শব্দ তরঙ্গ সূত্র

উদাহরণ প্রশ্ন এবং শব্দ তরঙ্গের সূত্রাবলী

শব্দের তীব্রতা

১. কোনো শব্দের তীব্রতার মাত্রা কিসের লগারিদমিক মান নির্দেশ করে…

1. কোনো স্থানের শক্তি এবং একটি শব্দ উৎস দ্বারা উৎপাদিত শক্তির মধ্যে তুলনা
2. প্রতি একক পৃষ্ঠতলে শব্দের তীব্রতা
3. উৎস থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে শব্দের তীব্রতা
4. শব্দের তীব্রতা এবং মানুষের শ্রবণসীমার তীব্রতার মধ্যে তুলনা

আলোচনা

শব্দের তীব্রতা স্তরের সূত্র:
সূত্রের বিবরণ: TI = তীব্রতার মাত্রা, I = শব্দের তীব্রতা, I_o = মানুষের শ্রবণসীমার তীব্রতা = 10^-12 ওয়াট / মি²
উপরোক্ত সূত্রের ভিত্তিতে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে, কোনো শব্দের তীব্রতার মাত্রা হলো সেই শব্দের তীব্রতা এবং মানুষের শ্রবণসীমার তীব্রতার মধ্যকার তুলনার লগারিদমিক মান।
সঠিক উত্তরটি হলো D।

২. একটি শব্দের তীব্রতা হলো 6 x 10 ^-6 W/cm ² । যদি তীব্রতার মাত্রা 10 dB বাড়ানো হয়, তাহলে তীব্রতা হবে…

1. 6 X 10^-5 ডাব্লু / সেমি²
2. 6 X 10^-7 ডাব্লু / সেমি²
3. 3 X 10^-6 ডাব্লু / সেমি²
4. 12 X 10^-6 ডাব্লু / সেমি²

আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
তীব্রতা (I) = 6 x 10^-6 ডাব্লু / সেমি²
প্রান্তিক তীব্রতা (I_o) = 10টি^-12 ওয়াট / মি² = 10^-12 ডাব্লিউ/১০⁴ cm² = 10^-16 ডাব্লু / সেমি²
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: যদি TI 10 dB বাড়ানো হয় তাহলে I হবে…
উত্তর :
শব্দের তীব্রতা 10 ওয়াট/মিটার বৃদ্ধি² = 10^-3 ডাব্লু / সেমি² শব্দের তীব্রতার মাত্রা ১০ ডিবি বৃদ্ধি করার সমতুল্য।² ওয়াট / মি² = 10^-2 ডাব্লু / সেমি² যা শব্দের তীব্রতার মাত্রা ২০ ডিবি বৃদ্ধি করার সমতুল্য। এবং এভাবেই চলতে থাকে।

যদি তীব্রতার মাত্রা 10 dB বাড়ানো হয়, তাহলে তীব্রতা 10 বেড়ে যায়।^-3 ডাব্লু / সেমি²সুতরাং তীব্রতা হবে (6 x 10^-6 ডাব্লু / সেমি²) + (২^-4 ডাব্লু / সেমি²) = (6 x 10^-6 ডাব্লু / সেমি²) + (100 x 10^-6 ডাব্লু / সেমি²) = ১০০ x ১২^-6 ডাব্লু / সেমি².
এর কোনো সঠিক উত্তর নেই।

শব্দ তরঙ্গের অনুরণন

১৬. নিচের ছবিটি দেখো!
বিটার দ্বারা টিউনিং ফর্ক A কম্পিত হওয়ার পর, টিউনিং ফর্ক B-ও কম্পিত হয়। এই ঘটনাটি ঘটে কারণ…

1. টিউনিং ফর্ক A-এর বিস্তার টিউনিং ফর্ক B-এর বিস্তারের সমান।
2. উভয় টিউনিং ফর্কেই একই রেজোন্যান্স বক্স ব্যবহার করা হয়।
3. টিউনিং ফর্ক B-এর কম্পাঙ্ক টিউনিং ফর্ক A-এর কম্পাঙ্কের সমান।
4. উভয় টিউনিং ফর্ক থেকে উৎপন্ন শব্দের রঙ একই।

আলোচনা
বিটার দ্বারা কম্পিত হওয়ার পর, টিউনিং ফর্ক A তার চারপাশের বাতাসকে কম্পিত করে, ফলে বাতাসও একই কম্পাঙ্কে কম্পিত হয়। এরপর সেই বাতাস টিউনিং ফর্ক B-কে কম্পিত করে। টিউনিং ফর্ক B-ও মূলত তার স্বাভাবিক কম্পাঙ্কে কম্পিত হতে থাকে, কিন্তু এর কম্পন বিস্তার খুবই কম হওয়ায় তা খালি চোখে দেখা যায় না। যেহেতু টিউনিং ফর্ক B-এর স্বাভাবিক কম্পাঙ্ক, বাতাসের কম্পন কম্পাঙ্ক এবং টিউনিং ফর্ক A-এর কম্পাঙ্কের সমান, তাই বায়ুর অণুগুলো টিউনিং ফর্ক B-এর কম্পন বিস্তার বাড়িয়ে দেয়। যেহেতু এর কম্পন বিস্তার খালি চোখে দেখা যায়, তাই টিউনিং ফর্ক B-কে কম্পিত বলে মনে হয়।
সঠিক উত্তরটি হলো C।

