তরঙ্গ ও শব্দ সাজেশন

 অধ্যায়-৭ তরঙ্গ ও শব্দ

১০০% কমন সাজেশন

MCQ টপ টিপস

• মাইক্রোফোনের বিপরীত কাজ করে - স্পিকার 
• বাতাসের প্রবাহ দিয়ে তৈরি বাদ্যযন্ত্র – হারমোনিয়াম 
• দৃশ্যমান আলোর সবচেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের থেকেও ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে কী বলে – আলট্রাভায়োলেট 
• শব্দের বেগ সর্বোচ্চ – কঠিন মাধ্যমে 
•  কোন মাধ্যমে শব্দ দ্রুত চলে – লোহা 
•  শব্দের তীব্রতার একক হলো - ডেসিবেল (dB) 

জ্ঞানমূলক প্রশ্ন ও উত্তর

১. তরঙ্গ কী? 

উত্তর: যে পর্যাবৃত্ত আন্দোলন মাধ্যমের একস্থান থেকে অন্যস্থানে শক্তি সঞ্চারিত করে কিন্তু মাধ্যমের কণাগুলোকে স্থায়ীভাবে স্থানান্তরিত করে না, তাই তরঙ্গ।

২. প্রতিধ্বনি কী? 

উত্তর: কোন উৎস থেকে সৃষ্ট শব্দ যদি দূরবর্তী কোন মাধ্যমে বাধা। পেয়ে উৎসের কাছে ফিরে আসে তখন মূল ধ্বনির যে পুনরাবৃত্তি হয় তাকে শব্দের প্রতিধ্বনি বলে।

৩. বিস্তার কাকে বলে?

উত্তর: সাম্যাবস্থান থেকে যেকোনো একদিকে তরঙ্গস্থিত কোনো বলার সর্বাধিক সরণকে বিস্তার বলে।

৪. তরঙ্গবেগ কী? 

উত্তর: নির্দিষ্ট দিকে তরঙ্গ এক সেকেন্ডে যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে তরঙ্গবেগ বলে।

৫.শ্রাব্যতার পালা কাকে বলে? 

উত্তর: যে কম্পাঙ্ক সীমার মধ্যে মানুষ শব্দ শুনতে পায় তাকে শ্রাব্যতার পালা বলে। 

মানুষের শ্রাব্যতার পালা 20 Hz থেকে 20000 Hz । 

৬. ছন্দিত গতি কাকে বলে? 

উত্তর: কোনো গতিশীল বস্তুকণার গতি যদি এমন হয় যে, এটি এর গতিপথের কোনো নির্দিষ্ট বিন্দুকে নির্দিষ্ট সময় পর পর একই দিক হতে অতিক্রম করে তবে সেই গতিকে ছন্দিত গতি বলে।

৭. শব্দের তীক্ষ্ণতা কাকে বলে? 

উত্তর: সুরযুক্ত শব্দের যে বৈশিষ্ট্য দিয়ে একই প্রাবল্যের খাদের সুর এবং চড়া সুরের মধ্যে পার্থক্য বুঝা যায় তাকে তীক্ষ্ণতা বলে ।

৯. শব্দের প্রাবল্য বা তীব্রতা কী?

উত্তর: শব্দ বিস্তারের অভিমুখে লম্বভাবে রাখা একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে প্রতি সেকেন্ডে যে পরিমাণ শব্দশক্তি প্রবাহিত হয় তাই হলো শব্দের প্রাবল্য বা তীব্রতা।

১০. কম্পাঙ্ক কাকে বলে? 

 উত্তর: প্রতি সেকেন্ডে যতগুলো পূর্ণ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় তাকে তরঙ্গের কম্পাঙ্ক বলে।

১১. পর্যাবৃত্ত গতি কী?

