ధ్వని (Sound)

ధ్వని (Sound) మన జీవితంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఒకరితో ఒకరు సంభాషించుకోవడానికి ధ్వని సహాయపడుతుంది. చుట్టూ రకరకాల శబ్దాలు వినిపిస్తూ ఉంటాయి.

అధ్యాయం ప్రారంభంలో గుర్తించిన రోజువారీ ఉదాహరణలు

• పాఠశాలలో పీరియడ్ ముగిసిందని గంట శబ్దం ద్వారా తెలుస్తుంది.
• తలుపు తట్టిన శబ్దం లేదా కాలింగ్ బెల్ శబ్దం వల్ల ఎవరో వచ్చారని తెలుస్తుంది.
• అడుగుల చప్పుడు వినే ఎవరు దగ్గరకు వస్తున్నారో ఊహించవచ్చు.
• దాగుడుమూతల ఆటలో కళ్లకు గంతలు కట్టిన వ్యక్తి శబ్దాన్ని బట్టే ఎవరు దగ్గరగా ఉన్నారో గుర్తిస్తాడు.
• సంగీత గదిలో వేణువు (Flute), తబలా (Tabla), హార్మోనియం (Harmonium), సితార్ (Sitar) వంటి వాయిద్యాల ధ్వనులు వినిపిస్తాయి.

ఈ అధ్యాయంలో చర్చించే ప్రశ్నలు

1. ధ్వని ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుంది?
2. ధ్వని ఒక చోటి నుంచి మరో చోటికి ఎలా ప్రయాణిస్తుంది?
3. మనం ధ్వనిని ఎలా వింటాం?
4. కొన్ని ధ్వనులు ఇతర ధ్వనుల కంటే ఎందుకు గట్టిగా ఉంటాయి?

అభ్యసన లక్ష్యాలు (పాఠ్యపుస్తకం ప్రకారం)

• ధ్వని ఉత్పత్తి, ప్రసరణ ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడం.
• పౌనఃపున్యం (Frequency) ఆధారంగా వినబడే (Audible), వినబడని (Inaudible) ధ్వనులను వర్గీకరించడం.
• ధ్వని ప్రసరణకు యానకం (Medium) అవసరమని నిర్ధారించడం.
• మానవ చెవి పనితీరును వివరించడం.
• అధిక పౌనఃపున్యం, అల్ప పౌనఃపున్యం ఉన్న ధ్వనులకు ఉదాహరణలు ఇవ్వడం.

అధ్యాయ కీలక పదాలు (Keywords) ఆయామం (Amplitude), కర్ణభేరి (Eardrum), పౌనఃపున్యం (Frequency), హెర్ట్జ్ (Hz), తీవ్రత (Loudness), శబ్దం (Noise), డోలనం (Oscillation), పిచ్ (Pitch), ఆవర్తన కాలం (Time period), కంపనం (Vibration), స్వరపేటిక (Larynx / Voice box), శ్వాసనాళం (Windpipe).

ఈ అధ్యాయం ఫిజికల్ సైన్స్ సెమిస్టర్–2లో 5వ అధ్యాయం (నవంబర్ నెలకు కేటాయించినది).

ముందుగా తెలుసుకున్న ప్రకారం, ఒక వస్తువు అటూ ఇటూ (to and fro) కదలడాన్ని కంపనం (Vibration) అంటారు. ఏ వస్తువైనా కంపించినప్పుడే ధ్వని పుడుతుంది.

కార్యకలాపాల ఫలితాలు

• పాఠశాల గంట:
  1. ధ్వనిస్తున్నప్పుడు తాకితే కంపనాలు తెలుస్తాయి. (కార్యకలాపం 5.1) లోహపు పళ్లెం లేదా పాన్‌ను గోడకు తగలకుండా వేలాడదీసి కర్రతో కొడితే శబ్దం వస్తుంది
  2. వేలితో మెల్లగా తాకితే కంపనాలు తెలుస్తాయి.
• కొట్టిన వెంటనే పళ్లాన్ని గట్టిగా పట్టుకుంటే కంపనం ఆగిపోతుంది, ధ్వని కూడా ఆగిపోతుంది. ధ్వని ఆగిన తర్వాత తాకితే కంపనాలు ఉండవు.
• కార్యకలాపం 5.2: పెన్సిల్ బాక్స్ చుట్టూ రబ్బరు బ్యాండ్ బిగించి, రెండు పెన్సిళ్లను మధ్యలో ఉంచి మీటితే శబ్దం వస్తుంది. బ్యాండ్ కంపిస్తుంది. కంపనం ఆగితే శబ్దం ఉండదు.
• కార్యకలాపం 5.3:
  1. లోహపు గిన్నెలో నీరు పోసి అంచు వద్ద చెంచాతో కొడితే శబ్దం వస్తుంది
  2. నీటి ఉపరితలంపై తరంగాలు (Waves) కనిపిస్తాయి. గిన్నెను పట్టుకుని ఆపితే తరంగాలు ఆగిపోతాయి. ఇది ధ్వని, కంపనాల మధ్య సంబంధాన్ని సూచిస్తుంది.

