কোন মিডিয়াতে শব্দ প্রচার করা হয়? শব্দ তরঙ্গ প্রচারের আইন

আকর্ষণীয় তথ্য: শব্দ কোথায় দ্রুত ভ্রমণ করে?

বজ্রপাতের সময়, বিদ্যুতের ঝলকানি প্রথমে দৃশ্যমান হয় এবং কিছুক্ষণ পরেই বজ্রপাতের শব্দ শোনা যায়। এই বিলম্ব ঘটে কারণ বাতাসে শব্দের গতি বজ্রপাত থেকে আসা আলোর গতির চেয়ে অনেক কম। এটা মনে রাখা আকর্ষণীয় যে কোন মাঝারি শব্দটি সবচেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করে এবং কোথায় এটি মোটেও ভ্রমণ করে না?

17 শতক থেকে বায়ুতে শব্দের গতির পরীক্ষা এবং তাত্ত্বিক গণনা করা হয়েছে, কিন্তু মাত্র দুই শতাব্দী পরে ফরাসি বিজ্ঞানী পিয়েরে-সাইমন ডি ল্যাপ্লেস এর নির্ণয়ের জন্য চূড়ান্ত সূত্রটি বের করেন। শব্দের গতি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে: বায়ুর তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এটি বৃদ্ধি পায় এবং বায়ুর তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে এটি হ্রাস পায়। 0° এ শব্দের গতি 331 m/s (1192 km/h), +20° এ এটি ইতিমধ্যে 343 m/s (1235 km/h)।

তরল পদার্থে শব্দের গতি সাধারণত বাতাসে শব্দের গতির চেয়ে বেশি হয়। 1826 সালে জেনেভা হ্রদে গতি নির্ধারণের পরীক্ষাগুলি প্রথম চালানো হয়েছিল। দুজন পদার্থবিদ নৌকায় উঠে ১৪ কিলোমিটার দূরে চলে যান। একটি নৌকায় তারা গানপাউডারে আগুন ধরিয়ে দেয় এবং একই সাথে পানিতে নামানো একটি ঘণ্টা আঘাত করে। ঘণ্টার শব্দ একটি বিশেষ হর্ন ব্যবহার করে অন্য নৌকায় তোলা হয়েছিল, তাও জলে নামানো হয়েছিল। আলোর ফ্ল্যাশ এবং শব্দ সংকেতের আগমনের মধ্যে সময়ের ব্যবধানের উপর ভিত্তি করে, জলে শব্দের গতি নির্ধারণ করা হয়েছিল। +8 ° তাপমাত্রায় এটি প্রায় 1440 মি/সেকেন্ডে পরিণত হয়েছিল। জলের নীচের কাঠামোতে কাজ করা লোকেরা নিশ্চিত করে যে তীরের শব্দগুলি পরিষ্কারভাবে জলের নীচে শোনা যায় এবং জেলেরা জানেন যে তীরে সামান্যতম সন্দেহজনক শব্দে মাছ সাঁতার কেটে চলে যায়।

কঠিন পদার্থে শব্দের গতি তরল এবং গ্যাসের চেয়ে বেশি। উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি রেলের কাছে আপনার কান রাখেন, তবে রেলের অপর প্রান্তে আঘাত করার পরে ব্যক্তি দুটি শব্দ শুনতে পাবে। তাদের মধ্যে একটি রেলপথে কানে "আসবে", অন্যটি আকাশপথে। পৃথিবীর ভালো শব্দ পরিবাহিতা আছে। অতএব, প্রাচীনকালে, একটি অবরোধের সময়, "শ্রোতাদের" দুর্গের দেয়ালে স্থাপন করা হয়েছিল, যারা পৃথিবী দ্বারা প্রেরিত শব্দ দ্বারা, শত্রুরা দেয়ালে খনন করছে কি না, অশ্বারোহীরা ছুটে আসছে কিনা তা নির্ধারণ করতে পারত। . যাইহোক, এর জন্য ধন্যবাদ, যারা তাদের শ্রবণশক্তি হারিয়ে ফেলেছেন তারা কখনও কখনও এমন সংগীতে নাচতে সক্ষম হন যা তাদের শ্রবণ স্নায়ুতে পৌঁছায় বাতাস এবং বাইরের কানের মাধ্যমে নয়, মেঝে এবং হাড়ের মাধ্যমে।

শব্দের গতি হল একটি মাধ্যমের স্থিতিস্থাপক তরঙ্গের প্রচারের গতি, উভয় অনুদৈর্ঘ্য (গ্যাস, তরল বা কঠিন পদার্থে) এবং ট্রান্সভার্স, শিয়ার (কঠিন পদার্থে), যা মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতা এবং ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয়। কঠিন পদার্থে শব্দের গতি তরল পদার্থের চেয়ে বেশি। জল সহ তরলে, শব্দ বাতাসের চেয়ে 4 গুণ বেশি দ্রুত ভ্রমণ করে। গ্যাসে শব্দের গতি নির্ভর করে মাঝারি তাপমাত্রার উপর, একক স্ফটিকগুলিতে - তরঙ্গ প্রচারের দিকের উপর।

