Waves MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Waves - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Key Points

• संपीडन: एक अनुदैर्ध्य तरंग में वह क्षेत्र जहाँ कण एक दूसरे के सबसे करीब होते हैं। यह तरंग के कारण दाब में वृद्धि के कारण होता है।
• विलयन: एक अनुदैर्ध्य तरंग में एक ऐसा क्षेत्र जहाँ कण सबसे दूर होते हैं। यह तरंग के कारण दाब में कमी के कारण होता है।
• तरंगदैर्ध्य (λ): ध्वनि तरंग में दो क्रमागत संपीडन या विरलन के बीच की दूरी है। इसे मीटर (m) में मापा जाता है।
• ध्वनि की चाल: वह गति जिस पर ध्वनि तरंगें किसी माध्यम से यात्रा करती हैं। वायु में, मानक परिस्थितियों में यह लगभग 340 m/s है।
• आवृत्ति (f): प्रति सेकंड उत्पन्न दोलनों या तरंगों की संख्या, हर्ट्ज (Hz) में मापी जाती है।

• वायु में ध्वनि की चाल (v) 340 m/s है, जो सामान्य परिस्थितियों में वायु के लिए एक मानक मान है।
• ध्वनि तरंग की आवृत्ति (f), 170 Hz दी गई है।
• ध्वनि तरंग की तरंगदैर्ध्य (λ) की गणना संबंध का उपयोग करके की जा सकती है: λ = v/f
• संपीडन और तत्काल विरलन के बीच की दूरी तरंगदैर्ध्य का आधा (λ/2) है।

• सूत्र संबंध: ध्वनि की चाल तरंगदैर्ध्य और आवृत्ति से निम्न सूत्र द्वारा संबंधित है: v = f × λ,
  जहाँ:
  • v = ध्वनि की चाल
  • f = आवृत्ति
  • λ = तरंगदैर्ध्य।

• तरंगदैर्ध्य (λ) की गणना करने के लिए: सूत्र λ = v/f का उपयोग करके:
  • ध्वनि की चाल (v) = 340 m/s
  • आवृत्ति (f) = 170 Hz
  • λ = v/f = 340/170 = 2 m
• संपीडन और विरलन के बीच की दूरी की गणना करने के लिए: यह दूरी λ/2 है:
  • λ/2 = 2/2 = 1 m
• इस प्रकार, संपीडन और तत्काल विरलन के बीच की दूरी 1 मीटर है।

हल:

पाइप (खुला या बंद) में तरंगें अनुदैर्ध्य होती हैं, और एक कसे हुए तार में वे अनुप्रस्थ होती हैं।

मूल विधा (λf) और लंबाई (L) के संगत तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध है:

एक सिरे पर बंद पाइप के लिए: λf / 4 = L → λf = 4L

दोनों सिरों पर खुले पाइप के लिए: λf / 2 = L → λf = 2L

दोनों सिरों पर कसे हुए तार के लिए: λf / 2 = L → λf = 2L

दोनों सिरों पर और मध्य बिंदु पर कसे हुए तार के लिए: λf = L

गणना:
दोनों सिरों पर खुले L लंबाई के पाइप के लिए, वायु में मूल आवृत्ति (f) निम्न समीकरण द्वारा दी जाती है:

f = v/λ = (v / 2L)

⇒ λ =2L

अब, जब पाइप को जल में उर्ध्वाधर रूप से डुबोया जाता है और इसका आधा हिस्सा जलमग्न हो जाता है, तो वायु स्तंभ की लंबाई आधी हो जाती है।

⇒ L' = L/2

⇒ λ' =4L' = 2L

इसलिए, f' = v / λ' = v / 2L = f

सही उत्तर: विकल्प 2 - f है। 

संकल्पना:

• प्रतिध्वनि: एक प्रतिध्वनि एक सतह से ध्वनि तरंगों के परावर्तन के कारण होने वाली ध्वनि है जो वापस श्रोता तक पहुँचती है।
• यह ध्वनि को परावर्तित करती है, जो श्रोता तक प्रत्यक्ष ध्वनि के कुछ समय बाद पहुंचती है।

• प्रतिध्वनि के लिए वेग का सूत्र निम्न रूप में दिया गया है,
  \(v=\frac{2d}{t}\) जहाँ d = स्रोत और परावर्तकों के बीच की दूरी, t = प्रतिध्वनि को वापस परावर्तित करने में लगा समय।