উত্তর: কোনো বস্তুর গতি যদি এমন হয় যে একটি নির্দিষ্ট সময় পর পর বস্তুটির গতির পুনরাবৃত্তি ঘটে তবে ঐ গতিকে পর্যাবৃত্ত গতি বলে।

অনুধাবনমূলক প্রশ্ন

• ১. বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ সৃষ্টি হয় – ব্যাখ্যা কর। 
• ২. অনুপ্রস্থ তরঙ্গের কণাগুলো পর্যায়বৃত্ত গতিসম্পন্ন – ব্যাখ্যা করো। 
• ৩. কম্পাংক ও পর্যায়কালের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন কর।
• ৪. আমরা যখন কথা বলি তখন আমাদের শব্দ অন্যের কাছে কিভাবে পৌঁছায়? 
• ৫. প্রতিধ্বনি শোনার জন্য নির্দিষ্ট দূরত্বের প্রয়োজন হয় কেন? 
• ৬. বায়ুতে শব্দের বেগ তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল ব্যাখ্যা করো। 
• ৭. বাদুড় কিভাবে পথ চলে? ব্যাখ্যা কর। 
• ৮. বিশুদ্ধ পানি অপেক্ষা সমুদ্রের পানিতে শব্দের বেগ বেশি কেন? 
• ৯. মেয়েদের কণ্ঠস্বর তীক্ষ্ণ হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা কর।
• ১০. মাধ্যমের প্রকৃতির উপর শব্দের বেগের নির্ভরশীলতা ব্যাখ্যা কর।
• ১১. স্প্রিং এর তরঙ্গ অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ- ব্যাখ্যা করো। 

সম্ভাব্য সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর

প্রশ্ন ১ কীভাবে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ শনাক্ত করবে— ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের সবচেয়ে বড় বৈশিষ্ট্য হলো এটি সংকোচন ও প্রসারণ উৎপন্ন করে মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। সুতরাং কোনো তরঙ্গ যদি মাধ্যমে সংকোচন ও প্রসারণ উৎপন্ন করে সঞ্চালিত হয় তবে এটিকে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হিসেবে শনাক্ত করা যায়। এক্ষেত্রে একটি সংকোচন ও একটি প্রসারণ মিলে তরঙ্গদৈর্ঘ্য গঠিত হয়। এছাড়া অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ শনাক্ত করার আরেকটি উপায় হলো এ তরঙ্গের ক্ষেত্রে মাধ্যমের কণাগুলো স্পন্দনের দিক তরঙ্গের দিকের সমান্তরাল হয়।

প্রশ্ন ২ বায়ু ও পানির মধ্য দিয়ে শব্দ সংকেত অগ্রসর হওয়ার সময় কোন মাধ্যমে শব্দের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বেশি হবে? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : সাধারণত 0°C তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের দ্রুতি 332 ms-1 পানিতে শব্দের দ্রুতি প্রায় 1450ms-1 এবং পানির মধ্যে শব্দ বাতাসের চেয়ে প্রায় চারগুণ দ্রুত চলে। এ থেকে স্পষ্ট হয় যে, বায়ু ও পানির মধ্য দিয়ে শব্দ সংকেত অগ্রসর হওয়ার সময় পানি মাধ্যমে শব্দের তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বেশি।

প্রশ্ন ৩ বাতাসে ও পানিতে শব্দের দ্রুতি সমান নয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : শব্দের দ্রুতি মাধ্যমের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে। যার কারণে কঠিন মাধ্যমে শব্দ সবচেয়ে দ্রুত চলে, তরল মাধ্যমে তার চেয়ে ধীরে চলে, বায়বীয় মাধ্যমে শব্দের দ্রুতি সবচেয়ে কম।পরীক্ষা করে দেখা গেছে 0°C বা 273 K তাপমাত্রায় ও স্বাভাবিক চাপে শুষ্ক বায়ুতে শব্দের দ্রুতি 332 ms-1। পুকুরের পানিতে বৃষ্টির ফোঁটা পড়লে বাইরে থেকে যে শব্দ খুব আস্তে শোনা যায় পানিতে ডুব দিয়ে শুনলে ঐ শব্দ বেশ জোরে শোনা যায়। এ থেকে বোঝা যায় শব্দ বাতাস বা বায়ু মাধ্যমের চেয়ে পানি অর্থাৎ তরল মাধ্যমে দ্রুত চলে। হিসাব করে দেখা গেছে, পানির মধ্যে শব্দ বাতাসের চেয়ে প্রায় চারগুণ দ্রুত চলে। পানিতে শব্দের দ্রুতি প্রায় 1450 ms-1

