ஒலியியல் | Sound Science

• ஒலி ஒருவகையான ஆற்றல் ஆகும்.

ஒலி உருவாதல்

• ஒரு பொருள் அதிர்வுக்கு உட்படுத்தப்பட்டால் ஒலி உருவாகிறது. அதிர்வு என்பது ஒரு பொருளின் முன்பின் இயக்கமாகும்.

• ஒரு பொருளின் முன்னும் பின்னுமான இயக்கம் அதிர்வுகளை உருவாக்கி, அதிர்வுகள் சுற்றுப்புறத்திற்கு கடத்தப்பட்டு எந்தப் பொருளின் வழியாக செல்கிறதோ அது ஊடகம் என அழைக்கப்படுகிறது. (எ.கா) கிட்டார், சித்தார், சோனாமீட்டர்.

• அதிர்வு மூலம் உருவாகும் ஒலி ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு பரப்பப்ட்டு நம் காதை அடையும் போது ஒலியைக் கேட்கிறோம்.

• தாமஸ் ஆல்வா எடிசன், 1877 ஆம் ஆண்டில் ஒலிப்பதிவு சாதனத்தைக் கண்டுபிடித்தார். இதன் மூலம் பதிவுசெய்யப்பட்ட ஒலியை மீண்டும் கேட்க முடியும்.

ஒலி பரவுதல்

• ஒலி என்பது ஒரு வகை ஆற்றல் மற்றும் அது பரவ ஊடகம் தேவை.

• ஒலி வெற்றிடத்தில் பரவாது என்பதை விளக்கும் சோதனை = மணிச்சாடி சோதனை. இதனை விளக்கியவர் இராபர்ட் பாயில்

• ஒலி அலைகள் பரவுவதற்கு காற்று, நீர், எஃகு போன்ற பொருள்கள் தேவை.

• ஒரு பொருள் அதிர்வடையும் போது அது அதனைச் சுற்றியுள்ள ஊடகத்தின் துகள்களையும் அதிர்வடையச் செய்கிறது. ஆனால் ஊடகத்தின் துகள்கள் இடம் பெயர்வதில்லை.

ஒலி மூலத்திலிருந்து அதன் பாதிப்பு மட்டுமே இலக்கிற்கு எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது.

அலைகளின் வகைகள்:

1. மின்காந்த அலைகள்

2. இயந்திர அலைகள்

மின்காந்த அலைகளுக்கு

எடுத்து காட்டு:

• ஒளி அலைகள், ரேடியோ அலைகள், மைக்ரோ அலைகள்.

இயந்திர அலைகள் இரண்டு வகைப்படும்

• குறுக்கலை

• நெட்டலை

1. குறுக்கலை (Transverse wave)

• அலைபரவும் திசைக்கு (ஆற்றல் மாற்றப்படும் ஊடகத்தின் துகள்கள் அலை திசைக்கு) செங்குத்து திசையில் அலைவுறும் அல்லது அதிர்வடையும்.

• அகடு என்பது கீழ்நோக்கு திசையில் ஊடகத்துகள்களின் பெரும இடப்பெயர்ச்சி

• முகடு என்பது மேல்நோக்கு திசையில் ஊகடத்துகள்களின் பெரும இடப்பெயர்ச்சி

• குறுக்கலைகள் திட திரவங்களில் மட்டுமே உருவாகும்.

• 1வாயுக்கள் வழியே பரவாது

(க.கா)

ஒளி அலைகள்

நீர் அலைகள்

இழுத்துக்கட்டப்பட்ட கம்பியில் தோன்றும் அதிர்வுகள்

2. நெட்டலை இயக்கம் (Longitudind wave)

• நெட்டலையில் அதிர்வுறுகின்றன. துகள்கள் அலைபரவும் திசைக்கு இணையாக

ஊடகத்தின் வழியே நெட்டலைகள் பரவும்போது நெருக்கமும் (இறுக்கம்) நெகிழ்வும் (தளர்வு உண்டாகிறது. S

• நெருக்கம் அதிக அழுத்தம் உள்ள பகுதி.

நெகிழ்வு குறைந்த அழுத்தமுள்ள பகுதி

நெட்டலைகள் திட திரவ மற்றும் வாயுக்களிலும் உருவாகின்றன.