শব্দ আমাদের জীবনের একটি উপাদান, এবং লোকেরা এটি সর্বত্র শুনতে পায়। এই ঘটনাটি আরও বিশদে বিবেচনা করার জন্য, আমাদের প্রথমে ধারণাটি নিজেই বুঝতে হবে। এটি করার জন্য, আপনাকে বিশ্বকোষের দিকে যেতে হবে, যেখানে লেখা আছে যে "শব্দ হল ইলাস্টিক তরঙ্গ যা কিছু স্থিতিস্থাপক মাধ্যমে প্রচার করে এবং এতে যান্ত্রিক কম্পন সৃষ্টি করে।" সহজ ভাষায়, এগুলি যে কোনও পরিবেশে শ্রবণযোগ্য কম্পন। শব্দের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি এটি কী তার উপর নির্ভর করে। প্রথমত, প্রচারের গতি, উদাহরণস্বরূপ, জলে অন্যান্য পরিবেশ থেকে আলাদা।

যেকোনো শব্দের অ্যানালগ কিছু বৈশিষ্ট্য (শারীরিক বৈশিষ্ট্য) এবং গুণাবলী (মানুষের অনুভূতিতে এই বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতিফলন) রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, সময়কাল-কাল, ফ্রিকোয়েন্সি-পিচ, কম্পোজিশন-টিমব্রে ইত্যাদি।

পানিতে শব্দের গতি বাতাসের চেয়ে অনেক বেশি। ফলস্বরূপ, এটি দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে এবং আরও অনেক বেশি শোনা যায়। জলজ পরিবেশের উচ্চ আণবিক ঘনত্বের কারণে এটি ঘটে। এটি বায়ু এবং ইস্পাতের চেয়ে 800 গুণ ঘন। এটি অনুসরণ করে যে শব্দের প্রচার মূলত মাধ্যমের উপর নির্ভর করে। চলুন নির্দিষ্ট সংখ্যা তাকান. এইভাবে, জলে শব্দের গতি 1430 m/s, বাতাসে - 331.5 m/s.

নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ, উদাহরণস্বরূপ, একটি চলমান জাহাজের ইঞ্জিন দ্বারা উত্পাদিত শব্দ, সবসময় চাক্ষুষ পরিসরে জাহাজের উপস্থিতির চেয়ে কিছুটা আগে শোনা যায়। এর গতি অনেক কিছুর উপর নির্ভর করে। পানির তাপমাত্রা বেড়ে গেলে স্বাভাবিকভাবেই পানিতে শব্দের গতি বেড়ে যায়। পানির লবণাক্ততা এবং চাপ বৃদ্ধির সাথে একই জিনিস ঘটে, যা পানির গভীরতা বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। থার্মোক্লাইনের মতো একটি ঘটনা গতিতে বিশেষ ভূমিকা রাখতে পারে। এগুলি এমন জায়গা যেখানে বিভিন্ন তাপমাত্রার জলের স্তরগুলি ঘটে।

এছাড়াও এই ধরনের জায়গায় এটি ভিন্ন (তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে)। এবং যখন শব্দ তরঙ্গগুলি বিভিন্ন ঘনত্বের এই জাতীয় স্তরগুলির মধ্য দিয়ে যায়, তখন তারা তাদের বেশিরভাগ শক্তি হারায়। যখন একটি শব্দ তরঙ্গ একটি থার্মোক্লাইনকে আঘাত করে, তখন এটি আংশিকভাবে বা কখনও কখনও সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয় (প্রতিফলনের মাত্রা নির্ভর করে শব্দটি যে কোণে পড়ে তার উপর), এর পরে এই স্থানের অন্য দিকে একটি ছায়া জোন তৈরি হয়। যদি আমরা একটি উদাহরণ বিবেচনা করি যখন শব্দের উত্সটি থার্মোক্লাইনের উপরে জলের স্থানে অবস্থিত, তবে নীচের কিছু শোনা কেবল কঠিনই নয়, প্রায় অসম্ভব হবে।

যা ভূপৃষ্ঠের ওপরে নির্গত হয়, তা কখনোই পানিতে শোনা যায় না। এবং বিপরীতটি ঘটে যখন জলের স্তরের নীচে: এটির উপরে এটি শব্দ করে না। এর একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ হল আধুনিক ডুবুরি। জল তাদের প্রভাবিত করে এই কারণে তাদের শ্রবণশক্তি ব্যাপকভাবে হ্রাস পায় এবং জলে শব্দের উচ্চ গতির কারণে এটি যে দিক থেকে চলে তা নির্ধারণের গুণমানকে হ্রাস করে। এটি শব্দ বোঝার স্টেরিওফোনিক ক্ষমতাকে নিস্তেজ করে দেয়।

জলের স্তরের নীচে, এটি মানুষের কানে সবচেয়ে বেশি প্রবেশ করে মাথার খুলির হাড়ের মাধ্যমে, এবং বায়ুমণ্ডলের মতো নয়, কানের পর্দা দিয়ে। এই প্রক্রিয়ার ফলাফল একই সাথে উভয় কান দ্বারা এর উপলব্ধি। এই সময়ে, মানুষের মস্তিষ্ক কোন স্থান থেকে এবং কোন তীব্রতার মধ্যে সংকেত আসে তার মধ্যে পার্থক্য করতে সক্ষম হয় না। ফলাফল হল চেতনার উত্থান যে শব্দ একই সময়ে সব দিক থেকে রোল হবে বলে মনে হয়, যদিও এটি কেস থেকে অনেক দূরে।