నిర్ధారణ

• కంపించే వస్తువు ధ్వనిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
• కొన్ని సందర్భాల్లో కంపనాలు కంటికి స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. చాలా సందర్భాల్లో వాటి ఆయామం (Amplitude) చాలా తక్కువగా ఉండటం వల్ల కనిపించవు, కానీ తాకి అనుభవించవచ్చు.

కార్యకలాపం 5.4 – ఏక్తార (Ektara) తయారీ బోలు కొబ్బరి చిప్ప లేదా మట్టి కుండతో ఏక్తార అనే వాయిద్యం తయారు చేసి, కంపించే భాగాన్ని గుర్తించవచ్చు.

పట్టిక 5.1 (సంగీత వాయిద్యం – కంపించే భాగం) పాఠ్యపుస్తకంలో వీణ, తబలా వరుసలు మాత్రమే స్పష్టంగా ముద్రితమై ఉన్నాయి; మిగతా వరుసలు చదవడానికి వీలుగా లేవు, వాటిని ఊహించి ఇవ్వలేదు.

పట్టికలో ఇచ్చిన ఉదాహరణలు

• వీణ (Veena): సాగదీసిన తీగ (Stretched string) కంపిస్తుంది.
• తబలా (Tabla): సాగదీసిన పొర (Stretched membrane) కంపిస్తుంది.

కంపనం గురించి ముఖ్య విషయాలు

• సితార్ తీగను మీటినప్పుడు వినిపించే శబ్దం కేవలం తీగది కాదు
• మొత్తం వాయిద్యం కంపిస్తుంది, ఆ మొత్తం వాయిద్యం కంపనం వల్ల వచ్చిన ధ్వనినే మనం వింటాం.
• అలాగే మృదంగం (Mridangam) పొరను కొట్టినప్పుడు వినిపించేది పొర ధ్వని మాత్రమే కాదు, వాయిద్యం మొత్తం శరీరం ధ్వని.
• మంజీర (Manjira – సింబల్స్), ఘటం (Ghatam), నూట్ (Noot – మట్టి కుండలు), కర్తాల్ (Kartal) వంటి వాయిద్యాలను కేవలం కొట్టి లేదా తాకించి వాయిస్తారు. ఇవి దేశంలోని అనేక ప్రాంతాల్లో వాడతారు.

కార్యకలాపం 5.5 – జలతరంగ్ (Jaltarang) 6–8 గిన్నెలు/టంబ్లర్లలో ఒక చివర నుంచి మరో చివరకు క్రమంగా నీటి మట్టం పెంచుతూ పోసి, పెన్సిల్‌తో మెల్లగా వరుసగా కొడితే వినసొంపైన స్వరాలు వస్తాయి; దీనినే జలతరంగ్ అంటారు.

అదనపు సమాచారం (పాఠ్యపుస్తకంలో లేనివి, సాధారణ పరీక్ష వాస్తవాలు)

• ఇతర వాయిద్యాల్లో కంపించే భాగాలు:
  1. డోలక్ – సాగదీసిన పొర
  2. సితార్ – తీగలు
  3. వేణువు (Flute) – లోపలి గాలి స్తంభం (Air column).
• జలతరంగ్‌లో నీరు ఎక్కువున్న గిన్నె తక్కువ పౌనఃపున్యంతో కంపించి తక్కువ పిచ్ ధ్వని ఇస్తుంది.

మనం గట్టిగా మాట్లాడినప్పుడు, పాట పాడినప్పుడు లేదా తేనెటీగలా ఝుమ్మని శబ్దం చేసినప్పుడు గొంతుపై చేయి ఉంచితే కంపనాలు తెలుస్తాయి.

స్వరపేటిక (Voice box / Larynx)

• మానవుల్లో ధ్వనిని ఉత్పత్తి చేసేది స్వరపేటిక (Larynx).
• మింగినప్పుడు కదిలే గట్టి ఉబ్బు గొంతుపై తెలుస్తుంది
• ఇదే స్వరపేటిక.
• ఇది శ్వాసనాళం (Windpipe) పై చివర ఉంటుంది.
• స్వరపేటికలో రెండు స్వర తంత్రులు (Vocal cords) అడ్డంగా సాగి ఉంటాయి
• వాటి మధ్య గాలి వెళ్లడానికి సన్నని సందు (Slit) ఉంటుంది.

ధ్వని ఎలా పుడుతుంది?

