ध्वनि एवं विद्युत चुंबकीय तरंगें

ध्वनि एवं विद्युत चुंबकीय तरंगें भौतिकी का एक महत्वपूर्ण अध्याय है। ध्वनि तरंगें यांत्रिक तरंगें होती हैं, जिन्हें संचरण के लिए माध्यम की आवश्यकता होती है, जबकि विद्युत चुंबकीय तरंगें निर्वात में भी गति कर सकती हैं और ऊर्जा का संचार करती हैं।

विगत वर्षों में पूछे गए प्रश्न

वर्ष	प्रश्न	अंक
2018	(अ) सूक्ष्म-तरंगों (माइक्रोवेव) की लगभग तरंगदैर्घ्य सीमा क्‍या है ?(ब) माइक्रोवेव ओवन का सिद्धान्त समझाइये	5M
2018	एनालॉग और डिजिटल सिग्नल के बीच अंतर करें।	2M

ध्वनि तरंगें

ध्वनि क्या है?

• ध्वनि एक प्रकार की ऊर्जा है जो कंपन करने वाली वस्तुओं द्वारा उत्पन्न होती है।
• यह यांत्रिक तरंगों (mechanical waves) के रूप में किसी माध्यम (ठोस, द्रव, या गैस) के माध्यम से यात्रा करती है।

परिभाषा: ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है जो किसी माध्यम में कणों के आगे-पीछे कंपन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।

• ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार, ऊर्जा को बदला जा सकता है, लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता। ध्वनि के मामले में, यांत्रिक ऊर्जा ध्वनि ऊर्जा में परिवर्तित होती है।

ध्वनि का संचरण

• ध्वनि किसी माध्यम (ठोस, द्रव, या गैस) के माध्यम से संचरित होती है, जो कम्पन करने वाली वस्तु द्वारा उत्पन्न विक्षोभ को वहन करता है। यह निर्वात में संचरित नहीं हो सकती।
• माध्यम के कण कंपन करते हैं, लेकिन वे आगे नहीं बढ़ते। व्यवधान/विक्षोभ (disturbance) तरंग के रूप में माध्यम के माध्यम से चलता है।
• ध्वनि तरंग को संपीडन (compressions) और विरलन (rarefactions) के क्रम के रूप में देखा जा सकता है।
  • संपीडन: उच्च दबाव वाले क्षेत्र, जहाँ कंपन करने वाली वस्तु हवा को धक्का देकर संपीड़ित करती है।
  • विरलन: निम्न दबाव वाले क्षेत्र, जो वस्तु के पीछे हटने पर बनते हैं।
• संपीडन और विरलन का यह वैकल्पिक प्रक्रिया ध्वनि ऊर्जा को हवा के माध्यम से ले जाती है।
• इस प्रकार, ध्वनि का संचरण माध्यम में घनत्व परिवर्तन (density variations) या दबाव परिवर्तन (pressure variations) के संचरण के रूप में देखा जा सकता है।

ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है

• यांत्रिक तरंग = इसके लिए माध्यम की आवश्यकता होती है।
• यह व्यवधान है, न कि कण, जो आगे बढ़ता है।

यांत्रिक बनाम विद्युत चुम्बकीय तरंगें

गुण	यांत्रिक तरंगें	विद्युत चुम्बकीय तरंगें
माध्यम की आवश्यकता	हाँ	नहीं
उदाहरण	ध्वनि, जल तरंगें, भूकंपीय तरंगें	प्रकाश, एक्स-रे, रेडियो तरंगें
संचरण का तरीका	कणों का कंपन	विद्युत और चुम्बकीय क्षेत्र का दोलन
गति	माध्यम पर निर्भर	निर्वात में प्रकाश की गति (3×10⁸ मी/से)

ध्वनि एक यांत्रिक तरंग है → ध्वनि को संचरण के लिए माध्यम (हवा, पानी, ठोस) की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि अंतरिक्ष में आप कुछ भी नहीं सुन सकते!