गणना:

दिया गया है,

समय, t = 1 s

वायु में ध्वनि का वेग, v = 340 ms^-1

मान लीजिए d व्‍यक्ति और पहाड़ के बीच की दूरी है।

ध्वनि तरंग पहाड़ और व्‍यक्ति के बीच दो बार यात्रा करती है।

इसलिए, \(v=\frac{2d}{t}\)

2d = vt

\(d=\frac{vt}{2}\)

\(d=\frac{340\times 1}{2}=170 ~m\)

इसलिए, व्‍यक्ति और पहाड़ के बीच की दूरी 170m है।

अवधारणा:

तरंगे:

• एक तरंग एक माध्यम में एक विक्षोभ है जो कणों के शुद्ध गति के बिना ऊर्जा वहन करती है।
• तरंगों के प्रकार:
  • माध्यम की आवश्यकता के आधार पर:

• कण के कंपन के आधार पर:

व्याख्या:

यांत्रिक तरंगें

• इन्हे प्रचार के लिए माध्यम की आवश्यकता होती है जैसे डोरी और स्प्रिंग पर तरंगें, पानी की सतह पर तरंगें, ध्वनि तरंगें, भूकंपीय तरंगें।

अनुप्रस्थ तरंगें

• माध्यम के कण तरंग के प्रचार-प्रसार की दिशा लंबवत दिशा में कंपन करते हैं।
• इसलिए कथन a और c सही हैं।
  इसलिए, विकल्प 1 सही है।

व्याख्या:

• आवृत्ति : तरंगों की संख्या जो इकाई समय में एक निश्चित बिंदु से गुजरती है।
  • आवृत्ति की इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है।
• अवश्रव्य ध्वनियों की आवृत्ति 20 हर्ट्ज से कम होती है और ये आम तौर पर बड़े आकार के स्रोतों जैसे भूकंप, ज्वालामुखी विस्फोट आदि से उत्पन्न होती हैं।
• श्रव्य सीमा से कम आवृत्तियों वाली ध्वनि तरंगों को अवश्रव्य कहा जाता है।
  • श्रव्य ध्वनियों में 20-20000 हर्ट्ज की आवृत्ति होती है क्योंकि ये मानव कानों के प्रति संवेदनशील होती हैं
• और अगर आवृत्ति श्रव्य आवृत्ति से अधिक या कम है, तो मानव कान इसे महसूस नहीं कर पाएगा
• पराश्रव्य ध्वनि की आवृत्ति 20000 हर्ट्ज से अधिक होती है और कुछ जीव जैसे कुत्ते, बिल्ली, चमगादड़ इस तरह की ध्वनि सुन सकते हैं।

• मानव कान 20 हर्ट्ज से 20000 हर्ट्ज तक ध्वनि सुनने में सक्षम हैं।
• चमगादड़ 20 किलोहर्ट्ज़ (पराध्वनि) से अधिक ध्वनि सुनने में सक्षम हैं।
• हाथी 20 हर्ट्ज (अवध्वनि) से कम ध्वनि सुनने में सक्षम हैं।

अवधारणा :

आवृत्ति को उनकी आवृत्ति रेंज के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:

• श्रव्य ध्वनि तरंगें: इस तरंग की आवृत्ति रेंज 20Hz - 20000Hz है। मनुष्य इस प्रकार की तरंगों का आसानी से पता लगा सकता है।
  • उदाहरण: स्वर रज्जु द्वारा निर्मित ध्वनि।
• अपश्रव्य तरंगें: इन प्रकार की तरंगों की आवृत्ति रेंज 20Hz से कम है। मनुष्य इसका पता नहीं लगा सकता।
  • उदाहरण: हाथि, भूकंप द्वारा उत्पन्न ध्वनि, ज्वालामुखी विस्फोट और समुद्र की लहरें, मौसम, ली तरंगें, हिमस्खलन, जल-प्रपात, उल्कापिंड, तडित, आदि।
• पराश्रव्य तरंगें या अल्ट्रासाउंड तरंगें : 20,000 Hz से ऊपर की ध्वनि आवृत्ति को पराध्वनिक तरंगों के रूप में जाना जाता है। मनुष्य भी इसका पता नहीं लगा सकता।
  • उदाहरण: कुत्ते की सीटी, डॉल्फ़िन, चमगादड़, शिंशुमार और चूहे एक अल्ट्रासाउंड तरंग के उदाहरण हैं।