• ఊపిరితిత్తులు (Lungs) గాలిని ఆ సందు గుండా నెడతాయి
• అప్పుడు స్వర తంత్రులు కంపించి ధ్వని పుడుతుంది.
• స్వర తంత్రులకు అనుబంధంగా ఉన్న కండరాలు వాటిని బిగుతుగా (tight) లేదా వదులుగా (loose) చేయగలవు.
• తంత్రులు బిగుతుగా, సన్నగా ఉన్నప్పుడు వచ్చే స్వరం రకం, తంత్రులు వదులుగా, మందంగా ఉన్నప్పుడు వచ్చే స్వరం కంటే భిన్నంగా ఉంటుంది.

కార్యకలాపం 5.6 – నమూనా సమాన పరిమాణం ఉన్న రెండు రబ్బరు పట్టీలను ఒకదానిపై ఒకటి ఉంచి బిగించి, వాటి మధ్య గాలి ఊదితే ధ్వని వస్తుంది. అదే విధంగా ఒక సన్నని సందు ఉన్న కాగితాన్ని వేళ్ల మధ్య పట్టుకుని ఊదినా ధ్వని వస్తుంది.

స్వర తంత్రులు ఇలాగే పనిచేస్తాయి.

స్వర తంత్రుల పొడవు

• పురుషుల్లో స్వర తంత్రులు సుమారు 20 mm పొడవు.
• స్త్రీల్లో సుమారు 15 mm.
• పిల్లల్లో చాలా చిన్నవి.
• అందుకే పురుషులు, స్త్రీలు, పిల్లల స్వరాలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి.

అదనపు సమాచారం (పాఠ్యపుస్తకంలో లేదు): గొంతుపై కనిపించే ఉబ్బును "ఆడమ్స్ ఆపిల్" అని కూడా అంటారు.

దూరంగా నిలబడ్డ స్నేహితుడిని పిలిస్తే అతనికి ధ్వని వినిపిస్తుంది. ధ్వని ఒక చోటి నుంచి మరో చోటికి ప్రసరించడం (Propagation) ఎలా జరుగుతుంది అనే ప్రశ్నకు కార్యకలాపం 5.7 సమాధానం ఇస్తుంది.

కార్యకలాపం 5.7 – సెల్ ఫోన్, టంబ్లర్ ప్రయోగం

• పొడిగా ఉన్న లోహపు లేదా గాజు టంబ్లర్‌లో సెల్ ఫోన్ ఉంచి (నీటిలో ఉంచకూడదు), మరో ఫోన్ నుంచి రింగ్ ఇవ్వాలి
• రింగ్ ధ్వని వినబడుతుంది.
• టంబ్లర్ అంచు చుట్టూ చేతులు ఉంచి, నోటిని చేతుల మధ్య ఖాళీపై ఆనించి, టంబ్లర్‌లోని గాలిని పీల్చుతూ రింగ్ వినాలి.
• గాలిని పీల్చే కొద్దీ ధ్వని మందగిస్తుంది (fainter). నోరు తీసేస్తే మళ్లీ గట్టిగా వినబడుతుంది.
• టంబ్లర్‌లోని గాలి మొత్తాన్ని తీసేయగలిగితే ఏ ధ్వనీ వినబడదు.

నిర్ధారణ

• ధ్వని ప్రయాణించడానికి యానకం (Medium) అవసరం.
• ఒక పాత్ర నుంచి గాలిని పూర్తిగా తొలగిస్తే అందులో శూన్యం (Vacuum) ఉందని అంటారు.
• శూన్యం గుండా ధ్వని ప్రయాణించదు.
• యానకం వాయువు (Gas), ద్రవం (Liquid) లేదా ఘనం (Solid) కావచ్చు.

అదనపు సమాచారం (పాఠ్యపుస్తకంలో లేదు): అంతరిక్షంలో దాదాపు గాలి లేదు, కాబట్టి అక్కడ ధ్వని ప్రయాణించదు. ధ్వని తరంగాలు కాంతిలా కాకుండా యానక కణాల కంపనాల ద్వారా ప్రయాణిస్తాయి.

ధ్వని వాయువుల్లో ప్రయాణిస్తుందని చూశాం. ద్రవాలు, ఘనాల్లో కూడా ప్రయాణిస్తుందా అని రెండు కార్యకలాపాలు పరీక్షిస్తాయి.

కార్యకలాపం 5.8 – ద్రవంలో ధ్వని

• బకెట్ లేదా బాత్‌టబ్‌లో శుభ్రమైన నీరు నింపి, చిన్న గంటను నీటి లోపల కదిలించి శబ్దం పుట్టించాలి (గంట బకెట్ గోడను తాకకూడదు).
• నీటి ఉపరితలంపై చెవిని మెల్లగా ఉంచితే (చెవిలోకి నీరు వెళ్లకుండా జాగ్రత్త) గంట శబ్దం వినబడుతుంది.
• అంటే ధ్వని ద్రవాల గుండా ప్రయాణిస్తుంది. తిమింగలాలు (Whales), డాల్ఫిన్లు నీటి లోపల ఇలాగే సంభాషించుకుంటాయేమో అని పాఠ్యపుస్తకంలో సూచన ఉంది.