(எ.கா)ஒலிஅலைகள்

நீருற்றுகளின் அலைகள்

ஒரு ஊடகத்தில் பரவும் ஒலி அலைகள்.

• பூகம்பத்தின் போது உருவாகும் அலைகள் நெட்டலைகள் ஆகும்.

• வெடிப்புகள், பூகம்பங்கள் மற்றும் எரிமலை வெடிப்புகள் காரணமாக பூமியின் அடுக்குகள் வழியாக பரவும் அலைகள் நில அதிர்வு அலைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

• ஒரு ஹைட்ரோஃபோன் மற்றும் நிலஅதிர்வு அளவையை பயன்படுத்தி, ஒருவர் இந்த அலைகளை அறிந்து, அவற்றைப் பதிவு செய்யலாம்.

• Seismology என்பது நில அதிர்வுகளின் ஆய்வைக் கையாளும் அறிவியலின் கிளை ஆகும்.

• விண்வெளி வீரர்கள் அணிந்துள்ள சாதனங்கள். ஒலி அலைகளை ரேடியோ அலைகளாக மாற்றி கடத்துவதன் மூலம். ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றனர். விண்வெளி வீரர்கள்

• ஒளியின் திசைவேகம் வினாடிக்கு =3 10* M/S

• ஒலியின் திசைவேகம் வினாடிக்கு 340 M/S

• ஒளியானது ஒலியைவிட மில்லியன் மடங்கு வேகமாகச் செல்கிறது. இதன் காரணமாகத்தான் இடி, மின்னலின்போது மின்னல் கீற்று முதலில் புலப்படுகிறது. பின்னர் இடியோசை கேட்கிறது.

ஒலி அலையின் பண்புகள்:

வீச்சு

• ஊடகத்தில் துகள்கள் நடுநிலைப்புள்ளியிலிருந்து அடையும் பெரும் இடப்பெயர்ச்சி வீச்சு எனப்படும்.

• அதிர்வுறும் பொருளின் வீச்சு அதிகமாக இருந்தால், ஒலி உரத்த ஒலியாகவும், வீச்சு குறைவாக இருந்தால் அது மென்மையான ஒலியாகவும் இருக்கும்.

• இதன் SI அலகு மீட்டர்.

அதிர்வெண் (n)

• அதிர்வடையும் பொருள் ஒரு நொடியில் ஏற்படுத்தும் அதிர்வுகளின் எண்ணிக்கையானது அதன் அதிர்வெண் எனப்படும்.

• அலைவுக்காலத்தின் தலைகீழ் மதிப்பு அதிர்வெண் எனப்படும்.n = 1/T n=1/T

• 20Hz முதல் 20. 000 Hz வரை அதிர்வெண் கொண்ட ஒலி அலைகளை மட்டுமே மனிதன் செவிகள் கேட்டுணர முடியும்.

• 20Hz க்கும் குறைவான அதிர்வெண் கொண்ட ஒலிகள் குற்றொலிகள் ஆகும். 20,000 Hz க்கும் அதிகமான ஒலி மிகையொலி (அ) மீயொலி எனப்படும். இது காதுகளால் உணர முடியாது.

அலைவுக் காலம் (T)

• அதிர்வுறும் துகள் ஒரு முழுமையான அதிர்விற்கு எடுத்துக் கொள்ளும் காலம் அலைவுக்காலம் எனப்படும்.

• அலைவுக்காலம் மற்றும் அதிர்வெண் ஆகியவை ஒன்றுக்கொன்று नहώ τότατους (Τ = 1/n) அலைவுக்காலத்தின் SI அலகு -வினாடி

அலைநீளம் (A)

• அதிர்வுறும் துகளொன்று, ஒரு அதிர்விற்கு எடுத்துக் கொள்ளும் தேரத்தில் ஊடகத்தில் அலைபரவும் தொலைவு, அலைநீளம் எனப்படும்.

• அலைநீளம் என்பத ஒரே கட்டத்தில் அதிர்வுறும் தொடர்ச்சியான இரண்டு துகள்களுக்கு இடையிலான தூரம் ஆகும்.