উপরে বর্ণিত বিষয়গুলি ছাড়াও, জলের শব্দ তরঙ্গগুলির শোষণ, অপসারণ এবং বিচ্ছুরণের মতো গুণাবলী রয়েছে। প্রথমটি হল যখন জলজ পরিবেশের ঘর্ষণ এবং এতে থাকা লবণের কারণে নোনা জলে শব্দের শক্তি ধীরে ধীরে ম্লান হয়ে যায়। শব্দের উৎস থেকে শব্দের দূরত্বে ভিন্নতা প্রকাশ পায়। এটি আলোর মতো মহাকাশে দ্রবীভূত হয়ে যায় বলে মনে হয় এবং ফলস্বরূপ এর তীব্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। এবং দোলনগুলি সমস্ত ধরণের বাধা এবং পরিবেশের অসঙ্গতি দ্বারা বিচ্ছুরণের কারণে সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যায়।

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিকস (গ্রীক থেকে হাইডোর- জল, অ্যাকোস্টিক- শ্রুতি) - জলজ পরিবেশে ঘটে যাওয়া ঘটনার বিজ্ঞান এবং শাব্দ তরঙ্গের প্রচার, নির্গমন এবং গ্রহণের সাথে যুক্ত। এটি জলজ পরিবেশে ব্যবহারের উদ্দেশ্যে হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক ডিভাইসগুলির বিকাশ এবং তৈরির বিষয়গুলি অন্তর্ভুক্ত করে।

উন্নয়নের ইতিহাস

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিকসএকটি দ্রুত উন্নয়নশীল বিজ্ঞান যার নিঃসন্দেহে একটি মহান ভবিষ্যত রয়েছে। তাত্ত্বিক এবং ফলিত ধ্বনিতত্ত্বের বিকাশের একটি দীর্ঘ পথ দ্বারা এর উপস্থিতি ছিল। আমরা বিখ্যাত রেনেসাঁ বিজ্ঞানী লিওনার্দো দা ভিঞ্চির নোটগুলিতে জলে শব্দের প্রচারে মানুষের আগ্রহ সম্পর্কে প্রথম তথ্য পাই:

শব্দের মাধ্যমে দূরত্বের প্রথম পরিমাপ রাশিয়ান গবেষক একাডেমিশিয়ান ইয়া ডি জাখারভ তৈরি করেছিলেন। 30 জুন, 1804 সালে, তিনি বৈজ্ঞানিক উদ্দেশ্যে একটি বেলুনে উড়েছিলেন এবং এই ফ্লাইটে তিনি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে শব্দের প্রতিফলন ব্যবহার করে উড়ানের উচ্চতা নির্ধারণ করেছিলেন। বলের ঝুড়িতে থাকাকালীন, তিনি নীচের দিকে নির্দেশকারী স্পিকারের মধ্যে জোরে চিৎকার করেছিলেন। 10 সেকেন্ড পরে একটি স্পষ্টভাবে শ্রবণযোগ্য প্রতিধ্বনি এল। এর থেকে জাখারভ উপসংহারে পৌঁছেছিলেন যে মাটির উপরে বলের উচ্চতা ছিল প্রায় 5 x 334 = 1670 মি। এই পদ্ধতিটি রেডিও এবং সোনার ভিত্তি তৈরি করেছিল।

তাত্ত্বিক বিষয়গুলির বিকাশের পাশাপাশি, রাশিয়ায় সমুদ্রে শব্দ প্রচারের ঘটনাগুলির ব্যবহারিক অধ্যয়ন করা হয়েছিল। অ্যাডমিরাল এস ও মাকারভ 1881 - 1882 সালে পানির নিচে স্রোতের গতি সম্পর্কে তথ্য প্রেরণের জন্য একটি ফ্লুক্টোমিটার নামক একটি যন্ত্র ব্যবহার করার প্রস্তাব করা হয়েছে। এটি বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির একটি নতুন শাখার বিকাশের সূচনা চিহ্নিত করেছে - হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক টেলিমেট্রি।

বাল্টিক প্ল্যান্ট মডেলের হাইড্রোফোনিক স্টেশনের চিত্র 1907: 1 - জল পাম্প; 2 - পাইপলাইন; 3 - চাপ নিয়ন্ত্রক; 4 - ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হাইড্রোলিক ভালভ (টেলিগ্রাফ ভালভ); 5 - টেলিগ্রাফ কী; 6 - জলবাহী ঝিল্লি বিকিরণকারী; 7 - জাহাজের পাশে; 8 - জল ট্যাংক; 9 - সিল করা মাইক্রোফোন

1890-এর দশকে। বাল্টিক শিপইয়ার্ডে, ক্যাপ্টেন ২য় র্যাঙ্ক এমএন বেকলেমিশেভের উদ্যোগে, হাইড্রোঅ্যাকস্টিক যোগাযোগ ডিভাইসগুলির বিকাশের কাজ শুরু হয়েছিল। পানির নিচে যোগাযোগের জন্য হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক ইমিটারের প্রথম পরীক্ষা 19 শতকের শেষের দিকে করা হয়েছিল। সেন্ট পিটার্সবার্গে গ্যালারনায়া হারবারে পরীক্ষামূলক পুলে। এটি থেকে নির্গত কম্পন নেভস্কি ভাসমান বাতিঘরে 7 মাইল দূরে স্পষ্টভাবে শোনা যায়। 1905 সালে গবেষণার ফলস্বরূপ। প্রথম হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক কমিউনিকেশন ডিভাইস তৈরি করেছিল, যেখানে ট্রান্সমিটিং ডিভাইসের ভূমিকা একটি বিশেষ আন্ডারওয়াটার সাইরেন দ্বারা অভিনয় করা হয়েছিল, একটি টেলিগ্রাফ কী দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, এবং সিগন্যাল রিসিভারটি একটি কার্বন মাইক্রোফোন ছিল যা জাহাজের হুলের ভিতর থেকে সংযুক্ত ছিল। সংকেতগুলি একটি মোর্স যন্ত্রপাতি এবং কান দ্বারা রেকর্ড করা হয়েছিল। পরে, সাইরেন একটি ঝিল্লি-টাইপ ইমিটার দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়। হাইড্রোফোনিক স্টেশন নামক ডিভাইসটির কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। নতুন স্টেশনের সমুদ্র পরীক্ষা 1908 সালের মার্চ মাসে হয়েছিল। কৃষ্ণ সাগরে, যেখানে নির্ভরযোগ্য সংকেত গ্রহণের পরিসীমা 10 কিমি অতিক্রম করেছে।