కార్యకలాపం 5.9 – ఘనంలో ధ్వని

• మీటరు స్కేలు లేదా పొడవైన లోహపు కడ్డీ ఒక చివరను చెవికి ఆనించి, మరో చివరను స్నేహితుడు మెల్లగా గీకినా తట్టినా ధ్వని వినబడుతుంది. ఇతరులకు అదే ధ్వని వినబడదు.
• పొడవైన చెక్క లేదా లోహపు బల్ల ఒక చివర చెవి ఉంచి, మరో చివర గీకిన శబ్దం కూడా వినబడుతుంది.
• ఇందువల్ల చెక్క, లోహం – వీటి గుండా ధ్వని ప్రయాణిస్తుంది
• నిజానికి ఏ ఘనం గుండానైనా ప్రయాణించగలదు.
• దారాల (Strings) ద్వారా కూడా ధ్వని ప్రయాణిస్తుంది
• బొమ్మ టెలిఫోన్ (Toy telephone) దీనికి ఉదాహరణ.

సారాంశం

• ధ్వని ప్రయాణించగల యానకం: వాయువు, ద్రవం, ఘనం.
• శూన్యం మినహా ధ్వని అన్ని పదార్థాల్లో ప్రయాణిస్తుంది.

బయటి చెవి ఆకారం గరాటు (Funnel) లాంటిది. ధ్వని అందులోకి ప్రవేశించి ఒక నాళం గుండా వెళ్తుంది; ఆ నాళం చివర సన్నని సాగదీసిన పొర ఉంటుంది, దానిని కర్ణభేరి (Eardrum) అంటారు.

కార్యకలాపం 5.10 – కర్ణభేరి నమూనా

• ప్లాస్టిక్ లేదా టిన్ డబ్బా రెండు చివరలు కత్తిరించి, ఒక చివరపై బెలూన్ రబ్బరును సాగదీసి రబ్బరు బ్యాండ్‌తో బిగించాలి.
• ఆ రబ్బరుపై నాలుగైదు పొడి ధాన్యపు గింజలు ఉంచి, తెరచిన చివర నుంచి గట్టిగా మాట్లాడితే గింజలు పైకీ కిందికీ ఎగురుతాయి.
• ధ్వని కంపనాలు రబ్బరు పొరను కంపింపజేస్తాయి
• కర్ణభేరి కూడా సాగిన రబ్బరు పొర లాగే పనిచేస్తుంది.

వినే ప్రక్రియ

1. ధ్వని బయటి చెవిలోకి ప్రవేశించి, నాళం గుండా వెళ్తుంది.
2. ధ్వని కంపనాలు కర్ణభేరిని కంపింపజేస్తాయి.
3. కర్ణభేరి కంపనాలను లోపలి చెవికి (Inner ear) పంపుతుంది.
4. అక్కడి నుంచి సంకేతం (Signal) మెదడుకు చేరుతుంది.
5. ఈ ప్రక్రియనే వినడం (Hearing) అంటారు.

జాగ్రత్త చెవిలో పదునైన, ములుకు ఉన్న లేదా గట్టి వస్తువులను పెట్టకూడదు. అవి కర్ణభేరిని దెబ్బతీస్తాయి; దెబ్బతిన్న కర్ణభేరి వినికిడి శక్తిని తగ్గించవచ్చు.

అటూ ఇటూ కదలడాన్ని కంపనం అంటారు; ఈ చలనానికే డోలన చలనం (Oscillatory motion) అని కూడా పేరు. పైతరగతుల్లో డోలన చలనం, ఆవర్తన కాలం గురించి చదివాం.

నిర్వచనాలు

• ఒక డోలనాన్ని పూర్తి చేయడానికి వస్తువు తీసుకునే సమయం = ఆవర్తన కాలం (Time period).
• ఒక సెకనులో జరిగే డోలనాల సంఖ్య = పౌనఃపున్యం (Frequency of oscillation).
• పౌనఃపున్యం ప్రమాణం హెర్ట్జ్ (Hertz), సంకేతం Hz.
• 1 Hz = సెకనుకు ఒక డోలనం. ఉదాహరణకు సెకనుకు 20 డోలనాలు చేసే వస్తువు పౌనఃపున్యం 20 Hz.
• ఆయామం (Amplitude) = కంపనంలో వస్తువు సమతాస్థానం నుంచి కదిలే గరిష్ఠ దూరం (పాఠ్యపుస్తకంలో థర్మకోల్ బంతి స్థానభ్రంశాన్ని ఆయామానికి కొలతగా చూపారు).

