तड़ित झंझा सुनाई देने से पहले तड़ित कौंध दिखाई पड़ती है । इससे यह सत्यापित होता है कि
- (a)प्रकाश की तुलना में ध्वनि अधिक तीव्र गति से चलती है
- (b)ध्वनि की तुलना में प्रकाश अधिक तीव्र गति से चलता है
- (c)प्रकाश और ध्वनि दोनों एकसमान गति से चलते हैं
- (d)तड़ित झंझा के दौरान तड़ित कौंध की तीव्रता अत्यंत उच्च होती है
उत्तर
क्यों
सही — B, ध्वनि की तुलना में प्रकाश अधिक तीव्र गति से चलता है। तड़ित कौंध और उसके बाद सुनाई देने वाली गड़गड़ाहट एक ही घटना के दो प्रभाव हैं, और दोनों एक ही क्षण तथा एक ही स्थान पर आरंभ होते हैं — गड़गड़ाहट उस वायु की ध्वनि है जो विद्युत विसर्जन से अचानक गर्म होकर प्रसारित हो जाती है।
चूँकि दोनों संकेत एक साथ आरंभ होकर प्रेक्षक तक समान दूरी तय करते हैं, जो पहले पहुँचता है वही तेज़ होगा। प्रकाश लगभग 3 × 10⁸ मीटर प्रति सेकंड की गति से वायु के कुछ किलोमीटर को सेकंड के कुछ लाखवें भाग में तय कर लेता है, जबकि ध्वनि वायु में केवल कुछ सौ मीटर प्रति सेकंड की मंद गति से रेंगती है।
इसलिए कौंध लगभग तत्काल पहुँचती है और गड़गड़ाहट कुछ सेकंड पीछे रह जाती है — यह अंतराल स्वयं इस बात का प्रत्यक्ष प्रमाण है कि दोनों में प्रकाश कहीं अधिक तेज़ है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)प्रकाश की तुलना में ध्वनि अधिक तीव्र गति से चलती है — यह वास्तविक क्रम को उलट देता है। यदि ध्वनि ही तेज़ संकेत होती, तो गड़गड़ाहट पहले प्रेक्षक तक पहुँचती और कौंध बाद में दिखाई देती — जो तूफ़ान के दौरान वास्तव में देखे जाने वाले क्रम के ठीक विपरीत है।
- (c)प्रकाश और ध्वनि दोनों एकसमान गति से चलते हैं — समान गति का अर्थ होगा कि दोनों संकेत समान समय में समान दूरी तय कर साथ-साथ पहुँचें, जिससे कौंध और गड़गड़ाहट के बीच कोई अंतराल ही न रहे। कई सेकंड का देखा गया विलंब इस संभावना को खारिज कर देता है।
- (d)तड़ित झंझा के दौरान तड़ित कौंध की तीव्रता अत्यंत उच्च होती है — तीव्रता यह बताती है कि कौंध क्यों सहज ही ध्यान खींचती है, न कि वह पहले क्यों पहुँचती है। यहाँ जिस अवलोकन की व्याख्या करनी है वह समय-क्रम है, और किसी संकेत की तीव्रता का उसकी गति से कोई संबंध नहीं होता।
अवधारणा
प्रकाश और ध्वनि भिन्न प्रकार की तरंगें हैं और अत्यंत भिन्न गति से चलती हैं। प्रकाश एक विद्युत-चुंबकीय तरंग है जिसे किसी भौतिक माध्यम की आवश्यकता नहीं होती और यह वायु में लगभग 3 × 10⁸ मीटर प्रति सेकंड की गति से चलता है।
ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है जिसे माध्यम अवश्य चाहिए और यह वायु में सामान्य ताप पर केवल लगभग 330 से 340 मीटर प्रति सेकंड की गति से चलती है। तड़ित और गड़गड़ाहट एक साथ आरंभ होते हैं, इसलिए दोनों के बीच का विलंब केवल यात्रा-समय का अंतर है।
यहाँ जाल विकल्प (d) है, जो तड़ित के बारे में एक सत्य कथन तो है, परंतु वह किसी अन्य प्रश्न का उत्तर देता है। प्रश्नांश को ध्यान से पढ़िए — यह पूछता है कि समय-क्रम किस बात को सत्यापित करता है, न कि कौंध किस कारण से स्पष्ट दिखाई देती है।
मुद्रित पत्र में दो बातें ध्यान देने योग्य हैं। प्रश्नांश शिथिल रूप से कहता है कि तड़ित झंझा सुनाई देती है, जबकि वास्तव में जो सुनाई देती है वह गड़गड़ाहट है; और इस तथ्य का व्यावहारिक उपयोग यह है कि ध्वनि को एक किलोमीटर तय करने में लगभग तीन सेकंड लगते हैं, अतः कौंध-से-गड़गड़ाहट के अंतराल (सेकंड में) को लगभग तीन से भाग देने पर तड़ित-स्थल की दूरी किलोमीटर में मिल जाती है।
मुख्य तथ्य
- प्रकाश वायु में लगभग 3 × 10⁸ मीटर प्रति सेकंड की गति से चलता है; सामान्य ताप पर वायु में ध्वनि केवल लगभग 330 से 340 मीटर प्रति सेकंड की गति से चलती है।
- गड़गड़ाहट उस वायु की उत्पन्न ध्वनि है जो तड़ित विसर्जन से अचानक गर्म होकर प्रसारित हो जाती है, इसलिए कौंध और गड़गड़ाहट एक ही क्षण आरंभ होते हैं।