1909-1910 সালে বাল্টিক শিপইয়ার্ড দ্বারা ডিজাইন করা প্রথম সিরিয়াল সাউন্ড-ওয়াটার কমিউনিকেশন স্টেশন। সাবমেরিনে ইনস্টল করা হয়েছে "কার্প", "গুজুন", "স্টারলেট", « ম্যাকেরেল" এবং " পার্চ" সাবমেরিনগুলিতে স্টেশনগুলি ইনস্টল করার সময়, হস্তক্ষেপ কমানোর জন্য, রিসিভারটি একটি বিশেষ ফেয়ারিংয়ে অবস্থিত ছিল, একটি তারের দড়িতে স্টার্নের পিছনে টানা হয়েছিল। প্রথম বিশ্বযুদ্ধের সময়ই ব্রিটিশরা এমন সিদ্ধান্তে এসেছিল। তারপরে এই ধারণাটি ভুলে গিয়েছিল এবং শুধুমাত্র 1950 এর দশকের শেষের দিকে এটি বিভিন্ন দেশে শব্দ-প্রতিরোধী সোনার জাহাজ স্টেশন তৈরি করতে আবার ব্যবহার করা শুরু হয়েছিল।

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক্সের বিকাশের প্রেরণা ছিল প্রথম বিশ্বযুদ্ধ। যুদ্ধের সময়, জার্মান সাবমেরিনের ক্রিয়াকলাপের কারণে এন্টেন্ত দেশগুলি তাদের বণিক এবং সামরিক বহরে ব্যাপক ক্ষতির সম্মুখীন হয়েছিল। তাদের মোকাবেলার উপায় খুঁজে বের করার প্রয়োজন ছিল। শীঘ্রই তাদের খুঁজে পাওয়া যায়। নিমজ্জিত অবস্থানে থাকা একটি সাবমেরিন প্রপেলার এবং অপারেটিং মেকানিজম দ্বারা সৃষ্ট শব্দ দ্বারা শোনা যায়। একটি যন্ত্র যা শোরগোলযুক্ত বস্তু শনাক্ত করে এবং তাদের অবস্থান নির্ণয় করে তাকে বলা হয় নয়েজ ডিরেকশন ফাইন্ডার। ফরাসি পদার্থবিদ পি. ল্যাঙ্গেভিন 1915 সালে প্রথম শব্দের দিকনির্দেশ-অনুসন্ধানকারী স্টেশনের জন্য রোচেল লবণের তৈরি একটি সংবেদনশীল রিসিভার ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছিলেন।

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিকসের মৌলিক বিষয়

জলে শাব্দ তরঙ্গের প্রচারের বৈশিষ্ট্য

একটি ইকো ইভেন্টের উপাদান।

দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় জলে শাব্দ তরঙ্গের প্রচারের উপর ব্যাপক এবং মৌলিক গবেষণা শুরু হয়েছিল, যা নৌবাহিনী এবং প্রথমত, সাবমেরিনগুলির ব্যবহারিক সমস্যাগুলি সমাধান করার প্রয়োজনীয়তার দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল। যুদ্ধ-পরবর্তী বছরগুলিতে পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিক কাজ অব্যাহত ছিল এবং বেশ কয়েকটি মনোগ্রাফে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছিল। এই কাজের ফলস্বরূপ, জলে শাব্দ তরঙ্গের প্রচারের কিছু বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত এবং স্পষ্ট করা হয়েছিল: শোষণ, ক্ষয়, প্রতিফলন এবং প্রতিসরণ।

সমুদ্রের জলে শাব্দ তরঙ্গ শক্তির শোষণ দুটি প্রক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়: মাধ্যমের অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ এবং এতে দ্রবীভূত লবণের বিয়োজন। প্রথম প্রক্রিয়াটি একটি শাব্দ তরঙ্গের শক্তিকে তাপে রূপান্তরিত করে এবং দ্বিতীয়টি, রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে, ভারসাম্যের অবস্থা থেকে অণুগুলিকে সরিয়ে দেয় এবং তারা আয়নে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। অ্যাকোস্টিক কম্পনের ক্রমবর্ধমান ফ্রিকোয়েন্সির সাথে এই ধরনের শোষণ তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। পানিতে স্থগিত কণা, অণুজীব এবং তাপমাত্রার অসঙ্গতির উপস্থিতিও পানিতে শাব্দ তরঙ্গের ক্ষয় ঘটায়। একটি নিয়ম হিসাবে, এই ক্ষতিগুলি ছোট এবং মোট শোষণের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত থাকে, তবে কখনও কখনও, উদাহরণস্বরূপ, একটি জাহাজের জেগে থেকে বিক্ষিপ্ত হওয়ার ক্ষেত্রে, এই ক্ষতিগুলি 90% পর্যন্ত হতে পারে। তাপমাত্রার অসামঞ্জস্যতার উপস্থিতি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে শাব্দ তরঙ্গ শাব্দ ছায়া অঞ্চলে পড়ে, যেখানে এটি একাধিক প্রতিফলন ঘটাতে পারে।

