ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज। ध्वनि तरंग की आवृत्ति, उसकी लंबाई और गति के बीच संबंध

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ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज। ध्वनि तरंग की आवृत्ति, उसकी लंबाई और गति के बीच संबंध
ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज। ध्वनि तरंग की आवृत्ति, उसकी लंबाई और गति के बीच संबंध
Anonim

अब इंटरनेट पर आपकी सुनने की तीक्ष्णता का ऑनलाइन परीक्षण करने के लिए बहुत सारे अवसर हैं। ऐसा करने के लिए, आपको ध्वनि के साथ एक वीडियो शुरू करने की आवश्यकता है, जिसकी आवृत्ति बढ़ रही है। परीक्षण के निर्माता हेडफ़ोन के साथ परीक्षण करने की सलाह देते हैं ताकि बाहरी शोर में हस्तक्षेप न हो। वीडियो में ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज ऐसे उच्च मूल्यों से शुरू होती है जो केवल कुछ ही सुन सकते हैं। इसके अलावा, ध्वनि की आवृत्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है, और वीडियो के अंत में एक ऐसी ध्वनि सुनाई देती है जिसे सुनने वाला व्यक्ति भी सुन सकता है।

वीडियो के दौरान, उपयोगकर्ता को चलाए जा रहे ध्वनि की आवृत्ति का मान दिखाया जाता है। परीक्षण की स्थिति बताती है कि वीडियो को उस समय बंद कर देना चाहिए जब कोई व्यक्ति ध्वनि सुन सकता है। इसके बाद, आपको यह देखना चाहिए कि आवृत्ति किस बिंदु पर रुकी है। इसका मूल्य यह स्पष्ट कर देगा कि सुनवाई सामान्य है, अधिकांश लोगों की तुलना में बेहतर है, या आपको डॉक्टर को देखना चाहिए।कुछ परीक्षणों से पता चलता है कि एक व्यक्ति किस उम्र में कटऑफ आवृत्ति सुन सकता है।

ऑनलाइन हियरिंग टेस्ट
ऑनलाइन हियरिंग टेस्ट

ध्वनि और ध्वनि तरंग क्या है

ध्वनि एक व्यक्तिपरक संवेदना है, लेकिन हम इसे इसलिए सुनते हैं क्योंकि हमारे कान में कुछ वास्तविक मौजूद होता है। यह ध्वनि तरंग है। भौतिक विज्ञानी इस बात में रुचि रखते हैं कि हम जिन संवेदनाओं का अनुभव करते हैं वे ध्वनि तरंग की विशेषताओं से कैसे संबंधित हैं।

बहुत तेज आवाज
बहुत तेज आवाज

ध्वनि तरंगें छोटे आयाम वाली अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंगें होती हैं, जिनकी आवृत्ति रेंज 20 हर्ट्ज -20 किलोहर्ट्ज़ होती है। छोटा आयाम तब होता है जब संपीड़न-दुर्लभ क्रिया के कारण दबाव में परिवर्तन इस माध्यम के दबाव से बहुत कम होता है। हवा में, संपीड़न-दुर्लभकरण के क्षेत्रों में, दबाव में परिवर्तन वायुमंडलीय दबाव की तुलना में बहुत कम होता है। यदि आयाम समान क्रम का है या वायुमंडलीय दबाव से अधिक है, तो ये अब ध्वनि तरंगें नहीं हैं, बल्कि शॉक वेव्स हैं, ये सुपरसोनिक गति से फैलती हैं।

ध्वनि के श्रोता

हमने पहले ही पता लगा लिया है कि ऑडियो फ़्रीक्वेंसी की सीमा क्या है, लेकिन इसकी सीमाओं से परे क्या है? यदि आवृत्ति 20 हर्ट्ज से कम है, तो ऐसी तरंगों को इन्फ्रासोनिक कहा जाता है। यदि 20 kHz से अधिक - ये अल्ट्रासोनिक तरंगें हैं। इन्फ्रा- और अल्ट्रासाउंड दोनों ही श्रवण संवेदनाओं का कारण नहीं बनते हैं। सीमाएँ काफी धुंधली हैं: बच्चे 22-23 kHz सुनते हैं, बड़े लोग 21 kHz सुन सकते हैं, कोई 16 Hz सुन सकता है। यानी जितना छोटा व्यक्ति, उतनी ही अधिक आवृत्ति वह सुन सकता है।

