসার মোট সময় হবে ০.১ সেকেন্ড।
- সুতরাং, 2d = v × t অনুযায়ী, 2d = 330 × 0.1 = 33, অর্থাৎ d = 16.5 মিটার।
- তাই শব্দের প্রতিফলন ঘটার জন্য ন্যূনতম দূরত্ব হতে হবে ১৬.৫ মিটার।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম- দশম শ্রেণি।
• শব্দ দূষণ পরিমাপের জন্য সাধারণত ডেসিবেল (Decibel) একক ব্যবহার করা হয়। শব্দের তীব্রতা বা লাউডনেসকে ডেসিবেলে মাপা হয়। বেশি ডেসিবেলের শব্দ মানুষের কানের জন্য ক্ষতিকর হতে পারে এবং দীর্ঘ সময় ধরে শোনা হলে শুনার সমস্যা তৈরি করতে পারে। অন্য একক যেমন ন্যানোমিটার, হার্টজ বা নিউটন শব্দের দূষণ মাপার জন্য ব্যবহার হয় না। তাই শব্দ দূষণের মাত্রা বোঝাতে ডেসিবেল সবচেয়ে প্রাসঙ্গিক।
শব্দদূষণ:
- মানুষের স্বাভাবিক শ্রবণ ক্ষমতার উর্ধ্বে সৃষ্ট যে কোনো শব্দ যা স্বাভাবিক জীবনযাত্রার ব্যাঘাত ঘটায় তাই হলো শব্দ দূষণ।
- শব্দের তীব্রতা পরিমাপক একক হচ্ছে ডেসিবল।
- শব্দের মাত্রা ৪৫ ডেসিবল হলেই সাধারণত মানুষ ঘুমাতে পারে না।
- ৮৫ ডেসিবল শ্রবণ শক্তি ক্ষতিগ্রস্ত হতে শুর করে এবং মাত্রা ১২০ ডেসিবল হলে কানে ব্যথা শুরু হয়।
- বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থা (WHO)- এর মতে, সাধারণত ৬০ ডেসিবেল শব্দ একজন মানুষকে সাময়িকভাবে এবং ১০০ ডেসিবেল শব্দ পুরোপুরি বধির করে ফেলে।
- সুতরাং, ৬০ ডেসিবলের চেয়ে বেশি মাত্রার শব্দ শব্দদূষণ ঘটায়।
উৎস: বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থার ওয়েবসাইট এবং পদার্থবিজ্ঞান, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
পানিতে শব্দের বেগ ১৪৯৩ মি/সে।
বাতাসে শব্দের বেগ 330 মি/সে।
পানিতে শব্দের বেগ বাতাসে শব্দের বেগের চেয়ে বেশি হয়ে থাকে। কারণ, পানিতে কণাগুলো কাছাকাছি অবস্থান করে, কিন্তু, বাতাসে কণাগুলো পানির কণাগুলো থেকে বেশি দূরত্বে অবস্থান করে।
সুত্র: নবম দশম শ্রেণির পদার্থ বিজ্ঞান।
20 Hz এর কম কম্পাঙ্ক বিশিষ্ঠ তরঙ্গকে বলে - শব্দতর তরঙ্গ বা ইনফ্রাসাউন্ড বলে।
আবার 20000 Hz বা 20 kHz এর বেশি কম্পাঙ্ক বিশিষ্ঠ শব্দকে শব্দোত্তর তরঙ্গ বা আলট্রাসাউন্ড বলে।
এই দুই ধরনের শব্দই মানুষ শুনতে পায় না।
উৎসঃ নবম-দশম শ্রেণীঃ পদার্থ বিজ্ঞান বই।
- শব্দ এক প্রকার তরঙ্গ যা চলার জন্য একটি মাধ্যম (কঠিন, তরল বা বায়বীয়) প্রয়োজন। শূন্য মাধ্যমে কোনো কণা বা অণু থাকে না, যার ফলে শব্দ তরঙ্গ কম্পন প্রেরণের জন্য কোনো মাধ্যম পায় না। এই কারণে শূন্য মাধ্যমে শব্দের গতিবেগ শূন্য।
শব্দ তরঙ্গ:
- শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, কারণ বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় এবং সেটি সঞ্চালনের জন্য স্থিতিস্থাপক মাধ্যমের দরকার হয়।
- শব্দ তরঙ্গ একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ কারণ এই তরঙ্গের প্রবাহের দিক এবং কম্পনের দিক এক।
- কঠিন পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি সবচেয়ে বেশি। যেমন: ইস্পাত, লোহা ইত্যাদি।
- তরল পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম। যেমন: পানি।
- বায়বীয় পদার্থের মাধ্যমে শব্দের গতি সবচেয়ে কম।
- শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ শূন্য।
- শব্দের বেগ মাধ্যমের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপরও নির্ভর করে।
- শব্দের তীব্রতা অন্যান্য তরঙ্গের মতো তার বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, তরঙ্গের বিস্তার বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হবে এবং তরঙ্গের বিস্তার কম হলে শব্দের তীব্রতা কম হবে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
0°C বা 273K তাপমাত্রায় এবং প্রমাণ বায়ুচাপে, শুষ্ক বাতাসে শব্দের দ্রুতি 332 ms-1
বাতাসের তাপমাত্রা অথবা আর্দ্রতা বাড়লে শব্দের দ্রুতি বেড়ে যায়। প্রতি ১°C তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে শব্দের দ্রুতির বৃদ্ধি ০.৬ ms-1.