জল - বায়ু এবং জল - নীচের মধ্যে ইন্টারফেসের উপস্থিতি তাদের থেকে একটি শাব্দ তরঙ্গের প্রতিফলনের দিকে পরিচালিত করে এবং যদি প্রথম ক্ষেত্রে শাব্দ তরঙ্গ সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয়, তবে দ্বিতীয় ক্ষেত্রে প্রতিফলন সহগ নীচের উপাদানের উপর নির্ভর করে: একটি কর্দমাক্ত নীচে খারাপভাবে প্রতিফলিত করে, বালুকাময় এবং পাথুরেগুলি ভালভাবে প্রতিফলিত করে। অগভীর গভীরতায়, নীচে এবং পৃষ্ঠের মধ্যে শাব্দ তরঙ্গের একাধিক প্রতিফলনের কারণে, একটি পানির নিচের শব্দ চ্যানেল দেখা যায়, যেখানে শাব্দ তরঙ্গ দীর্ঘ দূরত্বে প্রচার করতে পারে। বিভিন্ন গভীরতায় শব্দের গতির পরিবর্তনের ফলে শব্দ "রশ্মি" - প্রতিসরণ বাঁকানো হয়।

শব্দ প্রতিসরণ (শব্দ রশ্মির পথের বক্রতা)

জলে শব্দের প্রতিসরণ: a - গ্রীষ্মে; b - শীতকালে; বাম দিকে গভীরতার সাথে গতির পরিবর্তন। শব্দ প্রচারের গতি গভীরতার সাথে পরিবর্তিত হয় এবং পরিবর্তনগুলি বছর এবং দিনের সময়, জলাধারের গভীরতা এবং অন্যান্য অনেক কারণের উপর নির্ভর করে। উৎস থেকে দিগন্তে একটি নির্দিষ্ট কোণে উদ্ভূত শব্দ রশ্মি বাঁকানো হয় এবং বাঁকের দিক নির্ভর করে মাঝারি শব্দের গতির বন্টনের উপর: গ্রীষ্মে, যখন উপরের স্তরগুলি নীচের স্তরগুলির চেয়ে উষ্ণ হয়, তখন রশ্মিগুলি নীচের দিকে বাঁকে। এবং বেশিরভাগই নীচে থেকে প্রতিফলিত হয়, তাদের শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ হারায়। ; শীতকালে, যখন পানির নীচের স্তরগুলি তাদের তাপমাত্রা বজায় রাখে, যখন উপরের স্তরগুলি শীতল থাকে, তখন রশ্মিগুলি উপরের দিকে বাঁকানো হয় এবং বারবার জলের পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয়, যখন উল্লেখযোগ্যভাবে কম শক্তি নষ্ট হয়। অতএব, শীতকালে শব্দ প্রচারের পরিসর গ্রীষ্মের তুলনায় বেশি। শব্দ গতির উল্লম্ব বন্টন (VSD) এবং বেগের গ্রেডিয়েন্ট সামুদ্রিক পরিবেশে শব্দের প্রচারের উপর একটি সিদ্ধান্তমূলক প্রভাব ফেলে। বিশ্ব মহাসাগরের বিভিন্ন এলাকায় শব্দ গতির বন্টন ভিন্ন এবং সময়ের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়। ভিআরএসডির বেশ কয়েকটি সাধারণ ঘটনা রয়েছে:

মাধ্যমের অসঙ্গতি দ্বারা শব্দের বিচ্ছুরণ এবং শোষণ।

পানির নিচের শব্দে শব্দের প্রচার। চ্যানেল: a - গভীরতার সাথে শব্দের গতিতে পরিবর্তন; b - শব্দ চ্যানেলে রশ্মি পথ। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের প্রচার, যখন তরঙ্গদৈর্ঘ্য খুব ছোট হয়, সাধারণত জলের প্রাকৃতিক দেহে পাওয়া যায় এমন ছোট অসঙ্গতি দ্বারা প্রভাবিত হয়: গ্যাস বুদবুদ, অণুজীব ইত্যাদি। তরঙ্গ ফলস্বরূপ, শব্দ কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে তাদের প্রচারের পরিসর হ্রাস পায়। এই প্রভাবটি জলের পৃষ্ঠের স্তরে বিশেষভাবে লক্ষণীয়, যেখানে বেশিরভাগ অসঙ্গতি রয়েছে। অসঙ্গতি দ্বারা শব্দের বিচ্ছুরণ, সেইসাথে জলের অমসৃণ পৃষ্ঠতল এবং তলদেশ, পানির নিচের প্রতিধ্বনির ঘটনা ঘটায়, যা একটি শব্দ স্পন্দন প্রেরণের সাথে থাকে: শব্দ তরঙ্গ, একগুচ্ছ অসঙ্গতি থেকে প্রতিফলিত হয় এবং একত্রিত হয়, শব্দ নাড়ি দীর্ঘায়িত, যা শেষ হওয়ার পরেও চলতে থাকে। পানির নিচের শব্দের প্রচারের সীমাও সমুদ্রের প্রাকৃতিক শব্দ দ্বারা সীমিত, যার একটি দ্বৈত উত্স রয়েছে: শব্দের একটি অংশ জলের উপরিভাগে তরঙ্গের প্রভাব থেকে উদ্ভূত হয়, সমুদ্রের সার্ফ থেকে, ঘূর্ণায়মান নুড়ি, ইত্যাদির আওয়াজ; অন্য অংশটি সামুদ্রিক প্রাণীজগতের সাথে যুক্ত (হাইড্রোবিয়েন্ট দ্বারা উৎপন্ন শব্দ: মাছ এবং অন্যান্য সামুদ্রিক প্রাণী)। বায়োহাইড্রোঅ্যাকোস্টিক্স এই অত্যন্ত গুরুতর দিকটি নিয়ে কাজ করে।