व्याख्या:

• उपरोक्त चर्चा से, हम कह सकते हैं कि हाथियों द्वारा अपश्रव्य ध्वनि का उत्पादन किया जाता है।
• हाथियों को मानव श्रवण की सीमा के नीचे की पिचों के साथ बहुत कम आवृत्ति वाली ध्वनियों का उपयोग करके संवाद कर सकते हैं। इस परिकल्पना के द्वारा, हाथियों द्वारा अपश्रव्य ध्वनि का उत्पादन किया जाता है।
• तो विकल्प 3 सही है।

अवधारणा :

• तरंग दैर्ध्य (λ): एक तरंग की दो क्रमिक शिखाओं या गर्तों के बीच के स्थान या लंबाई को तरंगदैर्ध्य कहा जाता है।

• आवृत्ति (f) : यह समय की प्रति इकाई दोहराई जाने वाली घटनाओं की संख्या है। इसकी SI इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है।
• वेग (v): वेग को समय के संबंध में निकाय के विस्थापन के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। SI इकाई प्रति सेकंड (ms-1) मीटर है।

निम्न सूत्र का उपयोग करके चाल की गणना की जा सकती है:

चाल (v) = तरंग दैर्ध्य (λ) x आवृत्ति (f)

व्याख्या:

दिया हुआ है कि:

तरंग दैर्ध्य (λ) = 2 m

आवृत्ति (f) = 200 Hz

चाल (v) = f × λ

⇒ v = 200 x 2

⇒ v = 400 m/s इसलिए विकल्प 1 सही है।

सही उत्तर अनुप्रस्थ तरंग है।

• प्रकाश एक अनुप्रस्थ तरंग है।

Key Points

• प्रकाश ऊर्जा का एक स्वरूप है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में प्रसारित होता है।
• विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ तरंगे होती हैं, इसलिए प्रकाश अनुप्रस्थ तरंग है।
• प्रकाश की तरंग प्रकृति प्रकाश के सीधा प्रसार, परावर्तन, अपवर्तन, अंतःक्षेपन, विवर्तन और ध्रुवीकरण की व्याख्या करती है।
• क्वांटम सिद्धांत में, प्रकाश को ऊर्जा का एक पैकेट या बंडल माना गया है जिसे फोटॉन कहा जाता है।
• प्रकाश तरंग और कण दोनों की तरह व्यवहार करती है। इसलिए प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है।
• निर्वात और वायु में प्रकाश की गति अधिकतम (3 × 10⁸ मीटर/सेकंड) होती है।

• अनुदैर्ध्य तरंग:
  • यदि माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा में कंपन करते हैं, तो तरंग को अनुदैर्ध्य तरंग कहा जाता है।
  • झरनों पर लहरें या हवा में ध्वनि तरंगें अनुदैर्ध्य तरंगों के उदाहरण हैं।
• अनुप्रस्थ तरंग:
  • यदि माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करते हैं, तो तरंग को अनुप्रस्थ तरंग कहा जाता है।
  • तनाव के तहत धागे पर तरंग, प्रकाश तरंग, पानी की सतह पर लहरें अनुप्रस्थ तरंगों के उदाहरण हैं।

संकल्पना:

• वायु में ध्वनि: हवा की तरह एक गैस में कण आम तौर पर बहुत दूर होते हैं इसलिए वे एक दूसरे से टकराते हुए आगे बढ़ते हैं। गतिविधि के लिए बहुत अधिक प्रतिरोध नहीं होता, इसलिए एक तरंग शुरू होने में ज्यादा समय नहीं लगता है, लेकिन यह तेजी से यात्रा नहीं कर सकती।
• जल में ध्वनि: पानी में कण एक साथ बहुत पास-पास होते हैं, और वे जल्दी से एक कण से अगले तक कंपन ऊर्जा स्थानांतरित कर सकते हैं। इसका अर्थ है कि वायु में गति की तुलना में ध्वनि तरंग चार गुना अधिक तेजी से यात्रा करती है, लेकिन तरंग को शुरू करने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है।