∴ 40°C তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগ = 332+(40×0.6) ms-1
= 356 ms-1
মানুষ ছাড়াও অন্যান্য প্রাণীরাও শব্দোত্তর তরঙ্গ ব্যবহার করে। যেমন বাদুর পথ চলতে এবং খাদ্য বস্তুর অনুসন্ধানের জন্য, তিমি পরম্পরের সাথে যোগাযোগ এবং মনোভাব আদান প্রদানের জন্য শব্দোত্তর তরঙ্গ ব্যবহার করে। বলা হয় শব্দোত্তর তরঙ্গই তিমির ভাষা।
সূত্রঃ পদার্থ বিজ্ঞান, এসএসসি, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়
• প্রকৃতপক্ষে শব্দের তীক্ষ্ণতা (pitch) হার্জ (Hz)–এ মাপা হয়। তবে প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে একমাত্র শব্দ-সম্পর্কিত একক হলো ডেসিবল (dB), যা শব্দের তীব্রতা বা জোর (loudness) মাপতে ব্যবহৃত হয়।
• অপশন আলোচনা -
ক) ডেসিবল - শব্দের তীব্রতা বা জোর পরিমাপের একক।
খ) অ্যাম্পিয়ার - বৈদ্যুতিক প্রবাহের মাত্রা পরিমাপের একক।
গ) ক্যালরি - খাদ্যের শক্তিমান বা শক্তি পরিমাপের একক।
ঘ) জুল - যান্ত্রিক শক্তি বা কাজ পরিমাপের একক।
শব্দের তীক্ষ্ণতা:
- যে বৈশিষ্ট্য দিয়ে কোন সুর চড়া বা সরু এবং কোন সুর মোটা বা খাদের তা বুঝা যায় তাকে শব্দের তীক্ষ্ণতা বলে।
- শব্দের তীক্ষ্ণতা শব্দ সৃষ্টিকারী বস্তুর কম্পাঙ্কের ওপর নির্ভর করে।
- কপাঙ্ক যত বেশি হবে শব্দের তীক্ষ্ণতা তত বৃদ্ধি পাবে।
- ক্ষুদ্র তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট শব্দের তীক্ষ্ণতা বেশি ও বড় তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট শব্দের তীক্ষ্ণতা কম।
- পুরুষ অপেক্ষা মহিলা ও শিশুদের কন্ঠস্বরের কম্পাঙ্ক বেশি বলে তাদের স্বরও চড়া হয়।
- মনে রাখতে হবে তীক্ষ্ণতা কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক হলেও দুটি এক জিনিস নয়।
- কম্পাঙ্ক হলো যান্ত্রিক আন্দোলন যা নিখুঁতভাবে মাপা যায় আর তীক্ষ্ণতা শ্রবণ ইন্দ্রিয়ের অনুভূতি।
- কম্পাঙ্ক কারণ, আর তীক্ষ্ণতা তার ফল।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• শব্দের বেগের পার্থক্য:
- বাতাসে শব্দের বেগ তাপমাত্রার বর্গমূলের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, v ∞ √T
এখানে তাপমাত্রা কিন্তু সেলসিয়াস তাপমাত্রা নয়। কেলভিন স্কেলে তাপমাত্রা।
- শব্দের বেগ বাতাসের চাপের ওপর নির্ভর করে না।
- তবে বাতাসের ঘনত্বের বর্গমূলের ওপর ব্যস্তানুপাতিকভাবে নির্ভর করে।
- তাই বাতাসে জলীয়বাষ্প থাকলে বাতাসের ঘনত্ব কমে যায়, সে জন্য শব্দের বেগ বেড়ে যায়।
- শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ।
- এটি মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতার ওপর নির্ভর করে।
- তরল এবং কঠিন পদার্থের প্রকৃতি বাতাস থেকে ভিন্ন এবং স্বাভাবিক কারণেই শব্দের বেগ সেখানে ভিন্ন।
- তরলে শব্দের বেগ বাতাস থেকে বেশি এবং কঠিন পদার্থে শব্দের বেগ তরল থেকেও বেশি।
- প্রতি ১ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বাড়লে বাতাসে শব্দের বেগ প্রায় ০.৬ মিটার/সেকেন্ড বৃদ্ধি পায়।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
- প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ ও প্রতিধ্বনির মধ্যে ন্যূনতম সময়ের পার্থক্য হলো 0.1 সেকেন্ড। মানুষের কানে কোনো শব্দের রেশ বা অনুভূতি প্রায় 0.1 সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী থাকে। তাই, একটি স্পষ্ট প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ এবং প্রতিফলিত শব্দের মধ্যে সময়ের ব্যবধান কমপক্ষে 0.1 সেকেন্ড হতে হবে, এই সময়ের পার্থক্যের কারণেই উৎস এবং প্রতিফলকের মধ্যে দূরত্বের প্রয়োজন হয়।
শব্দ:
- কোন শব্দ শোনার পর প্রায় 0.1 সেকেন্ড পর্যন্ত এর রেশ আমাদের মস্তিষ্কে থাকে, এই সময়কে শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বলে। এই সময়ের মধ্যে প্রতিধ্বনি হলে তা শোনা যাবে না।
অতএব, প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূল শব্দ এবং প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি হতে হবে।
- প্রতিফলক এবং শব্দের উৎসের মধ্যে দূরত্ব এমন হতে হবে যেন শব্দ তরঙ্গ উৎসের কাছে ফিরে আসতে 0.1 সেকেন্ড বা তার বেশি সময় লাগে।
- বাতাসে শব্দের দ্রুতি তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়।
- 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় শব্দের দ্রুতি 332 ms-1 । 0°C বা 273 K উষ্ণতায় প্রতিফলিত শব্দ শোনার জন্য শব্দ উৎস এবং প্রতিফলকের মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব 16.6 m হতে হবে।
- তাপমাত্রা বেশি হলে প্রতি ডিগ্রির জন্য দূরত্ব 0.3m বেশি হতে হবে। তাই প্রতিধ্বনি শোনার শর্তটি হলো শ্রোতা বা উৎস এবং প্রতিফলক তলের মধ্যে ন্যূনতম দূরত্ব 16.6 m (0°C বা 273 K তাপমাত্রায়) বজায় রাখতে হবে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• মানুষের কানে শোনা অনুভূতির স্থায়িত্ব সাধারণত খুবই সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য থাকে। একটি শব্দের শোনার পরে, মস্তিষ্ক সেই শব্দের তথ্যকে প্রায় ০.১ সেকেন্ড পর্যন্ত স্মরণ রাখতে সক্ষম হয়। এটি মানে, আমাদের কানে আসা শব্দগুলি দীর্ঘ সময় ধরে স্থায়ী হয় না, বরং খুব সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য উপস্থিত থাকে, যা আমাদের সঠিকভাবে শব্দ শনাক্ত এবং বিশ্লেষণ করতে সাহায্য করে। এই সংক্ষিপ্ত সময়কাল শোনার প্রক্রিয়ায় ক্রমবর্ধমান সঙ্গতি ও শব্দের ধারাবাহিকতা বুঝতে গুরুত্বপূর্ণ। অতএব, মানুষের শ্রবণ অনুভূতির স্থায়িত্ব প্রায় ০.১ সেকেন্ড। সুতরাং সঠিক উত্তর হলো ঘ) ০.১ সেকেন্ড।
• শ্রবণ অনুভূতির স্থায়িত্বকাল:
- মানুষের শ্রবণ অনুভূতির স্থায়িত্বকাল (Persistence of Hearing) হল সেই সময়কাল যখন শব্দের উৎস বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরেও সেই শব্দের রেশ মস্তিষ্কে থেকে যায়।
- এই সময়সীমা প্রায় ০.১ সেকেন্ড (100 মিলিসেকেন্ড)।
- যদি দুটি শব্দ ০.১ সেকেন্ডের মধ্যে আসে, তবে আমরা সেটিকে একটি শব্দ হিসেবেই শুনি।
- দুইটি শব্দ আলাদাভাবে শুনতে হলে দুইটি শব্দের মাঝে কমপক্ষে ০.১ সেকেন্ড ব্যবধান দরকার।
- কোনো শব্দ যদি প্রতিফলিত হয়ে ০.১ সেকেন্ডের পরে আমাদের কানে ফিরে আসে, তবেই আমরা আলাদা প্রতিধ্বনি শুনতে পাই।
- প্রতিধ্বনি শোনার জন্য প্রতিফলক পৃষ্ঠ কমপক্ষে ১৬.৫ মিটার দূরে থাকা প্রয়োজন।
উৎস: মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান, ৯ম ও ১০ম শ্রেণি।
তরঙ্গের প্রকারভেদ:
- যে তরঙ্গ সঞ্চারণের জন্য জড় মাধ্যম প্রয়োজন হয় তাকে তরঙ্গকে যান্ত্রিক তরঙ্গ বলে।
- আবার, যে তরঙ্গের জন্য কোনো মাধ্যম প্রয়োজন হয় না সেই তরঙ্গকে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বলে।
- মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের ফলে যে যান্ত্রিক তরঙ্গ সৃষ্ট হয় তা দুই ধরণের।
যথা- (১) অনুপ্রস্থ তরঙ্গ ও (২) অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গ (Transverse wave):
- পানির মধ্যে তরঙ্গ সৃষ্টি হয় সে ক্ষেত্রে পানির কণাগুলো সাম্য অবস্থান পানির তল থেকে উপর-নিচে ওঠা-নামা করে। কিন্তু তরঙ্গ পানি পৃষ্ঠ বা পানির তলের উপর দিয়ে সামনে ছড়িয়ে পড়ে। এ ধরণের তরঙ্গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গ।
অর্থাৎ, যে তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে অগ্রসর হয়, তাকে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বলে।