শব্দ তরঙ্গ প্রচার পরিসীমা

শব্দ তরঙ্গের প্রচার পরিসর হল বিকিরণ কম্পাঙ্কের একটি জটিল ফাংশন, যা শাব্দিক সংকেতের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে অনন্যভাবে সম্পর্কিত। যেমনটি পরিচিত, জলজ পরিবেশের দ্বারা শক্তিশালী শোষণের কারণে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাকোস্টিক সংকেতগুলি দ্রুত হ্রাস পায়। বিপরীতে, নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলি জলজ পরিবেশে দীর্ঘ দূরত্বে প্রচার করতে সক্ষম। এইভাবে, 50 Hz ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি শাব্দ সংকেত হাজার হাজার কিলোমিটার দূরত্বে সমুদ্রে প্রচার করতে পারে, যখন 100 kHz ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি সংকেত, সাইড-স্ক্যান সোনার জন্য সাধারণত, শুধুমাত্র 1-2 কিমি এর প্রচার পরিসীমা থাকে। . বিভিন্ন অ্যাকোস্টিক সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) সহ আধুনিক সোনারগুলির আনুমানিক পরিসর টেবিলে দেওয়া হয়েছে:

ব্যবহারের ক্ষেত্র।

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিকস ব্যাপক ব্যবহারিক প্রয়োগ পেয়েছে, যেহেতু কোনো উল্লেখযোগ্য দূরত্বে পানির নিচে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ প্রেরণের জন্য একটি কার্যকর ব্যবস্থা এখনও তৈরি হয়নি, এবং তাই শব্দই পানির নিচে যোগাযোগের একমাত্র সম্ভাব্য মাধ্যম। এই উদ্দেশ্যে, 300 থেকে 10,000 Hz পর্যন্ত শব্দ ফ্রিকোয়েন্সি এবং 10,000 Hz এবং তার উপরে আল্ট্রাসাউন্ড ব্যবহার করা হয়। ইলেক্ট্রোডাইনামিক এবং পাইজোইলেকট্রিক ইমিটার এবং হাইড্রোফোনগুলি সাউন্ড ডোমেনে ইমিটার এবং রিসিভার হিসাবে এবং আল্ট্রাসনিক ডোমেনে পাইজোইলেকট্রিক এবং ম্যাগনেটোস্ট্রিকটিভ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক্সের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য প্রয়োগ:

• সামরিক সমস্যা সমাধানের জন্য;
• সামুদ্রিক নেভিগেশন;
• শব্দ যোগাযোগ;
• মাছ ধরার অন্বেষণ;
• মহাসাগরীয় গবেষণা;
• সমুদ্রের তলদেশের সম্পদের উন্নয়নের জন্য কার্যকলাপের ক্ষেত্র;
• পুলে ধ্বনিবিদ্যা ব্যবহার করা (বাড়িতে বা সিঙ্ক্রোনাইজড সাঁতার প্রশিক্ষণ কেন্দ্রে)
• সামুদ্রিক প্রাণী প্রশিক্ষণ।

মন্তব্য

সাহিত্য এবং তথ্যের উৎস

সাহিত্য:

• ভি.ভি. শুলেইকিন সমুদ্রের পদার্থবিদ্যা. - মস্কো: "বিজ্ঞান", 1968। - 1090 পি।
• আমি একটি. রোমানিয়ান হাইড্রোঅ্যাকোস্টিকসের মৌলিক বিষয়. - মস্কো: "জাহাজ নির্মাণ", 1979 - 105 পি।
• ইউ.এ. কোরিয়াকিন হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক সিস্টেম. - সেন্ট পিটার্সবার্গ: "সেন্ট পিটার্সবার্গের বিজ্ঞান এবং রাশিয়ার সমুদ্র শক্তি", 2002। - 416 পি।

শব্দ শব্দ তরঙ্গের মাধ্যমে ভ্রমণ করে। এই তরঙ্গগুলি কেবল গ্যাস এবং তরলগুলির মাধ্যমে নয়, বরং কঠিন পদার্থের মাধ্যমেও ভ্রমণ করে। যে কোনো তরঙ্গের ক্রিয়া প্রধানত শক্তির স্থানান্তর নিয়ে গঠিত। শব্দের ক্ষেত্রে, স্থানান্তর আণবিক স্তরে মিনিট নড়াচড়ার রূপ নেয়।