సూత్రాలు (పాఠ్య భావనలకు గణిత రూపం)

• ఆవర్తన కాలం T = (మొత్తం సమయం) ÷ (డోలనాల సంఖ్య).
• పౌనఃపున్యం f = డోలనాల సంఖ్య ÷ సమయం = 1 ÷ T.
• T × f = 1 (T సెకన్లలో, f హెర్ట్జ్‌లో).

పాఠ్య వ్యాయామాల ఉదాహరణలు

• లోలకం 4 సెకన్లలో 40 డోలనాలు చేస్తే:
  1. T = 4 ÷ 40 = 0.1 s
  2. f = 40 ÷ 4 = 10 Hz.
• దోమ రెక్కలు సెకనుకు సగటున 500 సార్లు కంపిస్తే (f = 500 Hz): T = 1 ÷ 500 = 0.002 s.

ధ్వని యొక్క రెండు ముఖ్య లక్షణాలు ఆయామం, పౌనఃపున్యం; వీటి ఆధారంగా ధ్వనులను వేరు చేయవచ్చు. సుపరిచిత శబ్దాలను చూడకుండానే గుర్తించగలగడానికి ఇవే కారణాలు.

కార్యకలాపం 5.11 – తీవ్రత, ఆయామం

• లోహపు టంబ్లర్ అంచున చెంచాతో మెల్లగా కొడితే వచ్చే ధ్వని మెల్లగా ఉంటుంది
• గట్టిగా కొడితే ధ్వని గట్టిగా వస్తుంది.
• టంబ్లర్ అంచును తాకేలా ఒక చిన్న థర్మకోల్ బంతిని వేలాడదీస్తే, టంబ్లర్ కంపించినప్పుడు బంతి కదిలే దూరం కంపన ఆయామానికి కొలత.
• గట్టిగా కొట్టినప్పుడు ఆయామం ఎక్కువగా ఉంటుంది, బంతి ఎక్కువ దూరం కదులుతుంది.

తీవ్రత – నియమం

• ధ్వని తీవ్రత (Loudness) ఆయామంపై ఆధారపడుతుంది:
  1. ఆయామం ఎక్కువైతే ధ్వని గట్టిగా
  2. తక్కువైతే మృదువుగా (feeble).
• తీవ్రత కంపన ఆయామం వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఆయామం రెట్టింపైతే తీవ్రత 4 రెట్లు పెరుగుతుంది.
• తీవ్రత ప్రమాణం డెసిబెల్ (Decibel, dB).

వివిధ ధ్వనుల తీవ్రత (పాఠ్యపుస్తక పట్టిక)

• సాధారణ శ్వాస – 10 dB
• మెల్లని గుసగుస (5 m దూరంలో) – 30 dB
• సాధారణ సంభాషణ – 60 dB
• రద్దీ ట్రాఫిక్ – 70 dB
• సగటు కర్మాగారం – 80 dB
• 80 dB కంటే ఎక్కువైతే శబ్దం శారీరకంగా బాధాకరంగా మారుతుంది.

ఉదాహరణ: సింహం గర్జన చాలా గట్టిగా (తీవ్రత ఎక్కువ) ఉంటుంది, పక్షి శబ్దం మృదువుగా ఉంటుంది.

రెండు ధ్వనుల తీవ్రత సమానమైనా అవి వేర్వేరుగా వినిపిస్తాయి. చిన్న పిల్లల ధ్వని, పెద్దవారి ధ్వని ఒకేలా ఉండవు. ఈ భేదానికి కారణం పౌనఃపున్యం.

పిచ్ నియమం

• ధ్వని యొక్క కీచుదనం లేదా పిచ్ (Pitch)ను నిర్ణయించేది పౌనఃపున్యం.
• కంపన పౌనఃపున్యం ఎక్కువైతే ధ్వని కీచుగా (Shrill) ఉండి అధిక పిచ్ కలిగి ఉంటుంది.
• పౌనఃపున్యం తక్కువైతే పిచ్ తక్కువ.

ఉదాహరణలు

• డ్రమ్ తక్కువ పౌనఃపున్యంతో కంపిస్తుంది కాబట్టి తక్కువ పిచ్ ధ్వని ఇస్తుంది.
• విజిల్ (Whistle)కు అధిక పౌనఃపున్యం ఉండి అధిక పిచ్ ధ్వని ఇస్తుంది.
• పక్షి ధ్వని అధిక పిచ్ కానీ మృదువుగా (feeble) ఉంటుంది.
• సింహం గర్జన తక్కువ పిచ్ కానీ చాలా గట్టిగా (loud) ఉంటుంది.
• సాధారణంగా స్త్రీ స్వరం పురుష స్వరం కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యం కలిగి ఉంటుంది
• పిల్లల స్వర పౌనఃపున్యం పెద్దవారి కంటే ఎక్కువ.

తీవ్రత వర్సెస్ పిచ్

• తీవ్రత (Loudness) → ఆయామం.
• పిచ్ → పౌనఃపున్యం.
• సింహం–పక్షి ఉదాహరణ ఈ రెండూ వేర్వేరు లక్షణాలని చూపుతుంది.

