সৃজনশীলঃ ‘সুরশলাকা থেকে সৃষ্ট…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০২৪ – তরঙ্গ ও শব্দ, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

আমরা জানি, শব্দ একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ। এটি মাধ্যমের কণাগুলোকে এটির গতির দিকের সাথে সমান্তরালে আন্দোলিত করে। মাধ্যমের ঘনত্ব যত বেশি হয় এর কণাগুলো তত কাছাকাছি সন্নিবিষ্ট হয় ফলে শব্দ তরঙ্গের মাধ্যমের কণাগুলোকে আন্দোলিত করে এক কণা থেকে পরের কণায় সঞ্চালন দ্রুততর হয়। এ কারণে যে মাধ্যমের ঘনত্ব যত বেশি সেই মাধ্যমে শব্দের বেগ তত বেশি হয়।

এখানে, কম্পাঙ্ক, $f=520\mathrm{Hz}$
তরঙ্গের পর্যায়কাল, T=?
আমরা জানি, $T=\frac{1}{f}=\frac{1}{520\mathrm{Hz}}=1.92\times {10}^{-3}s$
অতএব, উদ্দীপকের তরঙ্গের পর্যায়কাল $1.92\times {10}^{-3}s$.

এখানে, শব্দের কম্পাঙ্ক, $f=520\mathrm{Hz}$
X মাধ্যমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ${\lambda }_X=0.634m$
$Y$ মাধ্যমে তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ${\lambda }_Y=2.871m$
ধরি, X ও Y মাধ্যমে শব্দের বেগ যথাক্রমে $v_X$ এবং $v_Y$

এখন, $v_X=f{\lambda }_X=520\mathrm{Hz}\times 0.634m$
$=329.68m{s}^{-1}$
$\approx 330m{s}^{-1}$

আবার, $v_Y=f{\lambda }_Y=520\mathrm{Hz}\times 2.871m$

$=1492.92m{s}^{-1}$
$\approx 1493m{s}^{-1}$

উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে দেখা যায় X মাধ্যমে শব্দের বেগ 0° C তাপমাত্রায় বায়ুতে শব্দের বেগের প্রায় সমান এবং Y মাধ্যমে শব্দের বেগ 0° C তাপমাত্রায় পানিতে শব্দের বেগের প্রায় সমান।
অতএব, উদ্দীপকের X মাধ্যমটি বায়ু এবং Y মাধ্যমটি পানি।