গ্যাস এবং তরলগুলিতে, একটি শব্দ তরঙ্গ অণুগুলিকে তার গতিবিধির দিকে, অর্থাৎ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে নিয়ে যায়। কঠিন পদার্থে, অণুর শব্দ কম্পন তরঙ্গের লম্ব দিকেও ঘটতে পারে।

শব্দ তরঙ্গগুলি তাদের উত্স থেকে সমস্ত দিকে ভ্রমণ করে, যেমনটি ছবিতে দেখানো হয়েছে ডানদিকে, যা দেখায় যে একটি ধাতব ঘণ্টা পর্যায়ক্রমে তার জিহ্বার সাথে সংঘর্ষ করছে। এই যান্ত্রিক সংঘর্ষের ফলে ঘণ্টা কম্পিত হয়। কম্পনের শক্তি আশেপাশের বাতাসের অণুতে সঞ্চারিত হয় এবং তারা বেল থেকে দূরে ঠেলে দেওয়া হয়। ফলস্বরূপ, বেল সংলগ্ন বায়ুর স্তরে চাপ বৃদ্ধি পায়, যা উত্স থেকে সমস্ত দিকে তরঙ্গ আকারে ছড়িয়ে পড়ে।

শব্দের গতি ভলিউম বা স্বর থেকে স্বাধীন। একটি কক্ষের রেডিও থেকে সমস্ত শব্দ, তা উচ্চ বা নরম, উচ্চ পিচ বা নিম্ন পিচ, একই সময়ে শ্রোতার কাছে পৌঁছায়।

শব্দের গতি নির্ভর করে এটি যে মাধ্যমে ভ্রমণ করে এবং এর তাপমাত্রার উপর। গ্যাসগুলিতে, শব্দ তরঙ্গ ধীরে ধীরে ভ্রমণ করে কারণ তাদের বিরল আণবিক গঠন কম্প্রেশনের সামান্য প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয়। তরল পদার্থে শব্দের গতি বৃদ্ধি পায় এবং কঠিন পদার্থে এটি আরও দ্রুততর হয়, যেমনটি নিচের চিত্রে মিটার প্রতি সেকেন্ডে (মি/সেকেন্ড) দেখানো হয়েছে।

ঢেউয়ের পথ

শব্দ তরঙ্গগুলি এমনভাবে বাতাসের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে যা ডানদিকে চিত্রে দেখানো হয়েছে। বেলের কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত তরঙ্গ ফ্রন্টগুলি একে অপরের থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে উত্স থেকে সরে যায়। একটি শব্দ তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি ইউনিট সময় একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর মধ্য দিয়ে যাওয়া তরঙ্গ ফ্রন্টের সংখ্যা গণনা করে নির্ধারিত হয়।

সাউন্ড ওয়েভ ফ্রন্ট কম্পিত ঘণ্টা থেকে দূরে সরে যায়।

সমানভাবে উত্তপ্ত বায়ুতে, শব্দ একটি ধ্রুবক গতিতে ভ্রমণ করে।

দ্বিতীয় ফ্রন্টটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান দূরত্বে প্রথমটিকে অনুসরণ করে।

শব্দের তীব্রতা উৎসের সবচেয়ে কাছাকাছি।

একটি অদৃশ্য তরঙ্গের গ্রাফিক উপস্থাপনা

গভীরতার শব্দ শব্দ

শব্দ তরঙ্গের একটি সোনার রশ্মি সহজেই সমুদ্রের জলের মধ্য দিয়ে যায়। সোনার নীতিটি এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে শব্দ তরঙ্গ সমুদ্রের তল থেকে প্রতিফলিত হয়; এই ডিভাইসটি সাধারণত পানির নিচের ভূখণ্ডের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।

ইলাস্টিক কঠিন পদার্থ

শব্দ একটি কাঠের থালায় ভ্রমণ. বেশিরভাগ কঠিন পদার্থের অণুগুলি একটি ইলাস্টিক স্থানিক জালিতে আবদ্ধ থাকে, যা খারাপভাবে সংকুচিত হয় এবং একই সাথে শব্দ তরঙ্গের উত্তরণকে ত্বরান্বিত করে।

.

শব্দ বাতাসের চেয়ে পানিতে পাঁচগুণ দ্রুত ভ্রমণ করে। গড় গতি 1400 - 1500 মি/সেকেন্ড (বাতাসে শব্দের গতি 340 মি/সেকেন্ড)। এটা মনে হবে যে জলে শ্রবণযোগ্যতাও উন্নত হয়। আসলে, এটি কেস থেকে অনেক দূরে। সর্বোপরি, শব্দের শক্তি প্রচারের গতির উপর নির্ভর করে না, তবে শব্দ কম্পনের প্রশস্ততা এবং শ্রবণ অঙ্গগুলির উপলব্ধি ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। কর্টি অঙ্গ, যা শ্রবণ কোষ নিয়ে গঠিত, ভিতরের কানের কক্লিয়াতে অবস্থিত। শব্দ তরঙ্গ কানের পর্দা, শ্রবণ ওসিকেলস এবং কর্টি অঙ্গের ঝিল্লিকে কম্পিত করে। পরের চুলের কোষ থেকে, যা শব্দ কম্পন অনুভব করে, স্নায়বিক উদ্দীপনা মস্তিষ্কের টেম্পোরাল লোবে অবস্থিত শ্রবণ কেন্দ্রে যায়।