প্রশ্ন ৪ তরঙ্গ বেগ এবং তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের মধ্যকার সম্পর্ক ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : কম্পমান বস্তুর একটি পূর্ণ কম্পনে যে সময় লাগে সেই সময়ে তরঙ্গ যেটুকু দূরত্ব অতিক্রম করে তা তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের (λ) সমান। সুতরাং তরঙ্গের কম্পাঙ্ক / হলে / সংখ্যক পূর্ণকম্পনকালীন সময়ে (1s)-এ তরঙ্গ পরিমাণ দূরত্ব অতিক্রম করে।
 সংজ্ঞানুসারে এটিই হলো তরঙ্গ বেগ,v = fλ; 

এটিই তরঙ্গ বেগ এবং তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের মধ্যকার সম্পর্ক।

প্রশ্ন ৫. শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য আলোচনা কর।

উত্তর : কোনো বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় এবং এ তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য স্থিতিস্থাপক জড় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়। এই তরঙ্গের প্রবাহের দিক এবং কম্পনের দিক একই শব্দ তরঙ্গের মাধ্যমের প্রকৃতির ওপর নির্ভরশীল। বায়বীয় মাধ্যমে এর বেগ কম, তরঙ্গে তার চেয়ে বেশি, কঠিন পদার্থে আরও বেশি। শব্দের তীব্রতা তরঙ্গের বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক। শব্দ তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন সম্ভব। শব্দের বেগ মাধ্যমের তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার উপরও নির্ভরশীল।

প্রশ্ন ৬ প্রতিধ্বনি শোনার শর্তসমূহ ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : প্রতিধ্বনি শোনার জন্য প্রতিফলিত শব্দকে শ্রোতার কানে মূল শব্দ থেকে আলাদাভাবে পৌঁছতে হবে। প্রতিধ্বনি শোনার জন্য মূলধ্বনি ও প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়ের পার্থক্য অন্তত 0.1 সেকেন্ড হওয়া প্রয়োজন। এর কম হলে মূলধ্বনি থেকে প্রতিধ্বনিতে আলাদা করা যাবে না। সুতরাং প্রতিধ্বনি শোনার জন্য উৎস ও প্রতিফলকের মধ্যবর্তী দূরত্ব এমন হতে হবে যেন প্রতিফলিত শব্দ সেকেন্ডের আগে ফিরে আসতে না পারে।

প্রশ্ন ৭. প্রতিধ্বনির ব্যবহারিক প্রয়োগ- ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : প্রতিধ্বনির ব্যবহার দ্বারা কূপের, সমুদ্রের গভীরতা নির্ণয় করা সম্ভব। বাদুড়সহ বেশ কয়েকটি প্রাণী প্রতিধ্বনি ব্যবহার করে পথ চলে। শব্দের বেগ জানা থাকলে প্রতিধ্বনির ধর্ম ব্যবহার করে দূরবর্তী পাহাড়, দেওয়াল ও অন্যান্য প্রতিফলকের দূরত্ব নির্ণয় করা যায়। পক্ষান্তরে প্রতিফলকের দূরত্ব জানা থাকলে প্রতিধ্বনির মাধ্যমে শব্দের বেগ নির্ণয় করা সম্ভব।

প্রশ্ন ৮. প্রতিধ্বনি শোনার জন্যে প্রতিফলকের ন্যূনতম দূরত্ব কীভাবে তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে?

উত্তর : প্রতিফলকের ন্যূনতম দূরত্ব d হলে 2d = Vx t; এখানে হলো শব্দের বেগ এবং । হলো শ্রবণানুভূতির স্থায়িত্বকাল 1/10 দূরত্ব শব্দের বেগের মানের 20ভাগ। যেহেতু শব্দের বেগ তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে, তাই প্রতিধ্বনি শোনার জন্য প্রতিফলকের ন্যূনতম দূরত্ব তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