৪. একটি রেজোন্যান্স টিউব প্রথমবার একটি জোরালো গুঞ্জন শব্দ উৎপন্ন করে যখন বায়ুস্তম্ভের দৈর্ঘ্য ১৭ সেমি এবং দ্বিতীয়বার একটি জোরালো গুঞ্জন শব্দ উৎপন্ন করে যখন বায়ুস্তম্ভের দৈর্ঘ্য ৫১ সেমি। যদি ব্যবহৃত টিউনিং ফর্কের কম্পাঙ্ক ৫০০ হার্জ হয়, তবে টিউবটির মধ্যে বায়ু সঞ্চালনের গতি হলো…

1. 138 মি / সে
2. 230 মি / সে
3. 340 মি / সে
4. 461 মি / সে

আলোচনা
রেজোন্যান্স টিউবটির আকৃতি এমন যে এর এক প্রান্ত খোলা এবং অন্য প্রান্ত বন্ধ, যাতে শীর্ষবিন্দু এবং অ্যান্টিনোড বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্ব যথাক্রমে সর্বনিম্ন টিউব দৈর্ঘ্যের সমান হয় = ¼ λ = λ/4।
সিলিন্ডারের দৈর্ঘ্যের সূত্র:
খোলা প্রান্ত এবং বন্ধ প্রান্তের রেজোন্যান্স টিউবের নোডাল পয়েন্ট ও অ্যান্টিনোডের মধ্যবর্তী দূরত্ব তখনই শর্ত পূরণ করে যখন n একটি বিজোড় সংখ্যা হয়।   
 
n এর জন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য₁ = ৩ এবং L = ০.৫১ মিটার :
n এর জন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য₂ = ৩ এবং L = ০.৫১ মিটার :
সঠিক উত্তরটি হলো C।

শব্দ তরঙ্গের গতি

৫. সমুদ্রের গভীরতা পরিমাপ করার জন্য, একটি জাহাজ সমুদ্রতলের দিকে আলট্রাসনিক তরঙ্গ নির্গত করে। ১২ সেকেন্ড পরে জাহাজের একটি ডিটেক্টর দ্বারা প্রতিফলিত তরঙ্গগুলো গ্রহণ করা হয়। যদি পানিতে আলট্রাসনিক তরঙ্গের গতিবেগ ১২০০ মি/সে হয়, তাহলে সমুদ্রের গভীরতা হবে…

1. ৪৯৯৯৩ কিমি
2. ৪৯৯৯৩ কিমি
3. ৪৯৯৯৩ কিমি
4. ৪৯৯৯৩ কিমি

আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
প্রতিফলিত তরঙ্গটি জাহাজের ডিটেক্টর দ্বারা ১২ সেকেন্ডে গৃহীত হয়। সুতরাং, আসা-যাওয়ার মোট সময় হলো ১২ সেকেন্ড।
সময় ব্যবধান (t) = ১২ সেকেন্ড / ২ = ৬ সেকেন্ড
জলে অতিস্বনক তরঙ্গের গতি (v) = ১২০০ মি/সে
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: সমুদ্রের গভীরতা (s)
উত্তর :
সমুদ্রের গভীরতা (গুলি):
s = vt
s = (১২০০ মিটার/সেকেন্ড)(৬ সেকেন্ড) = ৭২০০ মিটার = ৭.২ কিলোমিটার
সঠিক উত্তরটি হলো A।

৬. বিদ্যুৎ চমকানোর ৮ সেকেন্ড পর বজ্রপাতের শব্দ শোনা যায়। যদি আলোর গতিবেগ ৩ x ১০⁸ ^মি /সে এবং বাতাসে শব্দের গতিবেগ ৩৪০ মি/সে হয়, তবে বজ্রপাতের উৎস এবং শ্রোতার মধ্যে দূরত্ব আনুমানিক কত হতে পারে…

1. ৪৯৯৯৩ কিমি
2. ৪৯৯৯৩ কিমি
3. ৪৯৯৯৩ কিমি
4. ৪৯৯৯৩ কিমি

আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
শব্দ গতির সময়কাল (t) = ৮ সেকেন্ড
আলোর গতি (v light) = 3 x 10⁸ মিটার/সেকেন্ড
বাতাসে শব্দের গতি (v sound) = ৩৪০ মিটার/সেকেন্ড
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: বজ্রপাতের উৎস এবং শ্রোতার মধ্যে দূরত্ব
উত্তর :
আলোর গতি এতটাই বেশি যে, বজ্রপাতের উৎপত্তি এবং বজ্রপাতের আবির্ভাব একই সময়ে ঘটে বলে ধরে নেওয়া যেতে পারে।
বজ্রপাতের উৎস থেকে শ্রোতার দূরত্ব:
s = vt = (৩৪০ মিটার/সেকেন্ড)(৮ সেকেন্ড) = ২৭২০ মিটার = ২.৭২ কিমি
সঠিক উত্তরটি হলো B।