একটি শব্দ তরঙ্গ মানুষের অভ্যন্তরীণ কানে দুটি উপায়ে প্রবেশ করতে পারে: বাহ্যিক শ্রবণ খাল, কানের পর্দা এবং মধ্যকর্ণের ossicles মাধ্যমে বায়ু সঞ্চালনের মাধ্যমে এবং হাড়ের প্রবাহের মাধ্যমে - মাথার খুলির হাড়ের কম্পন। ভূপৃষ্ঠে, বায়ু সঞ্চালন প্রাধান্য পায়, এবং জলের নিচে, হাড়ের পরিবাহিতা প্রাধান্য পায়। সহজ অভিজ্ঞতা আমাদের এটা নিশ্চিত করে। দুই কান হাতের তালু দিয়ে ঢেকে রাখুন। পৃষ্ঠে, শ্রুতিমধুর দ্রুত অবনতি হবে, কিন্তু পানির নিচে এটি পরিলক্ষিত হয় না।

সুতরাং, জলের নীচে, শব্দগুলি প্রাথমিকভাবে হাড়ের সঞ্চালনের মাধ্যমে অনুভূত হয়। তাত্ত্বিকভাবে, এটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে পানির শাব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা মানুষের টিস্যুর শাব্দিক প্রতিরোধের কাছে আসে। অতএব, একজন ব্যক্তির মাথার হাড়ে পানি থেকে শব্দ তরঙ্গের স্থানান্তরের সময় শক্তির ক্ষতি বাতাসের তুলনায় কম। বায়ু সঞ্চালন প্রায় জলের নীচে অদৃশ্য হয়ে যায়, যেহেতু বাহ্যিক শ্রবণ খাল জলে ভরা থাকে এবং কানের পর্দার কাছে বাতাসের একটি ছোট স্তর দুর্বলভাবে শব্দ কম্পন প্রেরণ করে।

পরীক্ষায় দেখা গেছে যে হাড়ের পরিবাহিতা বায়ু পরিবাহিতা থেকে 40% কম। অতএব, জলের নীচে শ্রবণযোগ্যতা সাধারণত খারাপ হয়। শব্দের হাড়ের সঞ্চালনের সাথে শ্রবণযোগ্যতার পরিসর টোনালিটির মতো শক্তির উপর এতটা নির্ভর করে না: স্বর যত বেশি হবে, তত দূরে শব্দ শোনা যায়।

মানুষের জন্য পানির নিচের জগতটি নীরবতার একটি জগত, যেখানে কোন বহিরাগত শব্দ নেই। অতএব, সহজতম শব্দ সংকেতগুলি যথেষ্ট দূরত্বে জলের নীচে অনুভূত হতে পারে। একজন ব্যক্তি 150-200 মিটার দূরত্বে জলে নিমজ্জিত একটি ধাতব ক্যানিস্টারে একটি ঘা শুনতে পান, 100 মিটারে একটি শব্দ এবং 60 মিটারে একটি ঘণ্টা।

জলের নীচে তৈরি শব্দগুলি সাধারণত পৃষ্ঠে অশ্রাব্য হয়, ঠিক যেমন বাইরের শব্দগুলি জলের নীচে অশ্রাব্য। পানির নিচের শব্দগুলি উপলব্ধি করতে, আপনাকে অবশ্যই অন্তত আংশিকভাবে নিমজ্জিত হতে হবে। আপনি যদি আপনার হাঁটু পর্যন্ত জলে প্রবেশ করেন তবে আপনি এমন একটি শব্দ অনুভব করতে শুরু করেন যা আগে শোনা যায়নি। আপনি ডুব হিসাবে, ভলিউম বৃদ্ধি. মাথা নিমজ্জিত হলে এটি বিশেষত শ্রবণযোগ্য।

পৃষ্ঠ থেকে শব্দ সংকেত পাঠাতে, আপনাকে অবশ্যই শব্দের উত্সটি কমপক্ষে অর্ধেক পানিতে নামাতে হবে এবং শব্দের শক্তি পরিবর্তন হবে। কান দ্বারা জলের নিচে ওরিয়েন্টেশন অত্যন্ত কঠিন। বাতাসে, এক কানে শব্দ অন্য কানে 0.00003 সেকেন্ড আগে আসে। এটি আপনাকে শুধুমাত্র 1-3° এর ত্রুটি সহ শব্দ উত্সের অবস্থান নির্ধারণ করতে দেয়। পানির নিচে, শব্দ একই সাথে উভয় কান দ্বারা অনুভূত হয় এবং তাই স্পষ্ট, দিকনির্দেশক উপলব্ধি ঘটে না। অভিযোজন ত্রুটি 180° হতে পারে।

একটি বিশেষভাবে মঞ্চস্থ পরীক্ষায়, শুধুমাত্র স্বতন্ত্র আলো ডাইভার দীর্ঘ বিচরণ এবং... অনুসন্ধানগুলি শব্দ উত্সের অবস্থানে গিয়েছিল, যা তাদের থেকে 100-150 মিটার দূরে অবস্থিত ছিল। এটি লক্ষ করা গেছে যে দীর্ঘ সময়ের জন্য পদ্ধতিগত প্রশিক্ষণ পানির নীচে শব্দ দ্বারা বেশ সঠিকভাবে নেভিগেট করার ক্ষমতা বিকাশ করা সম্ভব করে। যাইহোক, প্রশিক্ষণ বন্ধ হওয়ার সাথে সাথে এর ফলাফল বাতিল হয়ে যায়।