স্প্রিংয়ের নিচে একটি ভর ঝুলিয়ে ভরটিকে একটু নিচে টেনে ছেড়ে দিলে সেটি সাম্যাবস্থা পার হয়ে উপরে-নিচে দুলতে থাকে। ঘর্ষণ বা অন্য কারণে শক্তি ক্ষয় হয় বলে একসময় তা থেমে যায়।
তরঙ্গ প্রবাহের সময় মাধ্যমের একটি কণার দিকে তাকালে দেখা যায় এটি সরল স্পন্দন গতিতে কাঁপছে। তাই সরল স্পন্দনের রাশিগুলো পর্যাবৃত্ত তরঙ্গেও ব্যবহার করা যায়। বিস্তার (a): সাম্যাবস্থান থেকে কণার সর্বোচ্চ সরণ; একক মিটার (m)।
শব্দ তরঙ্গ বলে এর প্রতিফলন হয়। কোনো বড় দেয়াল, দালান বা খাড়া পাহাড়ে বাধা পেয়ে শব্দ ফিরে এলে মূল শব্দের পর আলাদাভাবে যে শব্দ শোনা যায়, তাকে প্রতিধ্বনি বলে।
শব্দও একটি তরঙ্গ, তাই এর বেগ, কম্পাঙ্ক ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে তরঙ্গের সাধারণ সম্পর্কটিই খাটে: v = fλ এখানে v শব্দের বেগ (m/s), f কম্পাঙ্ক (Hz), λ তরঙ্গদৈর্ঘ্য (m)।
শব্দের বেগ নির্দিষ্ট নয়; এটি মাধ্যম, তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। শব্দ যান্ত্রিক তরঙ্গ, তাই এর বেগ মাধ্যমের স্থিতিস্থাপকতার উপর নির্ভর করে। গ্যাসে বেগ কম, তরলে বেশি, কঠিনে আরও বেশি।
আমরা কান দিয়ে সব কম্পাঙ্কের শব্দ শুনতে পাই না। শব্দের কম্পাঙ্ক 20 Hz থেকে 20000 Hz (20 kHz) এর মধ্যে হলে তা শোনা যায়; একে শ্রাব্যতার সীমা বলে। শব্দেতর বা ইনফ্রাসাউন্ড: কম্পাঙ্ক 20 Hz এর কম।
দুটি শব্দ একই রকম জোরে হলেও একটি মোটা, অন্যটি তীক্ষ্ণ শোনাতে পারে; আবার একই শব্দ জোরে বা আস্তে হতে পারে। প্রথমটির জন্য দায়ী পীচ, দ্বিতীয়টির জন্য তীব্রতা। শব্দ কতটা তীক্ষ্ণ বা মোটা শোনায়, তাকে পীচ বলে।
আমাদের চারপাশের কিছু শব্দ শুনতে ভালো লাগে, কিছু বিরক্তিকর। যে শব্দ শুনতে ভালো লাগে, তাদের মধ্যে প্রধান হলো বিভিন্ন বাদ্যযন্ত্রের শব্দ; এদের সুরযুক্ত শব্দ বলে।
শব্দ আমাদের জীবনে খুব প্রয়োজনীয়, কিন্তু এর বাড়াবাড়ি জীবনকে অসহনীয় করে তুলতে পারে। মাত্রাতিরিক্ত ও বিরক্তিকর শব্দ যখন মানুষের স্বাভাবিক জীবনে ক্ষতি করে, তখন তাকে শব্দদূষণ বলে।
শব্দদূষণ কমাতে আইন, সচেতনতা ও ব্যবহারিক ব্যবস্থা তিনটিই দরকার। শব্দদূষণ কমানোর জন্য প্রথম প্রয়োজন দেশে এর বিরুদ্ধে আইন, যাতে কেউ শব্দদূষণ সৃষ্টি করতে না পারে, আর করলে তার বিরুদ্ধে আইনি ব্যবস্থা নেওয়া যায়।
কুষ্টিয়ার একটি গ্রামে একটি গভীর শুকনো কুয়ার মুখে দাঁড়িয়ে অনিক চিৎকার করে একটি শব্দ করল। ওই সময় বাতাসের তাপমাত্রা ছিল ৩০ °C এবং বাতাসে শব্দের বেগ ছিল ৩৫০ m/s। অনিক শব্দ তৈরির ০.২৪ s পর প্রথম প্রতিধ্বনি শুনতে পেল। পরবর্তীতে বৃষ্টির পানিতে কুয়াটি অর্ধেক পূর্ণ হলো।
ক
প্রতিধ্বনি কাকে বলে?