प्रयोग: बेल जार और वैक्यूम पंप

• एक बजता हुआ इलेक्ट्रिक घंटा (बेल) एक कांच के बेल जार के अंदर रखा जाता है।
• शुरू में, जब जार में हवा होती है, घंटे की आवाज स्पष्ट रूप से सुनाई देती है।
• जैसे ही वैक्यूम पंप जार से हवा निकालता है:
  • आवाज धीमी होने लगती है।
  • अंततः, जब जार से अधिकांश हवा निकाल दी जाती है, तो बहुत ही हल्की आवाज सुनाई देती है।
  • यदि सारी हवा निकाल दी जाए, तो कोई आवाज नहीं सुनाई देती, भले ही घंटा अभी भी बज रहा हो।
• निष्कर्ष: ध्वनि को यात्रा करने के लिए हवा जैसे माध्यम की आवश्यकता होती है। निर्वात (वैक्यूम) में ध्वनि नहीं होती।

अनुदैर्ध्य तरंगें (ध्वनि तरंगें) बनाम अनुप्रस्थ तरंगें

ध्वनि तरंग की विशेषताएँ

1. तरंगदैर्ध्य (λ)

• यह दो क्रमिक संपीडनों (compressions) या विरलनों (rarefactions) के बीच की दूरी है।
• इसे ग्रीक अक्षर लैम्ब्डा (λ) द्वारा दर्शाया जाता है।
• SI इकाई: मीटर (m)
• गति और आवृत्ति से संबंध: 

v = ν × λ

2. आवृत्ति (ν)

• यह प्रति सेकंड में किसी बिंदु से गुजरने वाली कंपनों (या तरंगों) की संख्या है।
• ध्वनि की तारत्व (pitch) को निर्धारित करती है।
• इसे ग्रीक अक्षर न्यू (ν) द्वारा दर्शाया जाता है।
• SI इकाई: हर्ट्ज (Hz)
•  1 Hz = प्रति सेकंड 1 कंपन
• मानव श्रवण सीमा: 20 Hz से 20,000 Hz
• उदाहरण: यदि आप एक ड्रम को एक सेकंड में 5 बार बजाते हैं, तो उसकी आवृत्ति 5 Hz होगी।

तारत्व :
हमारे मस्तिष्क द्वारा आवृत्ति की व्याख्या।.

• उच्च आवृत्ति → उच्च तारत्व (उदाहरण: सीटी की आवाज)
• निम्न आवृत्ति → निम्न तारत्व (उदाहरण: ड्रम की आवाज)

3. आवर्त काल

• एक कंपन (oscillation) को पूरा करने में लिया गया समय।
• SI इकाई: सेकंड (s)
• आवृत्ति के साथ संबंध:

4. आयाम  (A)

• यह कणों का उनके विश्राम स्थिति (औसत स्थिति) से अधिकतम विस्थापन है।
• इकाई: मीटर (m)
• चित्रों में दर्शाया जाता है: तरंग की मध्य रेखा से शिखर (crest) या गर्त (trough) तक की ऊँचाई।
• अधिक आयाम → ध्वनि की तीव्रता (loudness) अधिक।

    उदाहरण:

• टेबल को हल्के से थपथपाएँ → कम आयाम → धीमी आवाज
• टेबल को जोर से मारें → अधिक आयाम → तेज आवाज

ध्वनि की अन्य विशेषताएँ

तीव्रता

• यह आयाम पर निर्भर करती है।
• अधिक आयाम = तेज ध्वनि।
• प्रबल ध्वनि अधिक ऊर्जा ले जाती है और अधिक दूरी तक यात्रा कर सकती है।

तारत्व

• यह आवृत्ति पर निर्भर करती है।
• अधिक आवृत्ति = उच्च तारत्व
• महिलाओं की आवाज आमतौर पर पुरुषों की तुलना में उच्च तारत्व वाली होती है।

तीव्रता बनाम तीव्र ध्वनि

• तीव्रता (Intensity): प्रति सेकंड प्रति इकाई क्षेत्र से गुजरने वाली ध्वनि ऊर्जा की मात्रा।
• तीव्र ध्वनि (Loudness): हमारे कान तीव्रता को कैसे अनुभव करते हैं। दो ध्वनियों की तीव्रता समान हो सकती है, लेकिन कान की संवेदनशीलता के कारण उनकी तीव्र ध्वनि भिन्न हो सकती है।