- এ তরঙ্গ মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের দিকের সাথে সমকোণে বা আড়াআড়ি অগ্রসর হয় বলে একে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বা আড় তরঙ্গ বলে।
যেমন- আলোক তরঙ্গ, বেতার তরঙ্গ, পানির তরঙ্গ অনুপ্রস্থ তরঙ্গ।
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ (Longitudinal wave):
- অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হলো এমন এক ধরনের তরঙ্গ, যেখানে মাধ্যমের কণাগুলো কম্পনের দিকের সমান্তরালে আন্দোলিত হয়, কিন্তু নিজ অবস্থান পরিবর্তন করে না।
- নমনীয় স্প্রিংয়ে মৃদু আঘাত করলে সংকোচন ও প্রসারণের মাধ্যমে তরঙ্গ সৃষ্টি হয়, যা এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি পরিবহন করে।
- এ তরঙ্গে তরঙ্গ শীর্ষ বা তরঙ্গ পাদ থাকে না, বরং সংকোচন ও প্রসারণের পর্যায়ক্রমিক বিন্যাস থাকে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
- হাট বাজারে শব্দের তীব্রতার স্তর বা শব্দের তীব্রতা লেভেল হচ্ছে ৭০ ডেসিবল।
শব্দের তীব্রতা:
- শব্দের তীব্রতা হচ্ছে একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত শব্দ শক্তির পরিমাণ।
- সাধারণ ক্ষেত্রে বাতাসের মধ্যে শ্রোতার অবস্থানের সাপেক্ষে তীব্রতা পরিমাপ করা হয়।
- শব্দের তীব্রতার মূল একক Wm-2 ।
- শব্দের তীব্রতা ও পরিমাপ আপেক্ষিক শ্রাব্যতার সর্বনিম্ন ধাপ থেকে শুরু হয়।
- এই সর্বনিম্ন তীব্রতাকে বলা হয় প্রমিত বা প্রমাণ তীব্রতা যার মান 10-12 Wm-2 কে বেছে নেয়া হয়েছে।
- এটি হচ্ছে 1000Hz কম্পাঙ্কের একটি শব্দ তরঙ্গের তীব্রতা যাকে শ্রাব্যতার সূচনা সীমা (threshold of audibility) হিসাবেও ধরা হয়।
উৎস: পদার্থ প্রথম পত্র, এইচএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
ব্যাখ্যাঃ
মানুষের মস্তিষ্কে মূল শব্দের অনুভূতি বা শব্দানুভূতির স্থায়িত্ব কাল বা শ্রুতি রেশ ০.১ সেকেন্ড বা ১/১০ সেকেন্ড।
উৎসঃ পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
• আলোর বেগ শূন্যস্থান ব্যতীত অন্য সকল মাধ্যমে সমান, এই বিবৃতিটি সত্য নয়।
- আলো যখন শূন্যস্থান ছাড়া অন্য যেকোনো মাধ্যমে (যেমন বাতাস, জল, কাঁচ) প্রবেশ করে, তখন সেই মাধ্যমের ঘনত্বের (বা প্রতিসরাঙ্কের) কারণে আলোর বেগ পরিবর্তিত হয়।
- মাধ্যম পরিবর্তনের সাথে সাথে আলোর বেগও পরিবর্তিত হয়।
• তরঙ্গ:
- তরঙ্গ হলো এমন একটি প্রক্রিয়া, যার মাধ্যমে কোনো মাধ্যম ছাড়া বা মাধ্যমে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি সঞ্চালিত হয়, কিন্তু মাধ্যমের কণাগুলির কোনো স্থায়ী সরণ ঘটে না। কণাগুলি কেবল তাদের সাম্যাবস্থানের সাপেক্ষে স্পন্দিত বা কম্পিত হয়।
• তরঙ্গের প্রকারভেদ:
- মাধ্যমের প্রয়োজন অনুসারে:
১। যান্ত্রিক তরঙ্গ: মাধ্যম প্রয়োজন (যেমন: শব্দ, পানির ঢেউ)
২। তড়িৎচুম্বক তরঙ্গ: মাধ্যম প্রয়োজন নেই (যেমন: আলো, রেডিও তরঙ্গ)
- কম্পনের দিক অনুসারে:
১। অনুপ্রস্থ তরঙ্গ: কণা তরঙ্গ সঞ্চালনের লম্বভাবে কম্পিত হয় (যেমন: আলো)।
২। অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ: কণা তরঙ্গ সঞ্চালনের সমান্তরালে কম্পিত হয় (যেমন: শব্দ)।
• তরঙ্গের সাধারণ বৈশিষ্ট্যসমূহ:
- তরঙ্গের মূল কাজ হলো স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি পরিবহন করা।
- তরঙ্গ প্রবাহের সময় মাধ্যমের কণাগুলির স্থান পরিবর্তন হয় না, কণাগুলি কেবল সাম্যাবস্থানের সাপেক্ষে কম্পিত হয়।
- অধিকাংশ তরঙ্গই (আলো, শব্দ, ইত্যাদি) প্রতিফলন, প্রতিসরণ, ব্যতিচার এবং অপবর্তন ধর্মগুলি প্রদর্শন করে।
- তরঙ্গবেগ (v), কম্পাঙ্ক (f) এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λ) এর মধ্যে সম্পর্কটি হলো: v = fλ.
