आवाज (ध्वनी)

आवाज किंवा ध्वनी म्हणजे एखाद्‍या माध्यमातून (जसे-हवा,पाणी;) कानाद्वारे कंपनाचे होणारे आकलन, ध्वनीलहरी उर्जेचा एक प्रकार आहे. हवेचे रेणू थरथरल्यावर ध्वनीलहरी निर्माण होतात. माणसाला ऐकण्याच्या क्रियेतून कानाद्वारे ध्वनीचे आकलन होते. आपले कान २० हर्ट्झ ते २० किलोहर्ट्झ या टप्यातीलच आवाज ऐकू शकतात. २० किलोहर्ट्झ पेक्षा जास्त कंपनक्षमता असलेल्या ध्वनीलहरी आपण ऐकू शकत नाही.

• आवाजाची पातळी मोजण्यासाठी डेसिबल हे एकक वापरले जाते.
• आवाजाचा वेग ११३० फूट प्रती सेकंद, ३३० मीटर प्रती सेकंद तर तासाला ७७० मैल इतका असतो.
• निर्वातपोकळी मधील ध्वनीची गती शून्य मीटर प्रति सेकंद आहे, कारण आवाज निर्वातपोकळी मध्ये प्रवास करू शकत नाही. आवाज ही एक लहर आहे, ज्याचा अर्थ ते पाणी किंवा हवेसारख्या माध्यम कणांच्या कंपनातून पसरते. निर्वातपोकळी रिक्त जागा असल्याने, आवाजातून प्रवास करण्यासाठी कोणतेही माध्यम नाही.

ध्वनीची निर्मिती (Production of Sound)

१५.१ नादकाटा

एखादी वस्तू कंप पावत असेल तर त्यापासून ध्वनीची निर्मिती होते. अशा कंपनामुळे ध्वनी कसा निर्माण होतो हे आपण नादकाट्याचे (Tuning Fork) उदाहरण घेऊन समजून घेऊया.

नादकाट्याचे चित्र आकृती १५.१ मध्ये दाखविले आहे.

एक आधार व दोन भुजा असलेला, धातूपासून बनलेला हा नादकाटा आहे.

नादकाट्याद्वारे ध्वनीची निर्मिती

आकृती १५. २ (अ) मध्ये स्थिर नादकाटा दाखवला आहे. नादकाट्याच्या सभोवतालच्या हवेची स्थिती दाखविण्यासाठी उभ्या रेषांचा वापर केला आहे. इथे उभ्या रेषांमधील अंतर समान आहे. याचा अर्थ हवेतील वायूचे रेणू एकमेकांपासून सरासरी सारख्याच अंतरावर आहेत आणि त्यामुळे हवेचा सरासरी दाब A, B आणि C या तीनही ठिकाणी सारखाच आहे.

आधाराच्या मदतीने नादकाटा कडक रबरी तुकड्यावर आपटल्यावर भुजा कंप पावायला सुरुवात होते म्हणजेच त्यांची मागे-पुढे अशी नियतकालिक (periodic) हालचाल सुरू होते. या हालचालीमुळे काय होते ते आता टप्प्याटप्प्याने पाहूया. कंप पावताना,

आकृती १५.२ (ब) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे, नादकाट्याच्या भुजा एकमेकांपासून दूर गेल्यास भुजांलगतची बाहेरील हवा दाबली जाते व तेथील हवेचा दाब तुलनेने वाढतो.

आकृतीत हवेतील भाग A या ठिकाणी अशी उच्च दाबाची स्थिती निर्मिती होते. उच्च दाब आणि उच्च घनतेच्या या भागाला संपीडन (Compression) म्हणतात. कंपनाच्या पुढील स्थितीत नादकाट्याच्या भुजा एकमेकांच्या जवळ आल्यास, आकृती १५.२ (क) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे, भुजांलगतची बाहेरील हवा विरळ होते व तिथला (भाग A मधला) हवेचा दाब कमी होतो. कमी दाब आणि कमी घनतेच्या या भागाला विरलन (Rarefaction) असे म्हणतात.

परंतु याच वेळेला आधीच्या संपीडन स्थितीतील हवेतील रेणूंनी (आकृती १५.२(ब), भाग A) आपली ऊर्जा पुढील भागातील रेणूंना (भाग B) दिल्यामुळे तेथील हवा संपीडन स्थितीत जाते (पहा आकृती १५.२(क), भाग B). भुजांच्या अशा प्रकारच्या सतत अतिशय वेगाने होणाऱ्या नियतकालिक हालचालीमुळे हवेत संपीडन व विरलन यांची मालिका निर्माण होते व नादकाट्यापासून दूरपर्यंत पसरत जाते. यालाच आपण ध्वनी तरंग (sound wave) असे म्हणतो. हे ध्वनीतरंग कानावर पडल्यास कानातील पडदा कंपित होतो व त्याद्वारे विशिष्ट संदेश मेंदूपर्यंत पोहोचून आपल्याला ध्वनी ऐकल्याची जाणीव होते.

आपल्या सभोवताली खूप प्रकरचे आवाज होत असतात जसे की प्राण्यांचे, झाडांचे, माणसांचे, पक्ष्यांचे आवाज इत्यादी. आवाज किंवा ध्वनीची पातळी मोजण्यासाठी डेसिबल हे एकक वापरले जाते. ध्वनीची पातळी विशिष्ट मर्यादेपलीकडे गेल्यास ध्वनीप्रदूषण घडून येते (सर्व साधारणपणे ८० डेसिबलच्या पुढे).