அலைநீளத்தின் SI அலகு மீட்டர்

• ஒரு ஒலி அலையில் இரண்டு நெருக்கங்கள் மற்றும் நெகிழ்வுகளின் மையங்களுக்கு இடைப்பட்ட தொலைவே ஒரு அலைநீளம் எனப்படும்.

ஒலியின் திசைவேகம் அல்லது வேகம் (V)

• மீட்சித் தன்மை கொண்ட ஊடகத்தின் வழியே பரவும் பொழுது. ஒலியானது ஓரலகு காலத்தில் கடந்த தொலைவே ஒலியின் வரையறுக்கப்படுகிறது. வேகம் என்று

• ஒரு வினாடி நேரத்தில் ஒலி அலை கடக்கும் தொலைவு திசைவேகம் (அ) வேகம் எனப்படும்.

வேகத்தின் SI அலகு மீ/வி வேகம்(V) = n

ஒலியின் திசைவேகம் கணக்கிடல்

• ஒலி மூலத்திலிருந்து வெளியான ஒலித்துடிப்பு, ஒலி மூலத்திலிருந்து சுவர் வரை சென்று பின்னர் எதிரொலித்து, ஒலி மூலம் வரையுள்ள 2d தொலைவை நேரத்தில் கடந்து செல்கிறது. எனவே

ஒலியின் திசைவேகம் (v) = கடந்த தொலைவு / எடுத்துக் கொண்ட நேரம் =2d/1

அடர்குறை ஊடகம்:

• ஒலியானது ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும் போது அதன் திசைவேகம் அதிகரித்தால் அது அடர்குறை ஊடகம் ஆகும். (காற்றுடன் ஒப்பிடும் போது நீரானது ஒலிக்கு அடர்குறை ஊடகம் ஆகும்)

அடர்மிகு ஊடகம்:

• ஒலியானது ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும் போது அதன் திசைவேகம் குறையுமானால் அது அடர்மிகு ஊடகம் ஆகும். (நீருடன் ஒப்பிடும் போது காற்றானது ஒலிக்கு அடர்மிகு ஊடகம் ஆகும்)

துகள் திசைவேகம்

• ஒரு ஊடகத்தில் அலைகள் வடிவில் ஆற்றலைக் கடத்துவதற்காக துகள்கள் அதிர்வடையும் திசைவேகம் துகள் திசைவேகம் எனப்படும்.

அலைத் திசைவேகம்

• ஒரு ஊடகத்தின் வழியே அலை பரவும் திசைவேகம், அலைத் திசைவேகம் எனப்படுகிறது.

இதனை ஓரலகு காலத்தில் ஒலி அலை பரவும் தூரம் எனவும் குறிப்பிடலாம்.

• திடப்பொருட்களில் மீட்சிப்பண்பு அதிகமாக இருப்பதால் அதன் வழியாக ஒலியலை செல்லும் போது ஒலியின் திசைவேகம் அதிகமாக இருக்கும். வாயுக்களுக்கு மீட்சிப் பண்பு குறைவாக இருப்பதால் ஒலியலை வாயுக்கள் வழியாக செல்லும் போது அதன் திசைவேகம் குறைவாக இருக்கும்.

• ஒலியின் வேகமானது, அது பயனிக்கக்கூடிய ஊடகத்தின் பண்பைப் பொறுத்தே உள்ளது.

ஒலியின் வேகமானது. திடப்பொருளை விட வாயுவில் மிகக் குறைவாக

இருக்கும்.

எனவே Va Van>Va

• ஒலியின் வேகமானது வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் ஈரப்பதம் போன்ற பண்புகளைப் பொருத்து மாறுபடுகிறது. எந்த ஒரு ஊடகத்திலும், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது ஒலியின் வேகமும் அதிகரிக்கிறது.

எடுத்துக்காட்க O°C வெப்பநிலையில் காற்றில்ஒலியின் வேகம் 331 ms 22°C (அ) 25 C வெப்பநிலையில் 344 ms | ஆகும்.

• ஒவ்வொரு டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலை அதிகரிப்பிற்கும் திசைவேகமானது 0.61 மீவி” அதிகரிக்கிறது.

• காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு ஈரப்பதம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது குளிர்காலத்தில் குறைவாகவும், கோடை காலத்தில் அதிகமாகவும் இருக்கும். ஈரப்பதம் அதிகரிப்பதன் மூலம் ஒளியின் வேகம் அதிகரிக்கிறது. ஈரப்பதம் அதிகரிக்கும்போது காற்றின் உர்த்தி குறைவதே இதற்குக் காரணம்.

• ஒலியானது காற்றை விட 5 மடங்கு வேகமாக நீரில் பயணிக்கும்.

கடல் நீரில் ஒலியின் வேகம் மிக அதிகமாக (அதாவது 5500 Km/h) இருப்பதால், கடல் நீருக்குள் ஆயிரம் கிலோமீட்டர் தொலைவில் இருக்கும் இரண்டு திமிங்கலங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று கடல்நீரின் மூலமாக எளிதில் பேசிக் கொள்ள முடியும்.

•  25°C வெப்பநிலையில் வெவ்வேறு ஊடகத்தில் ஒலியின் வேகம்:

ஒலியின் திசைவேகத்தைப் பாதிக்கும் காரணிகள்:

1. அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது ஒலியின் வேகம் குறைகிறது.

2 வாயுக்களின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது திசைவேகம் குறைகிறது.

3. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, திசைவேகமும் அதிகரிக்கிறது.

0°C வெப்பநிலையில் வாயுக்களின் ஒலியின் திசை வேகம் 332 m/s எனவே ஒவ்வொரு டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலை அதிகரிப்பிற்கும் திசைவேகமானது 0 61 m/s அதிகரிக்கிறது.

4. ஒப்புமை ஈரப்பதத்தின் விளைவு

காற்றின் ஈரப்பதம் அதிகரிக்கும்போது ஒலியின் திசைவேகமும் அதிகரிக்கிறது.

எனவே தான் மழைக் காலங்களில் தொலைவிலிருந்து வரக்கூடிய ஒலியைத் தெளிவாகக் கேட்க முடிகிறது.

• ஈரப்பதம் உள்ள காற்றின் அடர்த்தி உலர்ந்த காற்றின் அடர்த்தியைப் போல் 0.625 மடங்கு ஆகும்.

அதாவது, ஈரப்பதம் காற்றின் அடர்த்தியை குறைத்து விடுகிறது. எனவே ஈரப்பதம் உள்ள காற்றில் ஒலியின் திசைவேகம் அதிகரிக்கிறது.

காற்றின் விளைவு:

• காற்று வீசுவதாலும் ஒலியின் திசைவேகம் மாறும்.

• காற்றின் திசையில் ஒலி செல்லும்போது அதன் திசைவேகம் அதிகரிக்கிறது.

• காற்றிற்கு எதிர் திசையில் ஒலியின் திசைவேகம் குறைகிறது.

ஒலிகளை வேறுபடுத்துதல்

• ஒலிகளை கீழ்க்காணும் காரணிகளைக் கொண்டு ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றாக வேறுபடுத்தலாம்.

1. ஒலி உரப்பு மற்றும் ஒலிச் செறிவு

2. சுருதி

3.தரம்

1. ஒலி உரப்பு மற்றும் ஒலிச்செறிவு

• மெல்லிய ஒலியை உரத்த ஒலியிலிருந்து வேறுபடுத்துவதற்கு உதவும் ஒலியின் சிறப்பியல்பே உரப்பு என வரையறுக்கப்படுகிறது.

• ஒலியின் உரப்பு அதன் வீச்சைப் பொருத்து அமைகிறது

• ஒரு அலையின் வீச்சு அதிகமாக இருக்கும்போது ஒலி சப்தமாகவும், அலையின் வீச்சு குறைவாக இருக்கும்போது ஒலி மெல்லியதாகவும் இருக்கும்.

• ஒரு மத்தளத்தை (DRUM) மென்மையாக அடிக்கும்போது, மெல்லிய ஒலி உருவாகிறது.

ஆனால், அது வலுவாக அடிக்கும்போது, உரத்த ஒலி உருவாகிறது.

• ஒலி உரப்பு மற்றும் ஒலிச்செறிவு அலகு டெசிபல் (dB) ஆகும்.

ஓரிடத்தில் கேட்கும் ஒலியின் செறிவானது கீழ்க்கண்ட காரணிகளைச் சார்ந்திருக்கும். 