ధ్వని పుట్టడానికి కంపించే వస్తువు అవసరం. అయితే కంపించే ప్రతి వస్తువు ధ్వనినీ మానవ చెవి వినలేదు.

మానవ శ్రవణ పరిధి

• సుమారు 20 కంపనాలు/సెకను (20 Hz) కంటే తక్కువ పౌనఃపున్యం ఉన్న ధ్వనులను మానవ చెవి గ్రహించలేదు
• ఇవి వినబడని (Inaudible) ధ్వనులు.
• సుమారు 20,000 కంపనాలు/సెకను (20 kHz) కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యం ఉన్న ధ్వనులు కూడా వినబడవు.
• కాబట్టి మానవులకు వినబడే (Audible) పౌనఃపున్య పరిధి సుమారు 20 Hz నుంచి 20,000 Hz.

జంతువులు, పరికరాలు

• కొన్ని జంతువులు 20,000 Hz కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యాలను వినగలవు
• కుక్కలకు ఈ సామర్థ్యం ఉంది.
• పోలీసులు వాడే అధిక పౌనఃపున్య విజిల్ కుక్కలకు మాత్రమే వినబడుతుంది, మనుషులకు కాదు.
• వైద్య సమస్యల పరిశోధనకు, ట్రాక్ చేయడానికి వాడే అల్ట్రాసౌండ్ (Ultrasound) పరికరాలు 20,000 Hz కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యంతో పని చేస్తాయి.

అదనపు సమాచారం (పాఠ్యపుస్తకంలో లేదు): 20 Hz కంటే తక్కువ ధ్వనులను ఇన్‌ఫ్రాసౌండ్ (Infrasound), 20,000 Hz కంటే ఎక్కువ ధ్వనులను అల్ట్రాసౌండ్ (Ultrasound / శ్రవ్యాతీత ధ్వనులు) అంటారు. ఈ సరిహద్దులు సుమారు విలువలే; పాఠ్యపుస్తకం "roughly / about" అని చెప్పింది.

మన చుట్టూ రకరకాల ధ్వనులు వినిపిస్తాయి; కొన్ని చెవికి ఇంపుగా ఉంటాయి, కొన్ని ఇబ్బంది కలిగిస్తాయి.

శబ్దం (Noise)

• అసహ్యంగా అనిపించే ధ్వనులను శబ్దం (Noise) అంటారు.
• ఉదాహరణలు: నిర్మాణ స్థలం నుంచి వచ్చే శబ్దాలు, బస్సులు, ట్రక్కుల హారన్లు.
• తరగతి గదిలో విద్యార్థులందరూ ఒకేసారి మాట్లాడితే వచ్చే ధ్వని కూడా శబ్దమే (పాఠ్యపుస్తకం ప్రశ్న రూపంలో సూచించింది).

సంగీతం (Musical sound)

• చెవికి ఇంపుగా ఉండే ధ్వనిని సంగీత ధ్వని అంటారు.
• హార్మోనియం ధ్వని, సితార్ తీగ ధ్వని సంగీత ధ్వనులకు ఉదాహరణలు.
• సంగీత ధ్వని అతిగా గట్టిగా మారితే అది వినసొంపుగా ఉండదు
• అంటే సంగీతం కూడా శబ్దంగా మారవచ్చు (వ్యాయామం 8).

గుర్తించే విధానం

• ఒకే ధ్వని ఒకరికి సంగీతంగా, మరొకరికి శబ్దంగా అనిపించవచ్చు
• పాఠ్యపుస్తకం ఈ తేడాను చెవికి ఇంపుగా ఉందా లేదా అనే ప్రమాణంతో వివరిస్తుంది.
• నిర్మాణ స్థలం ధ్వనులు, బస్సులు–ట్రక్కుల హారన్లు వినడం ఆనందం ఇవ్వదు కాబట్టి అవి శబ్దం.
• వేణువు, తబలా, హార్మోనియం, సితార్ వంటి వాయిద్యాల ధ్వనులు వినసొంపుగా ఉంటాయి కాబట్టి సంగీతం.
• శబ్దం ఎక్కువగా ఉన్న పరిసరాల్లో దీర్ఘకాలం ఉంటే అది శబ్ద కాలుష్యంగా మారి ఆరోగ్యానికి హాని చేస్తుంది (తదుపరి నోట్ చూడండి).

తేడా సారాంశం

• శబ్దం = అవాంఛిత, అప్రియమైన ధ్వని.
• సంగీతం = ఆహ్లాదకరమైన ధ్వని.
• ఇదే ధ్వని తీవ్రత మరీ ఎక్కువైతే సంగీతం శబ్దమవుతుంది.