कुत्ते उच्च आवृत्तियों को सुनते हैं। उनकी इस क्षमता का उपयोग प्रशिक्षकों द्वारा किया जाता है, वे अल्ट्रासोनिक को कमांड देते हैंएक सीटी जिसे लोग सुन नहीं सकते। आंकड़ा विभिन्न जानवरों द्वारा धारणा के लिए उपलब्ध आवृत्ति श्रेणियों को दर्शाता है।

विभिन्न जानवरों की कथित आवृत्तियों की सीमा
विभिन्न जानवरों की कथित आवृत्तियों की सीमा

पुलिस की बंदूक की तरह आवाज

आइए एक ऐसे मामले का उदाहरण देते हैं जो दर्शाता है कि किसी व्यक्ति द्वारा सुनाई जाने वाली ध्वनि आवृत्तियों की सीमा अनुमानित है और व्यक्तिगत विशेषताओं पर निर्भर करती है।

वाशिंगटन में, पुलिस ने युवाओं को अहिंसक तरीके से तितर-बितर करने का एक तरीका खोजा। लड़के-लड़कियां लगातार एक मेट्रो स्टेशन के पास जमा होते थे और बातें करते थे। अधिकारियों को लगा कि उनका लक्ष्यहीन शगल दूसरों के साथ हस्तक्षेप करता है, क्योंकि बहुत सारे लोग प्रवेश द्वार पर जमा हो जाते हैं। पुलिस ने एक मच्छर उपकरण स्थापित किया जो 17.5 kHz की आवृत्ति पर ध्वनि उत्सर्जित करता था। यह उपकरण कीड़ों को पीछे हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन निर्माताओं ने आश्वासन दिया है कि इस आवृत्ति की ध्वनि तरंगें केवल 13 वर्ष से कम उम्र के किशोरों द्वारा ही महसूस की जाती हैं और 25 वर्ष से अधिक उम्र की नहीं होती हैं।

अल्ट्रासोनिक रिपेलर
अल्ट्रासोनिक रिपेलर

डिवाइस की बदौलत युवाओं से छुटकारा पाना संभव हुआ, लेकिन एक 28 वर्षीय व्यक्ति ने आवाज सुनी और नगर प्रशासन से शिकायत की। स्थानीय अधिकारियों को डिवाइस का इस्तेमाल बंद करना पड़ा।

तरंग दैर्ध्य रेंज

विभिन्न वातावरणों में ध्वनि आवृत्ति तरंगों की अलग-अलग विशेषताएं होती हैं। तरंग के प्रसार की लंबाई और गति भिन्न होती है। हवा में (कमरे के तापमान पर) गति 340 मीटर/सेकेंड है।

उन तरंगों पर विचार करें जिनकी आवृत्तियों हमारे लिए श्रव्य सीमा में हैं। उनकी न्यूनतम लंबाई 17 मिमी, अधिकतम 17 मीटर है। सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य वाली ध्वनि अल्ट्रासाउंड के कगार पर है, और सबसे बड़ी के साथ -निकट इन्फ्रासाउंड।

ध्वनि तरंग गति

ऐसा माना जाता है कि प्रकाश तुरंत यात्रा करता है, लेकिन ध्वनि को यात्रा करने में एक निश्चित समय लगता है। वास्तव में, प्रकाश की भी गति होती है, यह केवल सीमा है, प्रकाश से तेज, कुछ भी नहीं चलता है। जहां तक ध्वनि का संबंध है, हवा में इसका प्रसार सबसे अधिक रुचि रखता है, हालांकि सघन मीडिया में ध्वनि तरंग की गति बहुत अधिक होती है। एक आंधी पर विचार करें: पहले हम बिजली की चमक देखते हैं, फिर हम गड़गड़ाहट का एक रोल सुनते हैं। ध्वनि में देरी होती है क्योंकि इसकी गति प्रकाश की गति से कई गुना धीमी होती है। पहली बार, एक मस्कट शॉट और ध्वनि के बीच के समय अंतराल को ठीक करके ध्वनि की गति को मापा गया था। फिर उन्होंने उपकरण और शोधकर्ता के बीच की दूरी ली और इसे ध्वनि के "देरी" के समय से विभाजित कर दिया।

