MPSC 2024 पूर्व परीक्षा पेपर-१ · प्रश्न 55 / 100

बरोबर उत्तर पर्याय (1) — तिन्ही विधाने बरोबर आहेत. प्रश्न प्रत्येक छापील विधान सत्य की असत्य ते ठरवायला सांगतो — 'सत्य' व 'असत्य' हे दोन्ही शब्द पेपरात ठळक अक्षरांत छापले आहेत — आणि दोन रचनात्मक नोंदी लगेच घ्याव्यात : या प्रश्नात विधानांचे क्रमांक रोमन अंकांत (I) ते (III) असे छापले आहेत, आणि विधाने चारऐवजी फक्त तीनच आहेत. विधान (I) सत्य आहे : आवाज हा यांत्रिक तरंग असून तो संपीडन व विरलनांच्या मालिकेच्या रूपात प्रवास करतो, आणि ही खळबळ एका कणाकडून दुसऱ्या कणाकडे सोपवली जात असल्याने पदार्थाच्या कणांशिवाय ती पुढे जाऊच शकत नाही; म्हणून निर्वातातून आवाज जात नाही. याचा नेहमीचा प्रयोग म्हणजे काचेच्या घंटापात्रातील विजेची घंटा — आतील हवा बाहेर काढत नेली की हातोडा आपटताना दिसत राहतो, पण आवाज विरत जातो आणि शेवटी ऐकू येईनासा होतो. हाच गुणधर्म आवाजाला प्रकाश व रेडिओ तरंगांपासून वेगळा करतो, कारण ते विद्युतचुंबकीय असल्याने रिकाम्या अवकाशातूनही प्रवास करतात. विधान (II) सत्य आहे : वारंवारता म्हणजे एका सेकंदात होणाऱ्या पूर्ण कंपनांची संख्या, आणि तिचे आंतरराष्ट्रीय एकक हर्ट्झ आहे — हाइनरिक हर्ट्झ यांच्या नावावरून; एक हर्ट्झ म्हणजे दर सेकंदाला एक कंपन. वारंवारतेचाच अनुभव कानाला स्वराच्या उच्च-नीचतेच्या रूपात येतो, आणि माणसाचा श्राव्य पल्ला सुमारे 20 हर्ट्झ ते 20,000 हर्ट्झ एवढा असतो; त्याखालचा अवश्राव्य आणि वरचा श्राव्यातीत. विधान (III) सत्य आहे : आवाजाची तीव्रता डेसिबलमध्ये मोजतात. डेसिबल म्हणजे बेलचा दहावा भाग, आणि हे एकक अलेक्झांडर ग्रॅहॅम बेल यांच्या नावावरून आले आहे. ही मापनश्रेणी रेषीय नसून लॉगरिदमीय आहे, म्हणजे दर दहा डेसिबलच्या वाढीमागे ध्वनितीव्रता दसपट होते; याच संकोचामुळे कान ज्या प्रचंड पल्ल्याला सामोरा जातो तो श्रवणाच्या उंबरठ्यावरील शून्यापासून वेदनेच्या उंबरठ्यावरील सुमारे 120 डेसिबलपर्यंतच्या आटोपशीर श्रेणीत बसतो. तिन्हींपैकी एकही विधान असत्य ठरत नाही, म्हणून तिन्हींना सत्य म्हणणारा पर्यायच उत्तर आहे.