- যান্ত্রিক তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে (যেমন কঠিন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশি)।
অপশন আলোচনা:
ক) শূন্যস্থানে তড়িৎ-চৌম্বকীয় তরঙ্গের গতিবেগ সর্বোচ্চ:
- আলো হলো একটি তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গ। শূন্যস্থান (ভ্যাকুয়াম) হলো সবচেয়ে কম ঘনত্বের মাধ্যম। শূন্যস্থানে আলোর বেগ (c) প্রায় 3 × 108 মি./সে., যা এই ধরনের তরঙ্গের জন্য সর্বোচ্চ সীমা।
খ) আলোর বেগ শূন্যস্থান ব্যতীত অন্য সকল মাধ্যমে সমান:
- এটি সত্য নয়। আলোর বেগ মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক (n) দ্বারা নির্ধারিত হয়। যেহেতু পানি, কাঁচ, বাতাস ইত্যাদির প্রতিসরাঙ্ক ভিন্ন ভিন্ন, তাই আলোর বেগও এই মাধ্যমগুলিতে ভিন্ন ভিন্ন হবে। যেমন, পানিতে আলোর বেগ কাঁচের চেয়ে বেশি।
গ) শব্দ তরঙ্গ এক ধরনের অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ:
- শব্দ তরঙ্গ হলো একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ। এর সঞ্চালনের সময় মাধ্যমের কণাগুলি তরঙ্গের গতির দিকের সমান্তরালে স্পন্দিত হয় (সংকোচন ও প্রসারণের মাধ্যমে), তাই এটি একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ।
ঘ) তরঙ্গবেগ হলো এর কম্পাঙ্ক এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের গুণফল:
- v = fλ। অর্থাৎ, তরঙ্গবেগ তার কম্পাঙ্ক (f) এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (λ) গুণফলের সমান।
উৎস:
১। পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
২। ব্রিটানিকা।
• ভূমিকম্পের ফলে ভূ-অভ্যন্তরে যে শক্তির মুক্তি ঘটে তা তরঙ্গের আকারে চারদিকে ছড়িয়ে পড়ে, একে সিসমিক তরঙ্গ (Seismic Wave) বলে। এই তরঙ্গগুলো সঞ্চালনের জন্য কঠিন, তরল বা বায়বীয় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়। আমরা জানি, যে সকল তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য জড় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়, তাদের যান্ত্রিক তরঙ্গ (Mechanical Wave) বলা হয়।
তরঙ্গ:
- যে পর্যাবৃত্ত আন্দোলন ঐ মাধ্যমের এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি সঞ্চারিত করে কিন্তু মাধ্যমের কণাগুলো স্থানান্তরিত হয় না সেই পর্যাবৃত্ত আন্দোলনকে তরঙ্গ বলে।
যান্ত্রিক তরঙ্গ:
- জড় মাধ্যমের কণার আন্দোলনে সৃষ্ট তরঙ্গকে বলা হয় যান্ত্রিক তরঙ্গ।
যেমন- পানির তরঙ্গ, শব্দ তরঙ্গ, ভূমি কম্পনের ফলে সৃষ্ট ভূ-তরঙ্গ ইত্যাদি যান্ত্রিক তরঙ্গ।
যান্ত্রিক তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য:
১. মাধ্যমের কণার স্পন্দন গতির ফলে তরঙ্গ উৎপন্ন হয়।
২. মাধ্যমের কণাগুলো সাম্য অবস্থান থেকে উপরে নিচে অথবা সামনে পেছনে স্পন্দিত হতে থাকে। মাধ্যমের মধ্য দিয়ে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয় না।
৩. তরঙ্গ মাধ্যমের এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি ও তথ্য সঞ্চারণ বা স্থানান্তর করে।
৪. তরঙ্গের কণাগুলো বিভিন্ন বেগে স্পন্দিত হয়। স্পন্দনের বেগ পর্যায়ক্রমে কমে বাড়ে। কিন্তু তরঙ্গ সুষম বেগে সঞ্চারিত হয়। অর্থাৎ কণাগুলোর স্পন্দন গতি এবং তরঙ্গ বেগ এক নয়।
৫. তরঙ্গ সৃষ্টিকারী কণাগুলোর স্পন্দনের দিক এবং তরঙ্গ সঞ্চালনের দিক এক নাও হতে পারে।
তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ:
- জড় মাধ্যমের কণার আন্দোলন ছাড়া যে তরঙ্গ সৃষ্টি হয়, সে তরঙ্গকে বলা হয় তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ।