উত্তর দেখাও
উৎস থেকে সৃষ্ট শব্দ দূরবর্তী কোনো মাধ্যমে বা প্রতিফলকে বাধা পেয়ে মূল শব্দ থেকে পৃথক হয়ে পুনরায় উৎসের কাছে ফিরে আসাকে প্রতিধ্বনি বলে।
খ
ছোট বা সাধারণ ঘরের ভেতরে কথা বললে সাধারণত প্রতিধ্বনি শোনা যায় না কেন? ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখাও
মানুষের মস্তিষ্কে কোনো শব্দের অনুভূতির রেশ প্রায় ০.১ সেকেন্ড পর্যন্ত বজায় থাকে, যাকে শব্দানুভূতি স্থায়িত্বকাল (persistence of hearing) বলে। কোনো ঘরে স্পষ্ট প্রতিধ্বনি শুনতে হলে প্রতিফলিত শব্দকে অবশ্যই মূল শব্দ সৃষ্টির কমপক্ষে ০.১ সেকেন্ড পরে কানে পৌঁছাতে হবে, যার জন্য সাধারণ তাপমাত্রায় দেয়াল ও উৎসের মধ্যকার ন্যূনতম দূরত্ব প্রায় ১৬.৬ m থেকে ১৭.৫ m হওয়া প্রয়োজন। সাধারণ আবাসিক কক্ষের দৈর্ঘ্য এই দূরত্বের চেয়ে অনেক কম হওয়ায় প্রতিফলিত শব্দ ০.১ সেকেন্ডের অনেক আগেই ফিরে এসে মূল শব্দের সাথে মিশে যায়, ফলে আলাদা করে প্রতিধ্বনি শোনা যায় না।
গ
উদ্দীপকের শুকনো কুয়াটির গভীরতা নির্ণয় করো।
উত্তর দেখাও
প্রতিধ্বনির ক্ষেত্রে শব্দ কুয়ার মুখ থেকে তলদেশে গিয়ে পুনরায় প্রতিফলিত হয়ে মুখে ফিরে আসে, অর্থাৎ মোট অতিক্রান্ত দূরত্ব ২h = vt। এখানে বাতাসে শব্দের বেগ v = ৩৫০ m/s এবং প্রতিধ্বনি শোনার সময় t = ০.২৪ s। অতএব কুয়াটির গভীরতা h = (v × t) ⁄ ২ = (৩৫০ × ০.২৪) ⁄ ২ = ৪২ m।
ঘ
কুয়াটি বৃষ্টির পানিতে অর্ধেক পূর্ণ হওয়ার পর অনিক কি প্রতিধ্বনি শুনতে পাবে? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ তোমার মতামত দাও।
উত্তর দেখাও
কুয়াটি পানিতে অর্ধেক পূর্ণ হওয়ার পরেও অনিক প্রতিধ্বনি শুনতে পাবে। গ অংশ থেকে পাই, কুয়ার মোট গভীরতা h = ৪২ m। পানিতে অর্ধেক পূর্ণ হলে কুয়ার মুখের কিনারা থেকে পানির উপরিতলের দূরত্ব হয় h' = ৪২ ⁄ ২ = ২১ m। এখন অনিক শব্দ করলে তা পানির উপরিতলে বাধা পেয়ে প্রতিফলিত হয়ে পুনরায় কুয়ার মুখে ফিরে আসবে। এক্ষেত্রে শব্দের অতিক্রান্ত দূরত্ব ২h' = ২ × ২১ = ৪২ m। অতএব প্রতিধ্বনি শুনতে প্রয়োজনীয় সময় t' = ২h' ⁄ v = (২ × ২১) ⁄ ৩৫০ = ৪২ ⁄ ৩৫০ = ০.১২ s। আমরা জানি, মানুষের শব্দানুভূতি স্থায়িত্বকাল ০.১ s। যেহেতু প্রয়োজনীয় সময় t' = ০.১২ s > ০.১ s (অথবা ৩০ °C তাপমাত্রায় প্রতিধ্বনি শোনার ন্যূনতম দূরত্ব d_min = (৩৫০ × ০.১) ⁄ ২ = ১৭.৫ m এবং ২১ m > ১৭.৫ m), তাই পানির উপরিতল থেকে প্রতিফলিত শব্দ মূল শব্দ সৃষ্টির ০.১ s পরে অনিকের কানে পৌঁছাবে। সুতরাং কুয়াটি অর্ধেক পূর্ণ থাকা অবস্থাতেও অনিক স্পষ্ট প্রতিধ্বনি শুনতে পাবে।