• (2)फक्त (I), (II) बरोबर आहेत. — हा पर्याय विधाने (I) व (II) स्वीकारतो पण विधान (III) नाकारतो, म्हणजे तीव्रता मोजण्यासाठी डेसिबल हे एकक असल्याचे नाकारतो. तिन्हींपैकी नेमके याच विधानाविषयी उमेदवाराच्या मनात शंका येण्याची शक्यता सर्वाधिक असते, कारण आवाज 'मोठा' वाटणे ही ऐकणाऱ्याची संवेदना असते तर डेसिबल एक भौतिक राशी मोजते. पण मराठी स्तंभात छापलेले विधान नेमके 'तीव्रता' असा शब्द वापरते, आणि ध्वनितीव्रतेची पातळी मोजण्याचे प्रमाणित एकक डेसिबलच आहे — ध्वनिप्रदूषणाच्या मर्यादा, कारखान्यातील आवाजाचे नियम आणि श्रवणहानीचे उंबरठे हे सगळे याच एककात लिहिले जातात. शिवाय हे विधान नाकारले तर प्रश्नात एकही असत्य विधान उरत नाही आणि नकाराला आधारच मिळत नाही.
• (3)फक्त (II) बरोबर आहे. — हा पर्याय केवळ विधान (II) स्वीकारतो आणि माध्यमाची गरज व डेसिबलचे एकक ही दोन्ही नाकारतो. यांपैकी पहिला नकार अधिक गंभीर आहे, कारण पदार्थरूप माध्यमाची गरज हा यांत्रिक तरंगाचा व्याख्येतलाच गुणधर्म आहे आणि अवकाश नि:शब्द का असते याचे उत्तरही तेच आहे. या विधानाविषयी शंका येते ती बहुधा एका गल्लतीमुळे : अंतराळयानाकडून पृथ्वीवर संदेश येतात, म्हणून अवकाशातून आवाजही येऊ शकत असेल असे वाटते. प्रत्यक्षात ते संदेश विद्युतचुंबकीय तरंगांचे असतात, यांत्रिक तरंगांचे नव्हे, आणि निर्वातातून प्रवास करणे हा नेमका त्यांचा आणि आवाजाचा फरक आहे. नाकारलेली दोन्ही विधाने छापल्याप्रमाणे बरोबर आहेत.
• (4)(I), (II), (III) चुकीचे आहेत. — हा पर्याय तिन्ही विधाने असत्य ठरवतो. ते खरे मानायचे तर आवाजाला निर्वातातून प्रवास करता आला पाहिजे, वारंवारता हर्ट्झखेरीज दुसऱ्या कोणत्या तरी एककात मोजली गेली पाहिजे आणि तीव्रता डेसिबलखेरीज दुसऱ्या एककात मांडली गेली पाहिजे — म्हणजे तीन स्वतंत्र चुका, आणि प्रत्येक चूक एका स्थिरावलेल्या व्याख्येच्या विरुद्ध. अशा आकाराच्या पर्यायावर विचार करण्यासारखे असते ते फक्त तेव्हा, जेव्हा तिन्ही विधाने एकाच चुकीच्या गृहीतकावर उभी असतात आणि ते गृहीतक कोसळले की तिन्ही एकदम कोसळतात. इथे तसे नाही : ही आवाजाच्या तीन वेगवेगळ्या अंगांविषयीची स्वतंत्र तथ्ये असून प्रत्येक स्वतःच्या पायावर उभे आहे.

आवाज हा अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंग आहे : माध्यमाचे कण खळबळ ज्या दिशेने प्रवास करते त्याच दिशेत पुढेमागे कंप पावतात आणि त्यातून संपीडन व विरलनाचे प्रदेश तयार होऊन बाहेरच्या दिशेने सरकत जातात, तर कण मात्र आपल्या मूळ जागेजवळच राहतात. खळबळ एका कणाकडून दुसऱ्या कणाकडे सोपवली जात असल्याने पदार्थरूप माध्यम अपरिहार्य ठरते, आणि माध्यम जेवढे ताठर व त्याचे कण जेवढे जवळजवळ, तेवढी आवाजाची गती अधिक — सामान्य तापमानाला हवेत सुमारे 340 मीटर प्रति सेकंद, पाण्यात त्याच्या सुमारे चौपट, आणि पोलादासारख्या घन पदार्थात त्याहूनही अधिक. तरंगाचे तीन गुणधर्म तीन संवेदनांशी जुळतात. वारंवारता, जिचे एकक हर्ट्झ आहे, ती स्वराच्या उच्च-नीचतेच्या रूपात जाणवते आणि श्राव्य पट्टा सुमारे 20 ते 20,000 हर्ट्झ असतो. कंपविस्तार तरंग किती ऊर्जा वाहून नेतो ते ठरवतो आणि तो तीव्रतेच्या रूपात जाणवतो, जी डेसिबल श्रेणीवर मांडतात; कान तीव्रतेच्या अतिशय मोठ्या पल्ल्याला प्रतिसाद देत असल्याने ही श्रेणी लॉगरिदमीय ठेवावी लागते, आणि दर दहा डेसिबलचा टप्पा तीव्रतेत दसपट बदल दाखवतो. तरंगाचा आकार म्हणजे त्यातील उपस्वरांची रचना गुणवत्तेच्या रूपात जाणवते, आणि दोन वेगळ्या वाद्यांवर वाजवलेला एकच स्वर वेगळा का वाटतो याचे उत्तर तीच आहे. डेसिबल श्रेणी पर्यावरणीय नियमनाचाही पाया आहे, कारण सभोवतालच्या आवाजाच्या मर्यादा व सहनीय संपर्काचे निकष याच एककात लिहिलेले असतात.