गुणवत्ता या स्वरलहरी

• यह वह विशेषता है जो विभिन्न स्रोतों से आने वाली ध्वनियों को भिन्न महसूस कराती है, भले ही उनकी तारत्व और तीव्रता समान हो।
• उदाहरण: एक बाँसुरी और एक वायलिन की तारत्व और तीव्रता समान हो सकती है, लेकिन उनकी गुणवत्ता या स्वरलहरी के कारण वे अलग-अलग सुनाई देती हैं।

स्वर, नोट, और शोर

शब्द	अर्थ
स्वर	एकल आवृत्ति की ध्वनि
नोट	कई आवृत्तियों के मिश्रण से उत्पन्न ध्वनि (आनंददायक)
शोर	अप्रिय ध्वनि (अनियमित पैटर्न)

ध्वनि की गति

परिभाषा :

• किसी माध्यम में (समान परिस्थितियों में) ध्वनि की गति लगभग स्थिर रहती है।

विभिन्न माध्यमों में ध्वनि की गति

माध्यम	ध्वनि की गति (लगभग)
ठोस	सबसे तेज
द्रव	मध्यम
गैस	सबसे धीमी

• ध्वनि ठोस में द्रव या गैस की तुलना में सबसे तेज यात्रा करती है।
• उच्च तापमान = ध्वनि की गति अधिक।
  • उदाहरण :
    • हवा में 0°C पर → 331 मी/से
    • हवा में 22°C पर → 344 मी/से

💡 नोट: ध्वनि प्रकाश की तुलना में बहुत धीमी गति से यात्रा करती है, यही कारण है कि हम बिजली चमकने के बाद गड़गड़ाहट सुनते हैं।

ध्वनिक विस्फोट

जब कोई वस्तु ध्वनि की गति से तेज गति से चलती है, तो उसे अतिध्वनिक गति (supersonic speed) (हवा में 25°C पर लगभग 343 मी/से) से चलना कहा जाता है। 

• उदाहरण: गोलियाँ, लड़ाकू जेट, कुछ रॉकेट।

अतिध्वनिक गति पर क्या होता है?

• आघात तरंगों के कारण हवा के दबाव में अचानक परिवर्तन होता है, जिससे एक तेज, जोरदार आवाज उत्पन्न होती है, जिसे ध्वनिक विस्फोट कहा जाता है।
• यह आवाज विस्फोट या तेज गड़गड़ाहट की तरह सुनाई देती है।.

सोनिक बूम (Sonic Boom)

• जब कोई वस्तु ध्वनि की गति से तेज़ चलती है, तो उससे उत्पन्न झटका तरंगें (shock waves) हवा में दाब का अचानक परिवर्तन करती हैं। इस परिवर्तन से एक तेज़, तीव्र और धमाके जैसी ध्वनि उत्पन्न होती है, जिसे सोनिक बूम कहा जाता है।
• यह आवाज़ किसी विस्फोट या जोरदार गरज (बिजली की कड़क) जैसी प्रतीत होती है।

ध्वनिक विस्फोट के प्रभाव

• कांच की खिड़कियाँ तोड़ सकता है।
• इमारतों को भी नुकसान पहुँचा सकता है।
• यही कारण है कि आबादी वाले क्षेत्रों में अतिध्वनिक उड़ानों पर प्रतिबंध है।

ध्वनि का परावर्तन

• प्रकाश की तरह, ध्वनि भी किसी ठोस या द्रव सतह से टकराने पर परावर्तित होती है। यह परावर्तन के नियमों का पालन करती है :
  • आपतन कोण = परावर्तन कोण
  • आपतित ध्वनि, परावर्तित ध्वनि, और अभिलंब (normal) सभी एक ही तल में होते हैं।
• क्या आवश्यक है?
  ध्वनि तरंगों को प्रभावी ढंग से परावर्तित करने के लिए एक बड़ा अवरोध (चिकना या खुरदरा) आवश्यक है।