• ठोस में ध्वनि: एक ठोस में कण एक साथ और अधिक करीब होते हैं और रासायनिक बंधों से जुड़े होते हैं इसलिए तरंग तरल या वायु की तुलना में भी तेज गति से यात्रा करती है, लेकिन शुरुआत में तरंग को शुरू करने के लिए हमें काफी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

स्पष्टीकरण:

• ध्वनि तरंगें सघन पदार्थों में तेजी से यात्रा करती हैं क्योंकि पड़ोसी कण अधिक आसानी से एक दूसरे से टकराएंगे। पानी हवा की तुलना में सघन है, इसलिए ध्वनि की गति हवा की तुलना में पानी में अधिक होती है। अतः विकल्प 3 सही है।

सही उत्तर विकल्प 1 है, अर्थात ध्वनि तरंग।

अवधारणा:

• तरंग एक विक्षोभ है जो ऊर्जा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करता है।

तरंगें मुख्य रूप से दो प्रकार की होती हैं:

• विद्युतचुम्बकीय तरंगें: विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र के बीच कंपन के कारण उत्पन्न होने वाली तरंग और इसे गति करने के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है, इसे विद्युत चुम्बकीय तरंग कहा जाता है। यह निर्वात के माध्यम से गति कर सकती है।
  • प्रकाश ऊर्जा का एक रूप है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक उदाहरण है।
  • विद्युतचुम्बकीय तरंगें प्रकृति में अनुप्रस्थ होती हैं क्योंकि वे अपने परिवर्तनशील विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ प्रचारित होती हैं इस प्रकार कि दोनों क्षेत्र एक दूसरे के लंबवत प्रचार करते है।
• यांत्रिक तरंगें: पदार्थ का दोलन जो एक माध्यम से दूसरे मे ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार है, यांत्रिक तरंग कहलाता है।
  • यह निर्वात के माध्यम से गति नहीं कर सकता है।
  • उदाहरण के लिए: ध्वनि तरंगें, एक तार या छड़ में तरंगें, पानी की लहरें, आदि।

व्याख्या:

• निर्वात वह माध्यम है जहां से ध्वनि तरंग नहीं गुजर सकती। एक निर्वात मूल रूप से बिना किसी हवा के एक क्षेत्र है।
• चूँकि ध्वनि तरंग एक यांत्रिक तरंग है, इसलिए यह ऐसे माध्यम से यात्रा नहीं कर सकती है जहाँ काम करने के लिए कंपन की कोई बात नहीं है, अर्थात, यह एक निर्वात के माध्यम से यात्रा नहीं कर सकता है। तो विकल्प 2 सही है।
• ध्वनि तरंग ठोस, तरल और गैस माध्यम से यात्रा कर सकती है।

अतिरिक्त बिंदु:

यांत्रिक तरंगें दो प्रकार की होती हैं:

1. अनुप्रस्थ तरंगें: वह तरंग जिसमें कणों की गति ऊर्जा के गति के लम्बवत होती है, अनुप्रस्थ तरंग कहलाती है। प्रकाश अनुप्रस्थ तरंग का एक उदाहरण है।
2. अनुदैर्ध्य तरंग: वह तरंग जिसमें कणों की गति ऊर्जा की गति के समानांतर होती है, अनुदैर्ध्य तरंग कहलाती है। ध्वनि तरंग अनुदैर्ध्य तरंग का एक उदाहरण है।

• जल तरंग अनुदैर्ध्य तरंग और अनुप्रस्थ तरंग का संयोजन है। यह तब देखा जा सकता है जब हम पत्थर के टुकड़े को पानी में फेंकते हैं और पानी की सतह पर कंपन होता है।
• ध्वनि तरंगें ठोस के माध्यम से तेजी से यात्रा करती है फिर तरल और फिर के माध्यम से करती हैं।

सही उत्तर चुंबकीय तरंगें हैं। 

• एमआरआई स्कैनर शरीर में अंगों की छवियों को उत्पन्न करने के लिए मजबूत चुंबकीय क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र ग्रेडिएंट और रेडियो तरंगों का उपयोग करते हैं।
• एमआरआई में एक्स-रे या आयनिंग विकिरण का उपयोग शामिल नहीं है, जो इसे सीटी या कैट स्कैन और पीईटी स्कैन से अलग करता है।