৭. একটি নির্দিষ্ট স্থানে, একজন পর্যবেক্ষক বিদ্যুৎ চমকানোর ১৬.২ সেকেন্ড পরে বজ্রপাতের শব্দ শুনতে পান। যদি বাতাসে আলোর গতি 3 x 10⁸ ^মি /সে এবং সেই সময়ে বাতাসে শব্দের গতি 343 মি/সে হয়, তবে বিদ্যুৎ চমকানোর স্থান এবং পর্যবেক্ষকের মধ্যে আনুমানিক দূরত্ব প্রায় কত?

1. ৪৯৯৯৩ কিমি
2. ৪৯৯৯৩ কিমি
3. ৪৯৯৯৩ কিমি
4. ৪৯৯৯৩ কিমি

আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
শব্দ গতির সময়কাল (t) = ৮ সেকেন্ড
আলোর গতি (v light) = 3 x 10⁸ মিটার/সেকেন্ড
বাতাসে শব্দের গতি (v sound) = ৩৪০ মিটার/সেকেন্ড
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: বজ্রপাতের স্থান এবং পর্যবেক্ষকের মধ্যে দূরত্ব
উত্তর :
আলোর গতি এতটাই বেশি যে, বজ্রপাতের উৎপত্তি এবং বজ্রপাতের আবির্ভাব একই সময়ে ঘটে বলে ধরে নেওয়া যেতে পারে।
বজ্রপাতের উৎস থেকে শ্রোতার দূরত্ব:
s = vt = (৩৪০ মিটার/সেকেন্ড)(৮ সেকেন্ড) = ২৭২০ মিটার = ২.৭২ কিমি
সঠিক উত্তরটি হলো A।

শব্দ তরঙ্গের কম্পাঙ্ক

৮. গিটারের তার থেকে উৎপন্ন C নোট এবং পিয়ানো থেকে উৎপন্ন C নোটের মধ্যে এই বিষয়ে সাদৃশ্য রয়েছে যে…

1. শব্দের কম্পাঙ্ক
2. শব্দের রঙ
3. শব্দের বিস্তার
4. শব্দের তীব্রতা

আলোচনা
গিটারের তারের 'C' নোট এবং পিয়ানোর 'C' নোটের মধ্যে ধ্বনি কম্পাঙ্ক বা তীক্ষ্ণতার দিক থেকে সাদৃশ্য রয়েছে।
সঠিক উত্তরটি হলো A।

শব্দ তরঙ্গের বিস্তার

৯. দিনের বেলায়, ভূপৃষ্ঠের নিকটবর্তী বায়ুর তাপমাত্রা ভূপৃষ্ঠ থেকে দূরবর্তী বায়ুর তাপমাত্রার চেয়ে বেশি থাকে। রাতে এর বিপরীত ঘটে; ভূপৃষ্ঠের নিকটবর্তী বায়ুর তাপমাত্রা ভূপৃষ্ঠ থেকে দূরবর্তী বায়ুর তাপমাত্রার চেয়ে কম থাকে। অতএব…

1. দিনের বেলায় শব্দ আনুভূমিকের চেয়ে ঊর্ধ্বমুখীভাবে বেশি ভ্রমণ করে।
2. রাতে, শব্দ আনুভূমিকের চেয়ে ঊর্ধ্বমুখী পথে বেশি ভ্রমণ করে।
3. দিন হোক বা রাত, শব্দ সব দিকেই ছড়িয়ে পড়ে।
4. দিনরাত, শব্দ ওপরের দিকে যাওয়ার চেয়ে আনুভূমিকভাবে বেশি ভ্রমণ করে।

আলোচনা
দিনের বেলায়, ভূপৃষ্ঠ থেকে দূরের বাতাসের চেয়ে ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি বাতাসের তাপমাত্রা বেশি থাকে। অন্য কথায়, দিনের বেলায় ভূপৃষ্ঠ থেকে দূরের বাতাসের চেয়ে ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি বাতাস বেশি গরম থাকে। গরম বাতাসের ঘনত্ব কম হওয়ায় তা আরও সহজে উপরের দিকে উঠে যায়। সুতরাং, দিনের বেলায় বাতাস বেশি উপরের দিকে চলাচল করে। শব্দ বাতাসের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয় এবং এটি সব দিকেই যায়। তবে, দিনের বেলায় বাতাস বেশি উপরের দিকে চলাচল করার কারণে শব্দও বেশি উপরের দিকে যায়।

এর বিপরীতে, রাতে বাতাস ততটা উপরের দিকে ওঠে না, তাই শব্দও ততটা উপরের দিকে যায় না। এই কারণেই রাতে দূরের শব্দ শোনা যায়, অথচ দিনের বেলায় দূরের শব্দ শোনা কঠিন হয়।
সঠিক উত্তরটি হলো A।