प्रतिध्वनि

• परिभाषा: प्रतिध्वनि वह ध्वनि है जो किसी दूर की वस्तु, जैसे ऊँची इमारत या पहाड़, से परावर्तित होकर दोबारा सुनाई देती है।
• प्रतिध्वनि सुनने की शर्त:
  • मूल ध्वनि और उसकी प्रतिध्वनि के बीच का समय अंतराल ≥ 0.1 सेकंड होना चाहिए, क्योंकि मस्तिष्क इतने समय तक ध्वनि को याद रखता है।
  • 22°C पर ध्वनि की गति = 344 मी/से
  • इसलिए, न्यूनतम कुल दूरी = 344 × 0.1 = 34.4 मीटर
  • इस प्रकार, अवरोध की न्यूनतम दूरी = 17.2 मीटर
• रोचक तथ्य:
  गड़गड़ाहट (thunder) का लुढ़कना बादलों और जमीन के बीच ध्वनि के बार-बार परावर्तन के कारण होता है।

गूँज/अनुरणन

• परिभाषा : गूँज वह स्थिति है जिसमें किसी बड़े कमरे या हॉल में बार-बार परावर्तन के कारण ध्वनि लंबे समय तक बनी रहती है।
• समस्या : अत्यधिक गूँज के कारण सभागारों जैसे स्थानों में ध्वनि अस्पष्ट हो सकती है।
• समाधान : गूँज को कम करने के लिए निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है
  • ध्वनि-अवशोषक सामग्री: जैसे संपीडित फाइबरबोर्ड, खुरदरी प्लास्टर, पर्दे।
  • विशेष सीट सामग्री: जो ध्वनि को अवशोषित करती हैं।

ध्वनि के बहु-परावर्तन के उपयोग

1. मेगाफोन, लाउडहेलर, तुरही, शहनाई : ये शंक्वाकार आकार (conical shapes) का उपयोग करके ध्वनि तरंगों को एक दिशा में आगे निर्देशित करते हैं, जिससे ध्वनि मुख्य रूप से एक दिशा में जाती है।

2. स्टेथोस्कोप : स्टेथोस्कोप ट्यूब के अंदर बार-बार परावर्तन का उपयोग करता है ताकि मरीज के आंतरिक ध्वनियाँ (जैसे हृदय की धड़कन) डॉक्टर के कानों तक पहुँच सकें।

3. सम्मेलन और सिनेमा हॉल :

• इनमें घुमावदार छतें होती हैं जो ध्वनि को हॉल के सभी हिस्सों में परावर्तित करती हैं।
• कभी-कभी मंच के पीछे एक घुमावदार ध्वनि बोर्ड रखा जाता है ताकि ध्वनि दर्शकों के बीच समान रूप से फैले।

श्रवण यंत्र (Hearing Aid)

• श्रवण यंत्र सुनने की क्षमता में कमी वाले लोगों की सहायता करता है। यह एक बैटरी से चलने वाला इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है।

यह कैसे काम करता है:

1. माइक्रोफोन: ध्वनि को ग्रहण करता है।
2. एम्प्लिफायर: ध्वनि को बढ़ाता (amplifies) करता है।
3. स्पीकर: तेज ध्वनि को कान में भेजता है।

श्रव्य सीमा

• मानव श्रवण सीमा :
  👂 मनुष्य 20 Hz से 20,000 Hz (या 20 kHz) के बीच की ध्वनियाँ सुन सकते हैं।.
  • 1 Hz = प्रति सेकंड 1 कंपन
  • 1 kHz = 1000 Hz
• बच्चे और कुछ जानवर :
  • 5 वर्ष से कम उम्र के बच्चे और कुछ जानवर, जैसे कुत्ते, 25,000 Hz (25 kHz) तक की ध्वनियाँ सुन सकते हैं।
  • उम्र बढ़ने के साथ, हमारे कान उच्च आवृत्तियों के प्रति कम संवेदनशील हो जाते हैं।

ध्वनि आवृत्तियों के प्रकार

प्रकार	आवृत्ति सीमा	उदाहरण
अवश्रव्य	20 Hz से नीचे	पेंडुलम, भूकंप, गैंडे, व्हेल, हाथी
श्रव्य	20 Hz – 20 kHz	सामान्य मानव श्रवण सीमा
पराश्रव्य	20 kHz से ऊपर	चमगादड़, डॉल्फिन, पॉरपॉइज़, चूहे, कुछ पतंगे