Key Points

• एमआरआई को चुम्बकीय अनुनाद इमेजिंग के नाम से भी जाना या जाना जा सकता है।
• एमआरआई में शरीर को एक उच्च शक्ति चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है।
• यह क्षेत्र एक सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय कॉइल द्वारा उत्पन्न होता है जो तरल हीलियम में डूब जाता है।
• यह क्षेत्र रोगी के शरीर में प्रोटॉन के मोच के संरेखण का कारण बनता है।
• रेडियो तरंगों के पल्स का उपयोग तब नाभिक को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है, जिससे मोच के संरेखण में गिरावट आती है।
• जब स्पाइन्स का अहसास होता है, तो वे एक रेडियो सिग्नल छोड़ते हैं जो कि शरीर के पास रखे एंटीना द्वारा उठाया जाता है।
• इस संकेत से और रेडियो तरंग स्पंदों को संशोधित करके विभिन्न प्रकार के एमआर चित्रों का पुनर्निर्माण किया जाता है।
• यह एमआर इमेजिंग का आधार है।​

संकल्पना:

• प्रतिध्वनि: एक प्रतिध्वनि एक सतह से ध्वनि तरंगों के परावर्तन के कारण होने वाली ध्वनि है जो वापस श्रोता तक पहुँचती है।
• यह ध्वनि को परावर्तित करती है, जो श्रोता तक प्रत्यक्ष ध्वनि के कुछ समय बाद पहुंचती है।

• प्रतिध्वनि के लिए वेग का सूत्र निम्न रूप में दिया गया है,
  \(v=\frac{2d}{t}\) जहाँ d = स्रोत और परावर्तकों के बीच की दूरी, t = प्रतिध्वनि को वापस परावर्तित करने में लगा समय।

गणना:

दिया गया है,

समय, t = 1 s

वायु में ध्वनि का वेग, v = 340 ms^-1

मान लीजिए d व्‍यक्ति और पहाड़ के बीच की दूरी है।

ध्वनि तरंग पहाड़ और व्‍यक्ति के बीच दो बार यात्रा करती है।

इसलिए, \(v=\frac{2d}{t}\)

2d = vt

\(d=\frac{vt}{2}\)

\(d=\frac{340\times 1}{2}=170 ~m\)

इसलिए, व्‍यक्ति और पहाड़ के बीच की दूरी 170m है।

अवधारणा :

• तरंग दैर्ध्य (λ): एक तरंग की दो क्रमिक शिखा या गर्तों के बीच की स्थान या लंबाई को तरंगदैर्ध्य कहा जाता है।

• आवृत्ति (f) : यह समय की प्रति इकाई दोहराई जाने वाली घटनाओं की संख्या है। इसकी SI इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है।
• वेग (v): वेग को समय के संबंध में निकाय के विस्थापन के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। SI इकाई प्रति सेकंड मीटर (ms-1) है।

गति की निम्न सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

गति (v) = तरंग दैर्ध्य (λ) x आवृत्ति (f)।

व्याख्या:

दिया हुआ है कि:

तरंग दैर्ध्य (λ) = 0.5 m

आवृत्ति (f) = 640 Hz

गति (v) = f × λ

⇒ v = 0.5 x 640

⇒ v = 320 m/s। इसलिए विकल्प 4 सही है।

सही उत्तर विकल्प 4 अर्थात् 1/आवृत्ति है।

अवधारणा:

• आवृत्ति (f): एक तरंग की आवृत्ति तरंगों की संख्या है जो किसी दिए गए बिंदु से प्रति सेकंड गुजरती है।
  • आवृत्ति की इकाई प्रति सेकंड कंपन या हर्ट्ज़ है।
• समयावधि (T): यह तरंग द्वारा एक पूर्ण दोलन या चक्र पूरा करने के लिए लिया गया समय है।
  • समयावधि की SI इकाई सेकंड है।

समय अवधि और आवृत्ति के बीच संबंध इस प्रकार है:

समयावधि (T) = 1/f

गणना:​

इसलिए आवृत्ति v और अवधि T एक दूसरे के व्युत्क्रमानुपातिक हैं।

आवर्त काल (T) = 1/आवृत्ति (ν)

तो विकल्प 4 सही है।