इस विधि के दो नुकसान हैं। सबसे पहले, यह स्टॉपवॉच की त्रुटि है, विशेष रूप से ध्वनि स्रोत के निकट दूरी पर। दूसरे, यह प्रतिक्रिया की गति है। इस माप के साथ, परिणाम सटीक नहीं होंगे। गति की गणना करने के लिए, किसी विशेष ध्वनि की ज्ञात आवृत्ति लेना अधिक सुविधाजनक होता है। एक आवृत्ति जनरेटर है, एक उपकरण जिसमें 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ तक की ऑडियो आवृत्तियों की सीमा होती है।

ऑडियो फ्रीक्वेंसी जेनरेटर
ऑडियो फ्रीक्वेंसी जेनरेटर

इसे वांछित आवृत्ति पर चालू किया जाता है, प्रयोग के दौरान तरंगदैर्घ्य मापा जाता है। दोनों मानों को गुणा करके, ध्वनि की गति प्राप्त करें।

हाइपरसोनिक

तरंगदैर्घ्य की गणना गति को आवृत्ति से विभाजित करके की जाती है, इसलिए जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, तरंगदैर्घ्य कम होता जाता है। इतनी उच्च आवृत्ति के दोलन बनाना संभव है कि तरंगदैर्घ्य लंबाई के परिमाण के समान क्रम का होगावायु जैसे गैस के अणुओं का मुक्त पथ। यह हाइपरसाउंड है। यह अच्छी तरह से फैलता नहीं है, क्योंकि हवा को अब निरंतर माध्यम नहीं माना जाता है, क्योंकि तरंग दैर्ध्य नगण्य है। सामान्य परिस्थितियों में (वायुमंडलीय दबाव पर), अणुओं का औसत मुक्त पथ 10-7 मीटर है। तरंग आवृत्तियों की सीमा क्या है? वे ध्वनि नहीं हैं, क्योंकि हम उन्हें नहीं सुनते हैं। यदि हम हाइपरसाउंड की आवृत्ति की गणना करते हैं, तो यह पता चलता है कि यह 3×109 हर्ट्ज और उच्चतर है। हाइपरसाउंड को गीगाहर्ट्ज़ (1 गीगाहर्ट्ज़=1 बिलियन हर्ट्ज) में मापा जाता है।

किसी ध्वनि की आवृत्ति उसकी पिच को कैसे प्रभावित करती है

ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज पिच रेंज को प्रभावित करती है। हालांकि पिच एक व्यक्तिपरक संवेदना है, यह ध्वनि की उद्देश्य विशेषता, आवृत्ति से निर्धारित होती है। उच्च आवृत्तियाँ उच्च ध्वनि उत्पन्न करती हैं। क्या ध्वनि की पिच तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करती है? बेशक, गति, आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य सभी संबंधित हैं। हालाँकि, एक ही आवृत्ति की ध्वनि की अलग-अलग वातावरण में अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होगी, लेकिन इसे उसी तरह से माना जाएगा।

हमें आवाज सुनाई देती है क्योंकि दबाव में बदलाव के कारण हमारे ईयरड्रम में कंपन होता है। दबाव एक ही आवृत्ति के साथ बदलता है, इसलिए इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि तरंग दैर्ध्य अलग-अलग मीडिया में भिन्न होता है। एक ही आवृत्ति के कारण, हम ध्वनि को उच्च या निम्न मानेंगे, यहां तक कि पानी में, यहां तक कि हवा में भी। जल में ध्वनि की चाल 1.5 किमी/सेकण्ड होती है, जो वायु की अपेक्षा लगभग 5 गुना अधिक होती है, अतः तरंगदैर्घ्य बहुत अधिक होता है। लेकिन अगर शरीर दोनों वातावरणों में समान आवृत्ति (जैसे, 500 हर्ट्ज) पर कंपन करता है, तो पिच समान होगी।

ऐसी आवाजें हैं जिनमें नहीं होतीपिच, उदाहरण के लिए, ध्वनि "श्ह्ह्ह"। उनकी आवृत्ति में उतार-चढ़ाव आवधिक नहीं, बल्कि अराजक होते हैं, इसलिए हम उन्हें शोर के रूप में देखते हैं।

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