• कुछ जानवर भूकंप से पहले अवश्रव्य ध्वनि (infrasound) को महसूस करते हैं, जिससे वे संभवतः खतरे से बच सकते हैं।
• 🦇 पराश्रव्य ध्वनि (ultrasound) चमगादड़ों को प्रतिध्वनि-स्थानन (echolocation) के माध्यम से वस्तुओं का पता लगाने में मदद करती है।
• 🐭 चूहे संचार और खेलने के लिए पराश्रव्य ध्वनि का उपयोग करते हैं।

पराश्रव्य ध्वनि: उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें

• पराश्रव्य ध्वनि ऐसी ध्वनि तरंगें हैं जिनकी आवृत्ति 20,000 Hz (20 kHz) से अधिक होती है।

• ये तरंगें सीधी रेखाओं में यात्रा करती हैं और आसानी से अवरोधों को पार कर सकती हैं।
• पराश्रव्य ध्वनि का उद्योगों और चिकित्सा क्षेत्र में व्यापक उपयोग होता है।

पराश्रव्य ध्वनि के औद्योगिक अनुप्रयोग

• नाजुक या दुर्गम हिस्सों की सफाई
  • सर्पिल ट्यूब, इलेक्ट्रॉनिक पार्ट्स, और अजीब आकार के घटकों की सफाई के लिए उपयोग किया जाता है।
  • वस्तुओं को एक सफाई घोल (cleaning solution) में रखा जाता है, और उसमें पराश्रव्य तरंगें प्रवाहित की जाती हैं।
  • उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि धूल, ग्रीस, और गंदगी को हटाने में मदद करती है।
• धातु के ब्लॉकों में दरारें या दोषों का पता लगाना
  • यह प्रक्रिया पुलों, इमारतों, मशीनों और वैज्ञानिक उपकरणों की सुरक्षा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण होती है।
  • इसमें अल्ट्रासाउंड तरंगों को धातु के भीतर से गुजारा जाता है।
  • यदि धातु में कोई दरार या छेद होता है, तो ये तरंगें उस स्थान से टकराकर वापस लौटती हैं (परावर्तित होती हैं) और उन्हें आसानी से पहचाना जा सकता है।
  • साधारण ध्वनि तरंगों का उपयोग नहीं किया जा सकता क्योंकि वे दोषों के चारों ओर मुड़ जाती हैं और सही जानकारी नहीं दे पातीं।
  • यह तकनीक यह सुनिश्चित करने में मदद करती है कि छिपे हुए नुकसान से कोई संरचनात्मक विफलता (structural failure) न हो।

अल्ट्रासाउंड के चिकित्सीय उपयोग

• अल्ट्रासाउंड के चिकित्सीय उपयोग
  • हृदय के विभिन्न भागों से अल्ट्रासाउंड तरंगों के परावर्तन द्वारा हृदय की छवियाँ बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
• अल्ट्रासोनोग्राफी
  • शरीर के अंदर देखने का एक सुरक्षित और बिना दर्द का तरीका।
  • जैसे आंतरिक अंगों — यकृत, गुर्दा, पित्ताशय, गर्भाशय आदि को देखने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • ट्यूमर, पथरी और अन्य असामान्यताओं का पता लगाने में मदद करता है।
  • गर्भावस्था के दौरान भ्रूण की वृद्धि और विकास को देखने के लिए भी उपयोग किया जाता है।
• गुर्दे की पथरी तोड़ना
  • अल्ट्रासाउंड की मदद से गुर्दे की पथरी को छोटे-छोटे कणों में तोड़ा जा सकता है, जिन्हें बाद में मूत्र के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है।

