वायु में संचरित होने वाली ध्वनि तरंगों के लिए निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है ?

सही — B, ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है और इसकी प्रकृति अनुदैर्घ्य है। यहाँ दो स्वतंत्र लेबल परखे जा रहे हैं और दोनों सही होने चाहिए। ध्वनि यांत्रिक है क्योंकि यह किसी भौतिक माध्यम के कणों द्वारा एक-दूसरे को धकेलते हुए ले जाई जाती है; माध्यम हटा दीजिए तो ध्वनि रुक जाती है, यही कारण है कि निर्वातित पात्र में सील की गई विद्युत घंटी सुनाई देना बंद कर देती है जबकि उसकी रोशनी आप तक पहुँचती रहती है।

वायु में ध्वनि अनुदैर्घ्य होती है क्योंकि वायु के कण उसी रेखा पर आगे-पीछे दोलन करते हैं जिस दिशा में तरंग चलती है, संपीडन और विरलन में इकट्ठा होते और फैलते हुए। कुछ भी बग़ल में नहीं चलता। विद्युत चुंबकीय तरंग दोनों मामलों में इसका उलट है — इसे किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती और इसके क्षेत्र गति की दिशा के आर-पार दोलन करते हैं।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं

• (a)
  ध्वनि एक विद्युत चुंबकीय तरंग है और इसकी प्रकृति अनुप्रस्थ है — दोनों बिंदुओं पर गलत। ध्वनि निर्वात को पार नहीं कर सकती, इसलिए यह विद्युत चुंबकीय नहीं है, और इसके वायु-कण गति की दिशा के आर-पार के बजाय उसी दिशा में दोलन करते हैं।
• (c)
  ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है और इसकी प्रकृति अनुप्रस्थ है — पहला आधा सही है और दूसरा नहीं, यही इसे सबसे प्रबल भ्रामक विकल्प बनाता है। ध्वनि वास्तव में यांत्रिक है, परंतु किसी गैस में उपलब्ध एकमात्र पुनर्स्थापक बल दाब है, और दाब केवल गति की रेखा के अनुदिश ही धकेल सकता है। गैस में अपरूपण-दृढ़ता नहीं होती, इसलिए यह बग़ल के दोलन को वहन नहीं कर सकती।
• (d)
  ध्वनि एक विद्युत चुंबकीय तरंग है और इसकी प्रकृति अनुदैर्घ्य है — दूसरा आधा सही है और पहला नहीं। ध्वनि अनुदैर्घ्य है, परंतु इसे विद्युत चुंबकीय कहने का अर्थ होगा कि इसे किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं और यह प्रकाश की चाल से चलती है, जिनमें से कोई भी सत्य नहीं है। ध्वनि वायु में लगभग 340 मी/से की चाल से चलती है और निर्वात में पूरी तरह रुक जाती है।

तरंगों को दो प्रकार से बाँटा जाता है। उन्हें कौन वहन करता है इसके अनुसार, ये या तो यांत्रिक होती हैं — जिन्हें भौतिक माध्यम चाहिए, जैसे ध्वनि, जल-तरंगें और भूकंपीय तरंगें — या विद्युत चुंबकीय, जिन्हें किसी की आवश्यकता नहीं, जैसे प्रकाश, रेडियो और एक्स-किरणें। वे कैसे दोलन करती हैं इसके अनुसार, ये या तो अनुदैर्घ्य होती हैं, जिनमें कण-गति यात्रा की दिशा के अनुदिश होती है, या अनुप्रस्थ, जिनमें कण-गति उसके आर-पार होती है। वायु में ध्वनि यांत्रिक और अनुदैर्घ्य है; प्रकाश विद्युत चुंबकीय और अनुप्रस्थ है। दोनों लेबल स्वतंत्र हैं, और परीक्षक इन्हें अलग-अलग या, यहाँ की तरह, एक ही वाक्य में साथ परख सकता है।

मुख्य तथ्य

• ध्वनि को भौतिक माध्यम चाहिए और यह निर्वात से नहीं गुज़र सकती, यही इसे यांत्रिक तरंग बनाता है।
• वायु में, माध्यम के कण गति की दिशा के अनुदिश दोलन करते हैं, संपीडन और विरलन उत्पन्न करते हुए — यही अनुदैर्घ्य तरंग की पहचान है।
• प्रकाश जैसी विद्युत चुंबकीय तरंगों को किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती और ये अनुप्रस्थ होती हैं, जिनमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे के तथा गति-दिशा के लंबवत दोलन करते हैं।
• ठोसों में ध्वनि अनुप्रस्थ तरंग के रूप में भी चल सकती है, क्योंकि ठोस अपरूपण का प्रतिरोध करता है; गैस ऐसे दोलन को सहारा नहीं दे सकती।

सामान्य भ्रम

• उस विकल्प को चुन लेना जिसका पहला आधा सही है, बिना दूसरे आधे की जाँच किए।
• 'वायु में' योग्यकारक को भूलकर यह तर्क देना कि ध्वनि अनुप्रस्थ हो सकती है, जो केवल ठोसों में सत्य है।
• ध्वनि और प्रकाश को एक ही प्रकार की तरंग मान लेना क्योंकि दोनों को आवृत्ति और तरंगदैर्घ्य से वर्णित किया जाता है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  एक सीलबंद पात्र के भीतर बज रही विद्युत घंटी वायु निकाले जाने पर सुनाई देना बंद कर देती है क्योंकि

  • (a)निर्वात में घंटी का कंपन रुक जाता है
  • (b)ध्वनि के संचरण के लिए भौतिक माध्यम आवश्यक है
  • (c)ध्वनि की आवृत्ति श्रव्य परास से नीचे गिर जाती है
  • (d)पात्र का काँच ध्वनि को अवशोषित कर लेता है
  उत्तर(b) ध्वनि के संचरण के लिए भौतिक माध्यम आवश्यक है — जब विक्षोभ को आगे ले जाने के लिए कोई कण शेष नहीं रहते, तो पर्यवेक्षक तक कोई ध्वनि नहीं पहुँचती।
• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सी एक अनुप्रस्थ तरंग है ?

  • (a)वायु में ध्वनि तरंग
  • (b)पानी में पराश्रव्य
  • (c)प्रकाश तरंग
  • (d)भूकंप की P-तरंग
  उत्तर(c) प्रकाश तरंग — इसके विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र गति-दिशा के आर-पार दोलन करते हैं; शेष तीनों अनुदैर्घ्य हैं।