एमपीएससीचे आवाजावरील सामान्य विज्ञानाचे प्रश्न शालेय पातळीला चिकटून राहतात आणि उपपत्तीऐवजी व्याख्या तपासतात, म्हणून हा प्रश्न यांत्रिक तरंगांविषयीच्या ठरावीक तथ्यसंचावरून सुटतो. आयोग त्यात भर घालते ती मांडणीची : सत्य-असत्य अशी चौकट, या व याच्या आधीच्या प्रश्नात वापरलेले रोमन अंक, आणि चारऐवजी तीनच विधानांची यादी. यांपैकी प्रत्येक गोष्ट निष्काळजीपणाला एक संधी देते — पर्याय चुकीच्या विधानाशी जुळवला जाणे, किंवा चौथे विधानही असले पाहिजे असे गृहीत धरले जाणे. पर्यायांकडे वळण्याआधी लेबलपद्धती वाचून घेणे आणि विधाने मोजून घेणे एवढाच त्यावरचा उपाय आहे. आणखी एक नोंद : जिथे छापलेली सगळी विधाने खरी असतात तिथे सगळ्यांना स्वीकारणारा पर्याय हे पूर्णपणे वैध उत्तर असते, आणि तो केवळ फार उदार दिसतो म्हणून नाकारू नये — या प्रश्नपत्रिकेत असे उत्तर एकदाच नव्हे तर अनेकदा येते.

• आवाज हा अनुदैर्ध्य यांत्रिक तरंग असून त्याला पदार्थरूप माध्यम लागते; निर्वातातून तो प्रवास करू शकत नाही, आणि हवा काढून घेतलेल्या काचपात्रातील घंटेचा आवाज विरत जाणे हा त्याचा नेहमीचा प्रयोग आहे.
• वारंवारतेचे आंतरराष्ट्रीय एकक हर्ट्झ असून ते हाइनरिक हर्ट्झ यांच्या नावावरून आले आहे; एक हर्ट्झ म्हणजे दर सेकंदाला एक कंपन, आणि माणसाचा श्राव्य पल्ला सुमारे 20 ते 20,000 हर्ट्झ आहे.
• आवाजाची तीव्रता डेसिबलमध्ये मांडतात; डेसिबल म्हणजे बेलचा दहावा भाग, नाव अलेक्झांडर ग्रॅहॅम बेल यांच्यावरून, आणि श्रेणी लॉगरिदमीय असल्याने दहा डेसिबलची वाढ म्हणजे तीव्रतेत दसपट वाढ.
• डेसिबल श्रेणी माणसाच्या श्रवणाच्या उंबरठ्यावरील सुमारे शून्यापासून वेदनेच्या उंबरठ्यावरील सुमारे 120 पर्यंत जाते; या वरच्या आकड्याहून बरेच खाली असलेल्या पातळीवरही दीर्घकाळ राहिल्यास श्रवणाला हानी पोहोचू शकते.
• आवाजाची गती माध्यमावर अवलंबून असते — सामान्य तापमानाला हवेत सुमारे 340 मीटर प्रति सेकंद, तर पाण्यात व पोलादासारख्या घन पदार्थांत ती कित्येक पटींनी अधिक असते.