प्राकृतिक रूप में अल्ट्रासाउंड: चमगादड़ और पोरपॉइज़

• चमगादड़ रात में उड़ने और शिकार करने के लिए आँखों की जगह अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं।
• वे तीखी अल्ट्रासोनिक चीखें निकालते हैं (ऐसी तीखी ध्वनियाँ जो मनुष्यों को सुनाई नहीं देतीं)।
• ये ध्वनियाँ किसी अवरोध या शिकार से टकराकर गूंज (echo) के रूप में वापस लौटती हैं।
• चमगादड़ के कान इन गूंजों को पहचानते हैं, जिससे यह पता चलता है:
  • वस्तु की दिशा, दूरी और आकार।
• इस प्रक्रिया को इकोलोकेशन कहा जाता है।
• पोरपॉइज़ (समुद्री जीवों की एक प्रजाति) भी अंधेरे पानी में दिशा जानने और भोजन खोजने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं।

सोनार (SONAR – Sound Navigation And Ranging)

सोनार एक तकनीक/यंत्र है जो अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके पानी के नीचे की वस्तुओं की दूरी, दिशा और गति का पता लगाने और मापने के लिए प्रयोग होता है।

कैसे काम करता है

• स्थापित किया जाता है: नावों या जहाजों में
• मुख्य भाग:
  • ट्रांसमीटर/प्रेषित – अल्ट्रासोनिक तरंगें भेजता है
  • डिटेक्टर/संसूचक – परावर्तित तरंगें प्राप्त करता है और उन्हें प्रोसेस करता है

प्रक्रिया:

1. ट्रांसमीटर पानी में अल्ट्रासोनिक तरंगें भेजता है।
2. ये तरंगें पानी में यात्रा करती हैं और किसी वस्तु (जैसे समुद्र तल, पनडुब्बी) से टकराती हैं।
3. तरंगें जहाज की ओर परावर्तित होकर लौटती हैं।
4. डिटेक्टर इन परावर्तित तरंगों को प्राप्त करता है और उन्हें विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है।
5. भेजने और प्राप्त करने के बीच के समय अंतर और पानी में ध्वनि की ज्ञात गति का उपयोग करके दूरी की गणना की जाती है।

सोनार में प्रयुक्त सूत्र

यदि :

• t = अल्ट्रासाउंड तरंगों के जाने और लौटने में लगा कुल समय
• v =   पानी में ध्वनि की गति
• d = पानी में ध्वनि की गति

सोनार के अनुप्रयोग 

• समुद्र की गहराई मापना (Sea Mapping):
• पानी के नीचे की वस्तुओं का पता लगाना :
  • पनडुब्बियाँ
  • हिमखंड
  • पानी के नीचे की पहाड़ियाँ/घाटियाँ
  • डूबे हुए जहाज

रडार – रेडियो डिटेक्शन एवं रेंजिंग

• रडार एक वैज्ञानिक उपकरण है जो दूरस्थ वस्तुओं का पता लगाने तथा उनका स्थान — दिशा और दूरी — निश्चित करने के लिए प्रयुक्त होता है।
• यह रेडियो तरंगों का उपयोग करता है, जो वस्तुओं से परावर्तित होकर वापस आती हैं।
• मानव आंख के विपरीत, रडार कोहरा, धुंध, वर्षा, बर्फ, धुआं या अंधकार के आर-पार “देख” सकता है।
• हालांकि, यह रंग या सूक्ष्म विवरण नहीं पहचान सकता, केवल वस्तुओं की उपस्थिति और स्थिति निर्धारित करता है।

इतिहास एवं आविष्कार

• 1922 में टेलर और लियो सी. यंग द्वारा आविष्कृत।
• 1886 में हेनरिक हर्ट्ज़ ने सिद्ध किया कि रेडियो तरंगें ठोस वस्तुओं से परावर्तित हो सकती हैं।
• 1920 और 1930 के दशक में रडार प्रौद्योगिकी का और विकास हुआ।
• द्वितीय विश्व युद्ध से आगे इसका व्यापक उपयोग हुआ।

रडार कैसे काम करता है: स्थिति निर्धारण

• रडार एक ट्रांसमीटर के द्वारा रेडियो पल्स भेजता है।
• ये तरंगें किसी वस्तु से टकराती हैं और लौट आती हैं।
• लौटने में लगा समय दूरी बताता है।
  • रेडियो तरंगों की गति = 1,86,999 माइल/सेकंड

दूरी का सूत्र:

• दिशा, रडार के अत्यधिक दिशात्मक ऐन्टेना को घुमाकर ज्ञात की जाती है।
• पिप = रडार स्क्रीन (कैथोड-रे ट्यूब) पर दिखने वाली वस्तु की ब्लिप/छवि।