- चूँकि ध्वनि को वायु में एक किलोमीटर तय करने में लगभग तीन सेकंड लगते हैं, विलंब (सेकंड में) को लगभग तीन से भाग देने पर तड़ित-स्थल की दूरी किलोमीटर में मिल जाती है।
- ध्वनि को भौतिक माध्यम चाहिए और वह निर्वात को पार नहीं कर सकती; प्रकाश कर सकता है, और इसी कारण सूर्य-प्रकाश रिक्त अंतरिक्ष से होकर पृथ्वी तक पहुँचता है।

आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- जब प्रश्न समय-अंतराल के बारे में हो, तब कौंध की चमक के बारे में उत्तर दे देना।
- यह मान लेना कि ध्वनि भी प्रकाश की भाँति निर्वात से होकर गुज़र सकती है — जबकि वह नहीं गुज़र सकती।
- वायु में ध्वनि की गति को जल और इस्पात में उसके कहीं बड़े मानों के साथ गड्डमड्ड कर देना।
NDA या तो पूछता है कि दोनों में से कौन तेज़ चलता है, या कौंध-से-गड़गड़ाहट का विलंब और ध्वनि की गति देकर तड़ित-स्थल की दूरी पूछता है — वायु में ध्वनि के लिए लगभग 340 मीटर प्रति सेकंड याद रखिए।
संबंधित PYQ
तड़ित झंझा के दौरान आकाश में गड़गड़ाहट किसके कारण उत्पन्न होती है? 1. आकाश में कपासी-वर्षा (क्यूम्युलोनिंबस) बादलों का मिलन 2. तड़ित जो वर्षा बादलों को अलग करती है 3. वायु और जल कणों की हिंसक ऊर्ध्व गति। नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए।
- (a) केवल 1
- (b) 2 और 3
- (c) 1 और 3
- (d) उपर्युक्त में से कोई भी गड़गड़ाहट उत्पन्न नहीं करता
उत्तर(d) उपर्युक्त में से कोई भी गड़गड़ाहट उत्पन्न नहीं करता
इसी भौतिकी के दूसरे पक्ष को परखता है — गड़गड़ाहट उस वायु की ध्वनि है जो तड़ित विसर्जन से अचानक गर्म होकर प्रसारित हो जाती है, और यही कारण है कि कौंध और गड़गड़ाहट एक ही क्षण आरंभ होते हैं।
निम्नलिखित में से किसमें ध्वनि की गति अधिकतम होती है?
- (a) 0 °C पर वायु
- (b) 100 °C पर वायु
- (c) जल
- (d) लकड़ी
उत्तर(d) लकड़ी
तरंग-गतियों की वही तुलना, विभिन्न माध्यमों में लागू — ध्वनि वायु में सबसे मंद होती है, और यही कारण है कि गड़गड़ाहट कौंध से इतनी पीछे रह जाती है।
NDA_GAT_2022_II_Q1462022ध्वनि तरंगों की गति के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही नहीं है?
- (a) इस्पात में ध्वनि तरंगों की गति जल की तुलना में अधिक होती है।
- (b) वायु में ध्वनि तरंगों की गति ताप बढ़ने के साथ घटती है।
- (c) वायु में ध्वनि तरंगों की गति ताप बढ़ने के साथ बढ़ती है।
- (d) जल में ध्वनि तरंगों की गति वायु की तुलना में अधिक होती है।
उत्तर(b) वायु में ध्वनि तरंगों की गति ताप बढ़ने के साथ घटती है — यही असत्य कथन है, क्योंकि वायु में ध्वनि की गति ताप बढ़ने के साथ बढ़ती है।
ध्वनि किस गति से चलती है और वह किस कारण बदलती है, इसी विषय की एक और कड़ी — यह वही साथी तथ्य है जो बताता है कि प्रकाश वायु में ध्वनि से लगभग दस लाख गुना तेज़ दौड़ता है।
अभ्यास
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
एक विद्यार्थी तड़ित कौंध देखने के 6 सेकंड बाद गड़गड़ाहट सुनता है। वायु में ध्वनि की गति 340 m/s मानने पर, तड़ित लगभग किस दूरी पर गिरी
- (a)340 m
- (b)1 km
- (c)2 km
- (d)6 km
उत्तर(c) 2 km — दूरी गति गुणा समय होती है, 340 × 6 = 2040 m, जो लगभग 2 किलोमीटर है; प्रकाश की अपनी यात्रा का समय नगण्य है। - अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
निम्नलिखित में से कौन निर्वात से होकर गुज़र सकता है
- (a)ध्वनि तरंगें
- (b)प्रकाश तरंगें
- (c)ध्वनि और प्रकाश दोनों तरंगें
- (d)न तो ध्वनि तरंगें न ही प्रकाश तरंगें
उत्तर(b) प्रकाश तरंगें — प्रकाश एक विद्युत-चुंबकीय तरंग है जिसे किसी भौतिक माध्यम की आवश्यकता नहीं होती, जबकि ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है और माध्यम के बिना समाप्त हो जाती है।