1. ஒலிமூலத்தின் வீச்சு

2. ஒலிமூலத்திற்கும் கேட்பவருக்கும் இடையே உள்ள தொலைவு

3. ஒலி மூலத்தின் பரப்பு

4. ஊடகத்தின் அடர்த்தி

5. ஒலிமூலத்தின் அதிர்வெண்

• ஒலியின் செறிவானது டெசிபல் (B) என்ற அலகால் அளவிடப்படுகிறது.

• தொலைபேசியைக் கண்டுபிடித்த அலெக்ஸாண்டர் கிரகாம்பெல் என்பவரின் நினைவாக இப்பெயரானது வழங்கப்படுகிறது.

ஒலிச்செறிவின் அளவு

1. கேட்கும் திறன் தொடங்குதல்

-> 0 dB

2. இலைச்சருகின் சப்தம்

-> 10 dB

3. அமைதியான அறை

-> 20 dB

4 . மெதுவாக பேசுதல்

30 dB

5. அமைதியான நூலகம்

-> 40 dB

6.

-> 50 dB

7. உரையாடல்

-> 60 dB

8. நகர்புற நெரிசல்

-> 70 dB

9. சராசரி தொழிற்சாலை ஒலி

-> BO dB

10. சுரங்கப்பாதை இரயில்

-> 90 dB

11. கொதிகலன் தொழிற்சாலை

-> 100 dB

12. ராக் பேண்ட் பெருக்கி

-> 110 dB

13. குடையாணி இயந்திரம்

-> 120 dB

14. ஜெட் விமானம் புறப்படும் ஒலி

-> 140 dB

15. ராக்கெட் ஏவுதல்

-> 180 dB

• 90 dB – ஐ விட அதிக செறிவுடைய ஒலியை நீண்ட நேரம் கேட்கும் போது கேட்டல் திறன் பாதிக்கப்படும்.

• ஒலியின் செறிவானது 120 dB விட அதிகமாகும் போது அது வலியை ஏற்படுத்தும்.

சுருதி

•  சுருதி என்பது ஒரு ஒலியானது கனத்ததா அல்லது கீச்சலானதா என்பதை அறிய உதவும் ஒலியின் பண்பாகும்.

• அதிக அதிவெண்ணிற்கு சுருதி அதிகமாக இருக்கும் மேலும் அது மென்மையான ஒலியை கொடுக்கும்.

• ஒரு பெண்ணின் குரல் ஆணின் குரலைவிட உயர்ந்த சுருதி கொண்டது.

அதனால்தான் ஒரு பெண்ணின் குரல் ஆணின் குரலைவிட மென்மையானதாக இருக்கும்.

• ஆண்களின் குரல் நாண்களின் நீளம் 20 mm (தடிமனான மற்றும் நீண்ட குரல் நாண்கள்)

• பெண்களின் குரல் நாண்களின் நீளம் 15 mm (மெல்லிய மற்றும் குறைந்த நீளம் உள்ள குரல் நாண்கள்)

• அதிக கருதிக் கொண்ட ஒலிக்கு (எ.கா)

விசில், மணி, புல்லாங்குழல் மற்றும் வயலின் ஆகியவற்றால் உருவாகும் ஒலி அதிக சுருதி கொண்ட ஒலிகளாகும்.

• குறைந்த கருதிக் கொண்ட ஒலிக்கு (எ.கா)

1. சிங்கத்தின் கர்ஜனை

2. டிரம்ஸ் அடிப்பது.

3. மத்தளத்தின் ஓசை

தரம்

• தரம் என்பது ஒலியின் மற்றொரு சிறப்பியல்பு ஆகும். இது ஒரே சுருதி மற்றும் வீச்சு கொண்ட இரண்டு ஒலிகளை வேறுபடுத்தி அறிய உதவுகின்றது.

ஒலி அலைகளை அதிர்வெண்ணைப் பொருத்து வகைப்படுத்துதல்.