- সূর্য থেকে পৃথিবীতে আলো এবং তাপ আসে তরঙ্গাকারে। সূর্য এবং পৃথিবীর মধ্যে মহাশূন্য, কোন জড় মাধ্যম নেই।
- আলো, তাপ মাধ্যম ছাড়াই বিশেষ ধরনের তরঙ্গ আকারে সঞ্চারিত হয়। এ তরঙ্গকে বলা হয় তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ।
যেমন- বেতার তরঙ্গ, এক্সরশ্মির তরঙ্গ, গামারশ্মির তরঙ্গ ইত্যাদি তাড়িতচুম্বকীয় তরঙ্গ ইত্যাদি।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
- কঠিন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশি। তরল ও বায়বীয় মাধ্যমে শব্দের বেগ আরো কম৷
- শূন্য মাধ্যমে শব্দের বেগ শূন্য। কারণ শব্দ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন হয়।
- চাঁদে কোনো বিষ্ফোরণ ঘটলে সেই শব্দ কখনোই পৃথিবী থেকে শোনা যাবে না।
- কারণ চাঁদে কোনো বায়ুমণ্ডল নেই- তাই শব্দ সঞ্চালিত হয়ে পৃথিবীতে পৌছাতে পারবে না।
সূত্র: মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান বোর্ড বই, নবম-দশম শ্রেণি
- ০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বাতাসে শব্দের বেগ প্রতি সেকেন্ডে প্রায় ৩৩০ মিটার। তবে ২০° সেলসিয়াস সাধারণ তাপমাত্রায় এই বেগ বেড়ে দাঁড়ায় প্রায় ৩৪৩-৩৪৪ মিটার/সেকেন্ড।
- শব্দের বেগ বাতাসের চাপের ওপর নির্ভর করে না। তবে বাতাসের ঘনত্বের বর্গমূলের ওপর ব্যস্তানুপাতিকভাবে নির্ভর করে। তাই বাতাসে জলীয়বাষ্প থাকলে বাতাসের ঘনত্ব কমে যায়, সে জন্য শব্দের বেগ বেড়ে যায়।
- শব্দ নামক যান্ত্রিক তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতার ওপর নির্ভর করে।
- তরল এবং কঠিন পদার্থের প্রকৃতি বাতাস থেকে ভিন্ন এবং স্বাভাবিক কারণেই শব্দের বেগ সেখানে ভিন্ন। তরলে শব্দের বেগ বাতাসে বেগের থেকে বেশি এবং কঠিন পদার্থে শব্দের বেগ তার থেকেও বেশি।
- বিভিন্ন মাধ্যমে শব্দের বেগ:
উৎস: পদার্থ বিজ্ঞান- নবম ও দশম শ্রেণি।
• সরল ছন্দিত গতিতে ত্বরণ সর্বদা সাম্য অবস্থান অভিমুখী এবং এটি সরণের সমানুপাতিক।
• পর্যাবৃত্ত গতি:
- কোনো বস্তু নির্দিষ্ট সময় পরপর একই দিক থেকে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুকে অতিক্রম করলে যে গতি উৎপন্ন হয় তাকে পর্যাবৃত্ত গতি বলে।
- পর্যাবৃত্ত গতি দুই ধরনের, ঘূর্ণন গতি, স্পন্দন গতি।
• পর্যায়কাল:
- পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন বস্তু বা কণার একই দিক থেকে নির্দিষ্ট বিন্দুটি অতিক্রম করতে যে সময় লাগে তাকে পর্যায়কাল বলে।
• স্পন্দন গতি:
- যদি পর্যাবৃত্ত গতিসম্পন্ন কোনো বস্তু পর্যায়কালের অর্ধেক সময় এক নির্দিষ্ট দিকে এবং বাকি অর্ধেক সময় বিপরীত দিকে চলে তবে ঐ গতিকে স্পন্দন গতি বা ছন্দিত গতি বলে।
• সরল ছন্দিত গতি:
- পর্যাবৃত্ত গতি সম্পন্ন বস্তু বা কণার গতি যদি সরল রৈখিক হয় তবে তাকে সরল ছন্দিত গতি বলে।
- এ গতিতে ত্বরণ সাম্য অবস্থান থেকে সরণের সমানুপাতিক।
- ত্বরণের দিক সর্বদা সাম্য অবস্থান অভিমুখী।
• তরঙ্গ:
- জড় মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দনের ফলে সৃষ্ট যে পর্যাবৃত্ত আন্দোলন মাধ্যমের এক স্থান থেকে অন্য স্থানে শক্তি সঞ্চালিত করে কিন্তু কণাগুলো স্থানান্তরিত হয় না তাকে তরঙ্গ বলে।
• যান্ত্রিক তরঙ্গ ও তাড়িতচুম্বক তরঙ্গ:
- জড় মাধ্যমের কণার আন্দোলনে সৃষ্ট তরঙ্গকে যান্ত্রিক তরঙ্গ বলে।
- মাধ্যম ছাড়াও যে বিশেষ ধরনের তরঙ্গ সঞ্চারিত হয় তাকে তাড়িতচুম্বক তরঙ্গ বলে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
ব্যবহারিক ক্ষেত্রে কোনো শব্দের তীব্রতা বোঝার জন্য তীব্রতা লেভেল ব্যবহার করা হয়। কোনো শব্দের তীব্রতা ও প্রমাণ তীব্রতার অনুপাতের লগারিদমকে ঐ শব্দের তীব্রতা লেভেল বলে।