గాలిలో అవాంఛిత వాయువులు, రేణువులు ఉండటం వాయు కాలుష్యం. అలాగే వాతావరణంలో అధికంగా లేదా అవాంఛితంగా ఉండే శబ్దాలను శబ్ద కాలుష్యం (Noise pollution) అంటారు.

ప్రధాన కారణాలు

• వాహనాల శబ్దం
• పేలుళ్లు, టపాసులు కాల్చడం
• యంత్రాలు
• లౌడ్‌స్పీకర్లు
• ఇంట్లో:
  1. ఎక్కువ వాల్యూమ్‌తో టీవీ, ట్రాన్సిస్టర్ రేడియో
  2. కొన్ని వంటగది పరికరాలు
  3. డెసర్ట్ కూలర్లు, ఎయిర్ కండిషనర్లు.

శబ్ద కాలుష్యం హాని

• నిద్ర లేమి (Lack of sleep), అధిక రక్తపోటు (Hypertension), ఆందోళన (Anxiety) వంటి అనేక ఆరోగ్య సమస్యలు.
• నిరంతరంగా పెద్ద ధ్వనులకు గురైన వ్యక్తికి తాత్కాలిక లేదా శాశ్వత వినికిడి లోపం రావచ్చు.

నియంత్రణ చర్యలు

• శబ్ద మూలాలను నియంత్రించాలి: విమాన ఇంజిన్లు, రవాణా వాహనాలు, పారిశ్రామిక యంత్రాలు, గృహోపకరణాల్లో సైలెన్సింగ్ పరికరాలు (Silencing devices) అమర్చాలి.
• నివాస ప్రాంతాలకు దూరంగా శబ్దం చేసే పనులు చేయాలి
• శబ్దం చేసే పరిశ్రమలు ఆ ప్రాంతాలకు దూరంగా నెలకొల్పాలి.
• ఆటోమొబైల్ హారన్ వాడకం తగ్గించాలి.
• టీవీ, సంగీత పరికరాలను తక్కువ వాల్యూమ్‌లో వాడాలి.
• రోడ్ల వెంబడి, భవనాల చుట్టూ చెట్లు నాటాలి
• ఇవి నివాసాలకు చేరే శబ్దాన్ని తగ్గించి హానిని తగ్గిస్తాయి.

వినికిడి లోపం (Hearing Impairment) – పాఠ్యపుస్తకం పెట్టె

• పూర్తి వినికిడి లోపం అరుదు
• ఇది సాధారణంగా పుట్టుకతోనే ఉంటుంది.
• పాక్షిక వినికిడి లోపం సాధారణంగా వ్యాధి, గాయం లేదా వయసు వల్ల వస్తుంది.
• వినికిడి లోపం ఉన్న పిల్లలకు ప్రత్యేక శ్రద్ధ అవసరం
• సంజ్ఞా భాష (Sign language) నేర్చుకుని సమర్థంగా సంభాషించవచ్చు.
• ప్రసంగం వినికిడి ఫలితంగా అభివృద్ధి చెందుతుంది కాబట్టి వినికిడి లోపం ఉన్న పిల్లలకు మాట కూడా లోపభూయిష్టంగా ఉండవచ్చు.
• సాంకేతిక పరికరాలు వీరి జీవన నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తున్నాయి
• సమాజం కూడా వీరి సాధారణ జీవనానికి తోడ్పడాలి.

విస్తృత అభ్యసన కార్యకలాపాలు (Extended Learning)

1. సంగీత గదిలోని వాయిద్యాల జాబితా, వాటి కంపించే భాగాల నమోదు.
2. వాయిద్యాన్ని తరగతికి తెచ్చి వాయించి చూపడం.
3. ప్రసిద్ధ భారతీయ సంగీత విద్వాంసులు, వారి వాయిద్యాల జాబితా.
4. పొడవైన దారాన్ని తల, చేతుల చుట్టూ బిగించి వేళ్లతో రుద్దితే ఉరుము వంటి గర్జన వినిపిస్తుంది; ఇది ఘన (దారం) యానకం ద్వారా ధ్వని ప్రయాణాన్ని చూపుతుంది (పక్కన ఉన్నవారికి వినిపించదు).
5. రెండు బొమ్మ టెలిఫోన్లను, రెండు దారాలు బిగుతుగా ఒకదానికొకటి తాకేలా ఉపయోగించి ఎక్కువ మంది వినగలరో చూడటం.
6. స్థానికంగా శబ్ద కాలుష్య మూలాల గుర్తింపు, నియంత్రణ సూచనలతో నివేదిక.

గోల్కొండ కోట (Did You Know?)