• तीव्रता ही ऐकणाऱ्याची संवेदना आहे म्हणून डेसिबल हे तिचे एकक नाकारणे, तर ध्वनिपातळी नोंदवण्याचे प्रमाणित एकक डेसिबलच आहे
• अंतराळयानाचे संदेश पृथ्वीवर पोहोचतात म्हणून आवाजही अवकाशातून प्रवास करत असेल असे मानणे — ते संदेश विद्युतचुंबकीय तरंगांचे असतात, यांत्रिक तरंगांचे नव्हे
• सर्वच विधाने बरोबर म्हणणारा पर्याय संशयानेच नाकारणे, तर यादीत एकही असत्य विधान नसणे पूर्णपणे शक्य असते
• लेबले रोमन अंकांत असताना आणि विधाने चारऐवजी तीनच असताना पर्याय कोणत्या विधानाकडे बोट दाखवतो आहे ते चुकीचे वाचणे

आवाज हा विषय एमपीएससीच्या सामान्य विज्ञानात व्याख्यांच्या स्मरणाच्या रूपात येतो — अमुक राशीचे एकक कोणते, अमुक संवेदना तरंगाच्या कोणत्या गुणधर्माशी जुळते, माध्यमाची गरज आहे का — आणि तो थेट प्रश्न म्हणून किंवा इथल्यासारख्या सत्य-असत्य विधानयादीच्या रूपात विचारला जातो. याच्या शेजारचे परत परत येणारे विषय म्हणजे श्राव्यातीत ध्वनीचे उपयोग, प्रतिध्वनी व निनाद, आणि वेगवेगळ्या माध्यमांतील आवाजाची गती. या भागातला तथ्यसंच लहान व स्थिर असल्याने इथले गुण अज्ञानामुळे नव्हे तर मांडणीमुळे जातात : निसटलेला नकार, चुकीचे वाचलेले लेबल, किंवा संशयापोटी नाकारलेला सर्वसमावेशक पर्याय. म्हणून या गटात सराव करायचा तो माहितीचा नव्हे, वाचनाच्या शिस्तीचा.

या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  ध्वनिपातळीत दहा डेसिबलची वाढ झाली, तर ध्वनितीव्रतेत पुढीलपैकी कोणता बदल झालेला असतो ?

  • (a)तीव्रतेत दहा एककांची वाढ
  • (b)तीव्रता दुप्पट होते
  • (c)तीव्रता दसपट होते
  • (d)तीव्रता शंभरपट होते

  उत्तर(c) तीव्रता दसपट होते — डेसिबल श्रेणी लॉगरिदमीय असल्याने दर दहा डेसिबलचा टप्पा तीव्रतेला दहाने गुणतो, आणि वीस डेसिबलची वाढ तिला शंभरने गुणते. याच संकोचामुळे श्रवणाच्या उंबरठ्यापासून वेदनेच्या उंबरठ्यापर्यंतचा संपूर्ण पल्ला सुमारे शून्य ते सुमारे 120 एवढ्या आटोपशीर श्रेणीत मांडता येतो.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  आवाजाच्या प्रसाराविषयी पुढीलपैकी कोणते विधान बरोबर आहे ?

  • (a)आवाज हवेत सर्वात वेगाने आणि घन पदार्थांत सर्वात सावकाश जातो
  • (b)आवाज घन पदार्थांत द्रवांपेक्षा आणि द्रवांत वायूंपेक्षा अधिक वेगाने जातो
  • (c)आवाजाची गती सर्व माध्यमांत सारखीच असते
  • (d)आवाज निर्वातातून जाऊ शकतो पण वायूतून जाऊ शकत नाही

  उत्तर(b) आवाज घन पदार्थांत द्रवांपेक्षा आणि द्रवांत वायूंपेक्षा अधिक वेगाने जातो — माध्यम जेवढे ताठर आणि त्याचे कण जेवढे जवळजवळ, तेवढ्या वेगाने खळबळ पुढे सोपवली जाते; म्हणून हवेत सुमारे 340 मीटर प्रति सेकंद, पाण्यात सुमारे 1500 आणि पोलादात कित्येक हजार. निर्वातातून आवाज मुळीच जाऊ शकत नाही, कारण त्याला पदार्थरूप माध्यम लागते.