শ্রাব্যতার প্রারম্ভিক সীমার তীব্রতা লেভেল ০ ডেসিবেল। স্বাভাবিক শ্বাস-প্রশ্বাসের তীব্রতা লেভেল ১০ ডেসিবেল।
স্বাভাবিক কথোপকথনের তীব্রতা লেভেল ৬০ ডেসিবেল।
শ্রুতি যন্ত্রণার আরম্ভ হয় ১২০ ডেসিবেল তীব্রতা লেভেলে।
মানুষের শ্রাব্যতার সীমার সূচনা হয় ২০ হার্জ কম্পাংক থেকে।
সূত্র: উচ্চ মাধ্যমিক পদার্থবিজ্ঞান বই, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি
- শব্দের তীব্রতা উৎসের বিস্তার, মাধ্যমের ঘনত্ব ও উৎসের আকার এই সবগুলোর উপরেই নির্ভর করে।
শব্দের তীব্রতা:
- শব্দ এক প্রকার তরঙ্গ।
- শব্দের তীব্রতা বলতে বুঝি, শব্দ সঞ্চালনের পথে লম্বভাবে অবস্থিত একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে প্রবাহিত শব্দ শক্তির পরিমাণ।
- শব্দের তীব্রতা নিম্নোক্ত বিষয়গুলোর উপর নির্ভর করে-
যেমন-
১। মাধ্যমের ঘনত্ব:
- যে মাধ্যমের মধ্য দিয়ে শব্দ তরঙ্গ সঞ্চালিত হবে তার ঘনত্ব বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হয়।
২। মাধ্যমের বেগ:
- মাধ্যমের বেগের দিকে শব্দ তরঙ্গ সঞ্চালিত হলে শব্দের তীব্রতা বেড়ে যায় এবং বিপরীত দিকে সঞ্চালিত হলে শব্দের তীব্রতা কমে যায়।
৩। উৎসের আকার:
- উৎসের আকার বড় হলে শব্দ তরঙ্গ বেশি পরিমাণ শক্তি সঞ্চালিত রতে পারে ফলে তীব্রতা বেড়ে যায়।
৪। উৎসের বিস্তার:
- শব্দ সৃষ্টিকারী বস্তুর কম্পনের বিস্তার বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হয়।
- শব্দের তীব্রতা তরঙ্গের বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
- শব্দের তীব্রতা I এবং বিস্তার A হলে, I ∝ A2.
৫। উৎস থেকে শ্রোতার দূরত্ব:
- উৎস ও শ্রোতার মধ্যবর্তী দূরত্ব যতো বাড়বে শব্দের তীব্রতা ততো কমে যাবে কারণ বেশি দূরত্ব অতিক্রম করার ফলে শব্দ তরঙ্গের শক্তি কমে যায়।
- তীব্রতা দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক।
- যদি তীব্রতা I এবং দূরত্ব r হয় তাহলে, I ∝ 1/r2.
৬। অনুনাদী বস্তুর উপস্থিতি:
- উৎসের কাছে কোনো অনুনাদী বস্তু থাকলে শব্দের তীব্রতা বেড়ে যায়।
- একটি সুরশলাকাকে বাতাসে স্পন্দিত করলে যে শব্দ উৎপন্ন হয় টেবিল বা কোনো ফাঁপা কাঠের বাক্সের সাথে লাগিয়ে স্পন্দিত করলে শব্দের তীব্রতা অনেক বেড়ে যায়।
- এক্ষেত্রে বেশি আয়তনের বায়ু কম্পিত হয় বলে শব্দের তীব্রতা বেশি হয়।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান প্রথম পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (ড. শাহজাহান তপন)।
তরঙ্গ তত্ত্বঃ
আলো তরঙ্গাকারে ইথার নামের একটি কাল্পনিক মাধ্যমের মধ্য দিয়ে সব দিকে নির্গত হয়। তরঙ্গ দৈর্ঘ্যরে বিভিন্নতার জন্য আলোর বর্ণ বিভিন্ন হয়। এই তত্ত্ব আলোর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা দিতে সমর্থ হলেও মাইকেলসন-মর্লির পরীক্ষায় ইথারের অস্তিত্ব নেই প্রমাণিত হওয়ায় এই তত্ত্ব বিতর্কিত হয়।
সূত্রঃ পদার্থবিজ্ঞান, এসএসসি প্রোগ্রাম, বাংলাদেশ উন্মুক্ত বিশ্ববিদ্যালয়।
• শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা কণার কম্পনের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। এটি কম্পনের শক্তি স্থানান্তর করে মাধ্যমে প্রেরণ করে। কঠিন, তরল এবং বায়বীয় মাধ্যমে শব্দ সঞ্চালিত হতে পারে, কারণ এগুলিতে কণা থাকে যা কম্পন প্রেরণ করতে সক্ষম। কিন্তু শূন্য মাধ্যমে কোনো কণা নেই, তাই কোনো কম্পন স্থানান্তর সম্ভব নয়। তাই শূন্য মাধ্যমে শব্দ সঞ্চালন করতে পারে না।
- সুতরাং সঠিক উত্তর হলো খ) শূন্য মাধ্যমে।