महत्त्वपूर्ण रडार अवयव

अवयव	कार्य
मॉड्युलेटर	ऑसिलेटर को उच्च शक्ति के पल्स प्रदान करता है
रेडियो फ़्रीक्वेंसी ऑसिलेटर	उच्च-आवृत्ति रडार सिग्नल उत्पन्न करता है
ऐन्टेना	रेडियो तरंगें भेजता और प्राप्त करता है
रिसीवर	वापस आने वाले रेडियो सिग्नल का पता लगाता है
इंडिकेटर	ऑपरेटर को वस्तु की जानकारी दर्शाता है
मल्टी-कैविटी मैग्नेट्रॉन	रडार के लिए आवश्यक उच्च-आवृत्ति माइक्रोवेव उत्पन्न करता है

रडार की सटीकता

• 199 माइल दूर तक का पता लगा सकता है।
• 15 यार्ड की सटीकता से दूरी मापता है।
• कोण को 1/10 डिग्री तक की सटीकता से मापता है।
• 1 माइक्रोसेकंड समय = 164 यार्ड;
• 19.75 माइक्रोसेकंड = 1 माइल

रडार के उपयोग

• युद्ध के दौरान:
  • दुश्मन विमानों, पोतों, मिसाइलों का पता लगाता है।
  • लड़ाकू विमानों को लक्ष्यों का पता लगाने में मदद करता है।
  • अचानक हमलों को रोकता है।
  • 360° की निगरानी 299 मील तक प्रदान करता है।

• शांति के दौरान:
  • विमानों और जहाज़ों के सुरक्षित नौवहन को सुनिश्चित करता है।
  • रात्रि या खराब मौसम में भी विमानों को सुरक्षित उतरने में मदद करता है।
  • दूर से पहाड़, हिमशिलाएँ (icebergs) आदि का पता लगाता है।
  • वायु यातायात नियंत्रण में उपयोग होता है।
  • 1946 में USA को चाँद के साथ संचार में मदद की
    (दूरी: 4,59,999 माइल; समय: 2.4 सेकंड)

मानव कान की संरचना

हमारे कान ध्वनि तरंगों को विद्युत संकेतों में बदलकर सुनने में मदद करते हैं जिन्हें हमारा मस्तिष्क समझ सकता है।

👂मानव कान के भाग:

भाग	कार्य
पिन्ना (बाहरी कान)	पर्यावरण से ध्वनि एकत्र करता है
श्रवण नलिका	ध्वनि को कान के पर्दे तक पहुँचाती है
कान का पर्दा  (टायम्पैनिक झिल्ली)	ध्वनि तरंगों के टकराने पर कंपन करता है
मध्य कान की अस्थियाँ(हैमर, एन्विल, स्टिरप)	कंपनों को बढ़ाती हैं और उन्हें आंतरिक कान तक पहुँचाती हैं
कॉक्लिया (आंतरिक कान)	तंत्रिका सिरों का उपयोग करके कंपन को विद्युत संकेतों में बदलता है
श्रवण तंत्रिका	संकेतों को मस्तिष्क तक ले जाती है, जो उन्हें ध्वनि के रूप में समझता है

यह कैसे कार्य करता है :

1. ध्वनि पिन्ना से प्रवेश करती है और श्रवण नलिका से नीचे जाती है .
2. ध्वनि तरंगों के दबाव से कान का पर्दा कंपन करता है।
3.  मध्य कान की अस्थियाँ इन कंपनों को बढ़ाती हैं।
4. आंतरिक कान का कॉक्लिया इन कंपनों को विद्युत संकेतों में बदलता है।
5. श्रवण तंत्रिका इन संकेतों को मस्तिष्क तक भेजती है।
6. मस्तिष्क इन संकेतों को ध्वनि के रूप में व्याख्या करता है।

संक्षेप:

• पिन्ना → नलिका → कान का पर्दा → कान की अस्थियाँ → कॉक्लिया → मस्तिष्क

विद्युत-चुंबकीय तरंगें

आगे पढ़ें…

FAQ (Previous year questions)