সৃজনশীলঃ ‘বায়ু ও পানি…’ কুমিল্লা জিলা স্কুল ২০২৬ – তরঙ্গ ও শব্দ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

ভূমিকম্পের ঠিক আগে ভূগর্ভে যে শব্দেতর কম্পনের শব্দ তৈরি হয় তা মানুষ শুনতে না পেলেও অনেক পশুপাখি এই কম্পনের শব্দ শুনতে পায়। শব্দের কম্পাঙ্ক 20 Hz থেকে কম হলে সেটিকে শব্দেতর বা ইনফ্রাসাউন্ড বলে। পশুপাখি এই শব্দ শুনে আতঙ্কে ছোটাছুটি করতে থাকে।

এখানে, শব্দ তরঙ্গের কম্পাঙ্ক, $f=300\mathrm{Hz}$
জানা আছে, $T_0=0^{\circ }C=273K$ তাপমাত্রার বায়ুতে শব্দের বেগ,

$v_0=332m{s}^{-1}$

$\therefore T={36}^{\circ }C=309K$ তাপমাত্রার বায়ুতে শব্দের বেগ,

$v=v_0\times \sqrt{\frac{T}{T_0}}=332\times \sqrt{\frac{309}{273}}=353.21m{s}^{-1}$

∴ বায়ুতে শব্দ তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য,

$\lambda =\frac{v}{f}=\frac{353.21}{300}=1.177m$

$\therefore d=2\mathrm{km}=2000m$ পথ যেতে কম্পন সংখ্যা,

$N=\frac{d}{\lambda }=\frac{2000}{1.177}=1699.24$

অতএব, উদ্দীপকের শব্দটি বায়ু মাধ্যমে 2 km পথ যেতে 1699 টি পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করবে ।

উদ্দীপক হতে, বায়ু ও পানি মাধ্যমে শব্দ তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পার্থক্য, $\Delta \lambda =4.15m$
অর্থাৎ, প্রতিটি স্পন্দনে পানিতে ও বায়ুতে অতিক্রান্ত দূরত্বের পার্থক্য হবে, $\Delta \lambda =4.15m$
$\therefore 40$ টি স্পন্দনে অতিক্রান্ত দূরত্বের পার্থক্য

$=40\times \Delta \lambda =40\times 4.15=166m$

অতএব, 40 টি স্পন্দনের জন্য উক্ত তরঙ্গের পানিতে ও বায়ুতে অতিক্রান্ত দূরত্বের পার্থক্য 166 m হবে।