শব্দের সঞ্চালন:
- কম্পনশীল বস্তু শব্দ সৃষ্টিকরে।
- কোনো মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পনের ফলে সৃষ্ট যে আন্দোলন, মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলে বা সঞ্চালিত হয়, তাকে ঢেউ বলে।
- শব্দের এক স্থান থেকে অন্যস্থানে যাতায়াতকে শব্দ সঞ্চালন বলে।
- শব্দ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন, এই মাধ্যম হতে পারে কঠিন, তরল ও বায়বীয়।
- কঠিন মাধ্যমে শব্দ বায়ু ও তরল মাধ্যমের চেয়ে দ্রুত ও ভালোভাবে সঞ্চালিত হয়। আবার শব্দ বায়ু মাধ্যমের চেয়ে দ্রুত ও ভালোভাবে তরল মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়।
- মাধ্যম ছাড়া শব্দ সঞ্চালিত হয় না, অর্থাৎ শূন্য মাধ্যমে শব্দ সঞ্চালিত হয় না।
উৎস: বিজ্ঞান, সপ্তম শ্রেণি।
- পুরুষ ও নারীর কণ্ঠস্বরের মূল পার্থক্য তৈরি হয় শব্দের তীক্ষ্ণতা (Pitch) বা সুরের বৈশিষ্ট্যের কারণে। শব্দের এই তীক্ষ্ণতা সরাসরি তার কম্পাঙ্ক (Frequency)-এর ওপর নির্ভরশীল।
শব্দ তরঙ্গ (Sound Wave):
- শব্দ তরঙ্গ তৈরি করতে তার একটা উৎসের দরকার, সেটাকে প্রবাহিত করার জন্য একটা মাধ্যমের দরকার এবং সেই শব্দ গ্রহণ করার জন্য কোনো এক ধরনের রিসিভার দরকার।
- পুরুষের গলার স্বর মোটা এবং নারী ও শিশুদের গলার স্বর তীক্ষ্ণ। যখন কোনো একটা শব্দ করা হয় তখন আমাদের ফুসফুস থেকে বাতাস গলা দিয়ে দিয়ে বের হয়ে আসে। আমাদের গলায় ও ফুসফুসে বাতাস ঢোকার জন্য এবং বের হওয়ার জন্য রয়েছে Wind pipe এর উপরে শব্দ সৃষ্টি করার জন্য রয়েছে স্বরযন্ত্র (Larynx)। সেখানে দুটো পর্দা ভালভের মতো কাজ করে, এই পর্দা দুটির নাম ভোকাল কর্ড (Vocal Cord)। বাতাস বের করার সময় এগুলো কাঁপতে পারে এবং শব্দ তৈরি করে।
- বয়সের সাথে সাথে পুরুষের ভোকাল কর্ড শক্ত হয়ে যায়, নারীদেরটি কোমল থাকে। সে জন্য পুরুষেরা কম কম্পাঙ্কের শব্দ তৈরি করে মেয়েরা বেশি কম্পাঙ্কের শব্দ তৈরি করে। সে কারণে পুরুষের গলার স্বর মোটা, নারীর স্বর তীক্ষ্ণ।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।
প্রতিধ্বনি:
- শব্দ একধরনের তরঙ্গ, তাই তার প্রতিফলন হতে পারে।
- সাধারণত বড় ফাঁকা দালানের ভেতর কথা বললে এক ধরনের গমগম আওয়াজ হয়, যাকে প্রতিধ্বনি বলা হয়। এটি প্রতিফলন ছাড়া আর কিছুই নয়। দালানের ভেতর দূরত্ব বেশি নয় বলে শব্দটা আলাদাভাবে শুনতে পাওয়া যায় না।
- মানুষ যখন কিছু শুনে তার অনুভূতিটা 0.1s পর্যন্ত থেকে যায়, তাই দুটি শব্দ আলাদাভাবে শুনতে হলে দুটি শব্দের মাঝে কমপক্ষে 0.1s এর একটা ব্যবধান থাকা দরকার।
- শব্দের বেগ 330 m/s কাজেই 0.1s এর ব্যবধান তৈরি করতে শব্দকে কমপক্ষে 33 m দূরত্ব অতিক্রম করতে হয়।
- একটি বড় দেয়াল, দালান কিংবা খাড়া পাহাড়ের সামনে কমপক্ষে এই দূরত্বের অর্ধেক দূরত্বে (16.5 m) দাঁড়ালে শব্দটি গিয়ে প্রতিফলিত হয়ে ফিরে আসতে 0.1s সময় লাগবে এবং সেই শব্দের প্রতিধ্বনি মানুষ শুনতে পাবে।
- বাদুড়ের চোখ আছে, তারপরও তারা ওড়ার সময় শব্দের প্রতিধ্বনি ব্যবহার করে। বাদুড় ওড়ার সময় তার কণ্ঠ থেকে শব্দ তৈরি করে, সামনে কোনো কিছু থাকলে শব্দটি সেখানে প্রতিফলিত হয়ে ফিরে আসে, কতক্ষণ পর শব্দটি ফিরে এসেছে সেখান থেকে বাদুড় দূরত্বটা অনুমান করতে পারে। এ জন্য অন্ধকারেও বাদুড় কোথাও ধাক্কা না খেয়ে উড়ে যেতে পারে।
- বাদুড়ের তৈরি এই শব্দ মানুষ শুনতে পাই না, কারণ শব্দটি আলট্রাসাউন্ড অর্থাৎ আমাদের শ্রুতিসীমার বাইরের কম্পাঙ্কের শব্দ।
- বাদুড় প্রায় 100 kHz কম্পনের শব্দ তৈরি করতে পারে।
উৎস: পদার্থবিজ্ঞান, নবম-দশম শ্রেণি।