• హైదరాబాద్ దగ్గరి గోల్కొండ కోట భారతదేశపు అద్భుత కోటల్లో ఒకటి
• ఇంజనీరింగ్, నిర్మాణ అద్భుతాలకు ప్రసిద్ధి
• నీటి సరఫరా వ్యవస్థ ఒక అద్భుతం.
• ప్రవేశ ద్వారం దగ్గరి గుమ్మటం (Dome) కింద ఒక ప్రత్యేక బిందువు వద్ద చప్పట్లు కొడితే ప్రతిధ్వనించి, కోటలోని ఎత్తైన ప్రదేశంలో (సుమారు ఒక కిలోమీటరు దూరం) వినబడుతుంది.
• ఇది హెచ్చరిక వ్యవస్థగా రూపొందించారు: అనుమానాస్పద కదలికను చూసిన కాపలాదారు ఆ బిందువు వద్ద చప్పట్లు కొడితే, కోట లోపలి సైన్యం శత్రువు రాకను తెలుసుకునేది.

అధ్యాయ సారాంశం (What you have learnt)

• ధ్వని కంపించే వస్తువుల వల్ల ఉత్పత్తి అవుతుంది.
• మానవుల్లో స్వర తంత్రుల కంపనం ధ్వనిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
• ధ్వని యానకం (వాయువు, ద్రవం, ఘనం) గుండా ప్రయాణిస్తుంది
• శూన్యంలో ప్రయాణించదు.
• కర్ణభేరి ధ్వని కంపనాలను గ్రహించి మెదడుకు సంకేతాలు పంపుతుంది
• దీనినే వినడం అంటారు.
• సెకనుకు డోలనాల సంఖ్య = పౌనఃపున్యం
• ప్రమాణం Hz.
• ఆయామం ఎక్కువైతే ధ్వని గట్టిగా
• పౌనఃపున్యం ఎక్కువైతే పిచ్ ఎక్కువ (కీచు).
• అప్రియ ధ్వనులు శబ్దం
• అధిక/అవాంఛిత శబ్దం శబ్ద కాలుష్యం, ఆరోగ్య సమస్యలకు కారణం.
• శబ్ద కాలుష్యాన్ని తగ్గించడానికి చర్యలు తీసుకోవాలి
• రోడ్డు పక్కల చెట్ల పెంపకం శబ్దాన్ని తగ్గిస్తుంది.

వ్యాయామ సమాధానాలు

1. ధ్వని ప్రయాణించేది: ఘన, ద్రవ, వాయువుల్లో (d).
2. అతి తక్కువ పౌనఃపున్యం ఉండే స్వరం పురుషుడిది (c) – పురుషుల స్వర తంత్రులు పొడవుగా ఉంటాయి; పిల్లలు, స్త్రీల స్వరాల పౌనఃపున్యం ఎక్కువ.
3. సరి/తప్పు: (a) శూన్యంలో ధ్వని ప్రయాణించదు – సరి (T); (b) సెకనుకు డోలనాల సంఖ్య ఆవర్తన కాలం – తప్పు (F), అది పౌనఃపున్యం; (c) ఆయామం ఎక్కువైతే ధ్వని మృదువు – తప్పు (F); (d) వినబడే పరిధి 20–20,000 Hz – సరి (T); (e) పౌనఃపున్యం తక్కువైతే పిచ్ ఎక్కువ – తప్పు (F); (f) అవాంఛిత ధ్వని సంగీతం – తప్పు (F), అది శబ్దం; (g) శబ్ద కాలుష్యం పాక్షిక వినికిడి లోపానికి కారణం కావచ్చు – సరి (T).
4. ఖాళీలు: (a) ఆవర్తన కాలం; (b) ఆయామం; (c) హెర్ట్జ్; (d) శబ్దం; (e) పౌనఃపున్యం.
5. 40 డోలనాలు 4 s లో: T = 0.1 s, f = 10 Hz.
6. 500 Hz దోమ రెక్కల ఆవర్తన కాలం = 1/500 = 0.002 s.
7. కంపించే భాగాలు: డోలక్ – సాగిన పొర; సితార్ – తీగలు (మొత్తం వాయిద్యం); వేణువు – లోపలి గాలి స్తంభం (ఇది పాఠ్యపుస్తకంలో లేని అదనపు సమాచారం).

8–12. శబ్దం – సంగీతం తేడా; శబ్ద కాలుష్య మూలాలు, హాని; రోడ్డు పక్క ఇంటి కంటే మూడు వీధులు దూరంలో ఉన్న ఇల్లు శబ్దం తక్కువగా వినిపించడం వల్ల మంచిది; స్వరపేటిక చిత్రం, పనితీరు.

మెరుపు–ఉరుము (వ్యాయామం 13)

• మెరుపు, ఉరుము ఒకేసారి, సమాన దూరంలో జరిగినా మెరుపు ముందు కనిపించి ఉరుము తర్వాత వినిపిస్తుంది. కారణం (అదనపు సమాచారం): కాంతి వేగం (సుమారు 3 × 10⁸ m/s) ధ్వని వేగం (గాలిలో సుమారు 340 m/s) కంటే చాలా ఎక్కువ.