প্রশ্ন ৯ প্রতিধ্বনি ব্যবহার করে সমুদ্রের গভীরতা পরিমাপ করা সম্ভব কিনা ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : প্রতিধ্বনি ব্যবহার করে সমুদ্রের গভীরতা পরিমাপ করা সম্ভব। সমুদ্রের উপরিতলে জাহাজ হতে উচ্চ কম্পাঙ্কের শ্রবণোত্তর কম্পাঙ্ক উৎপন্ন করলে তা পানির ভেতর দিয়ে অতিক্রম করে সমুদ্রের তলদেশে প্রতিফলিত হয়। উৎপন্ন প্রতিধ্বনি সমুদ্রতলে ফিরে আসলে শব্দ উৎপন্ন ও প্রতিধ্বনি শোনার মধ্যবর্তী সময়কাল (t) থামাঘড়ির মাধ্যমে নির্ণয় করে 2h = v × t সূত্র ব্যবহার করে সমুদ্রের গভীরতা (h) নির্ণয় করা হয়, যেখানে v হলো পানিতে শব্দের বেগ।

প্রশ্ন ১০ শব্দানুভূতির স্থায়ীত্বকাল বলতে কী বোঝ ?

উত্তর : কোনো ক্ষণস্থায়ী শব্দ বা ধ্বনি কানে শোনার পর সেই শব্দের রেশ প্রায়
শব্দানুভূতির স্থায়িত্বকাল বলে। এই1/10সেকেন্ড যাবৎ আমাদের মস্তিষ্কে থেকে যায়। একে
সেকেন্ডের মধ্যে অন্য শব্দ কানে এসে পৌঁছালে তা আমরা আলাদা করে শুনতে পাই না।

প্রশ্ন ১১ শ্রাব্যতার সীমা বলতে কী বোঝ?

উত্তর : মানুষ যেকোনো কম্পাঙ্কের শব্দ শুনতে পায় না। শব্দের কম্পাঙ্ক 20 Hz-এর বেশি এবং 20000 Hz এর কম হলে তবেই মানবকর্ণ উক্ত শব্দ শুনতে পায়। কম্পাঙ্কের এ সীমার ওপর শ্রাব্যতা নির্ভর করে বলে মানবকর্ণের জন্য 20 Hz – 20000 Hz সীমাকে শ্রাব্যতার সীমা বলে। অন্য প্রাণীদের জন্য এই শ্রাব্যতার সীমা আলাদা আলাদা মানের হবে।

প্রশ্ন ১২ বৈদ্যুতিক তারে ঝুলন্ত মরা বাদুড় দেখা যায় কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : বাদুড় শব্দোত্তর কম্পাঙ্কের শব্দ তৈরি করে সামনে ছড়িয়ে দেয়। যদি বাধা পেয়ে শব্দ ফিরে না আসে তবে বুঝতে পারে যে ফাঁকা জায়গা আছে, সেই পথ বরাবর সে উড়ে চলে।অনেক সময়, বৈদ্যুতিক তারের সঠিক অবস্থান নির্ণয় করতে ব্যর্থ হলে সমান্তরাল দুই তারের মধ্য দিয়ে উড়ে চলার সময় যখন ধনাত্মক ও ঋণাত্মক তারে বাদুড়ের শরীরের মাধ্যমে সংযোগ পেয়ে যায় তখন বাদুড়ের শরীরের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় আর সে মারা যায়।এ কারণে মাঝে মধ্যে বৈদ্যুতিক তারে ঝুলন্ত মরা বাদুড় দেখা যায়।

প্রশ্ন ১৩. কোন কোন কারণে শব্দের বেগের পরিবর্তন হয়- ব্যাখ্যা কর।

উত্তর : গ্যাসীয় মাধ্যম অপেক্ষা তরল মাধ্যমে শব্দের বেগ বেশি এবং কঠিন মাধ্যমে সর্বাপেক্ষা বেশি। এছাড়া, বায়ু এবং কার্বন ডাইঅক্সাইড উভয়ে গ্যাসীয় হলেও এদের মধ্যে শব্দের বেগ ভিন্নমানের।
সুতরাং শব্দের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে। তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে নির্দিষ্ট মাধ্যমে শব্দের বেগ বৃদ্ধি পায়। যেমন 0°C তাপমাত্রায় শব্দের বেগ 332 ms-1 হলেও 20°C তাপমাত্রায় তা 344 ms-1 এবং শুষ্ক বাতাস অপেক্ষা আর্দ্র বাতাসে শব্দের বেগ বেশি। 

সুতরাং শব্দের বেগ তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার ওপরও নির্ভর করে।