1. செவியுணர் ஒலி அலைகள் (அ) சோனிக் ஒலி

20 Hz முதல் 20. 000 Hz க்கும் இடைப்பட்ட அதிர்வெண் உடைய ஒலி அலைகளாகும்.

உதாரணம்

1. குரல் நாண்கள்

2. இழுத்துக் கட்டப்பட்ட கம்பி

மனிதன் மற்றும் பல்வேறு விலங்குகளின் செவுயுணர் நெடுக்கம் (HZ)

1. மனிதன்

20-20.000 HZ

2. Door

16-12.000 HZ

3. us

16-40,000 HZ

4. பூனை

100-32,000 HZ

5. நாய்

40-46,000 HZ

7. வௌவால்

1000-1,00.000 HZ

1000-1,50,000 HZ

B. டால்பின்கள்

70-1,50,000 HZ

9. கடல்நாய்

900-2.00.000 HZ

2. குற்றொலி அலைகள் (அ) இன்ஃப்ராசோனிக்

• 20Hz யை விடக் குறைவான அதிர்வெண் உடைய ஒலி அலைகளாகும்.

• மனிதர்களால் கேட்க இயலாது.

• பாம்புகள். நாய் டால்பின் போன்ற விலங்குகள் இந்த ஒலியை கேட்க இயலும்.

• இவை கண்காணிப்பு அமைப்புகளில் பயன்படுகின்றன.

• மனித இதயத்தின் அமைப்பை அறிய உதவுகின்றன.

உதாரணம்

1. நிலநடுக்கத்தின் போது உருவாகும் அதிர்வலைகள்

2. கடல் அலைகள்

3. திமிங்கலங்கள் ஏற்படுத்தும் ஒலி

மீயொலி அலைகள்

• இவை 20,000 Hz க்கும் அதிகமான அதிர்வெண் கொண்ட ஒலி அலைகளாகும். அதிகமான

• மனிதர்களால் கேட்க இயலாது.

ஆனால், கொசு, நாய், வௌவால் மற்றும் டால்பின் போன்ற உயிரினங்களால் கேட்க இயலும்.

• ஒரு வௌவால் 20,000 ஹெர்ட்ஸை விட அதிக அதிர்வெண் கொண்ட ஒலிகளைக் கேட்க முடியும்.

வௌவால்கள் அவறும்போது மீயொலியை உருவாக்குகின்றன. இந்த மீயொலி அலைகள் வௌவால்கள் தங்களது வழியையும் இறையையும் கண்டுபிடிக்க உதவுகின்றன.

• சாலைகளின் நடுவே ஓடிவரும் மான்கள், வாகனத்திற்கு முன்பாக பாய்ந்து விடாதபடிக்கு, மீயொலி அலைகளைக் கொண்ட ஒலிப்பான்கள் வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன்.

• வௌவால், டால்பின் மற்றும் ஒரு சில திமிங்கலங்கள் மீயொலிகளைப் பயன்படுத்தும் முறையாகிய எதிரொலித்து இடம் கண்டறிதல் என்ற முறையை பயன்படுத்தி பொருட்களை அடையாளம் கண்டு கொள்ளுகின்றன.

• டால்பின்கள் மற்றும் திமிங்கலங்கள், தண்ணீருக்கு அடியில் மீயொலி

அதிர்வெண்களைக் கொண்ட ஒலியை எழுப்பி அதன் மூலம் பயனிக்கின்றன.

மேலும் தங்களுக்கு தேவையான இரையையும் தேடிக் கொள்கின்றன.

• இருட்டில் வாழக்கூடிய பூச்சிகளான அந்துப்பூச்சி, வெட்டுக்கிளி, இடையன் பூச்சி, வண்டுகள், லேஸ்விங்க் போன்றவை மீயொலிகளைக் கேட்கும் திறன் பெற்றவை.

• எண்ணெய்ப் பறவைகள் மீயொலிகளைப் பயன்படுத்தி இரவில் பறக்கவும் வேட்டையாடவும் செய்கின்றன.

அவை வெளவால்கள் மற்றும் பிற பூச்சிகளை விட குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட மீயொலிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. 

மீயொலியின் பயன்கள்:

• இது சோனாகிராம் என்ற மருத்துவ பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

• சோனார் அமைப்பில் கடலின் ஆழத்தைக் கண்டறியவும், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களைக் கண்டறியவும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

• பாத்திரம் கழுவும் இயந்திரங்களிலும் பயன்படுகிறது.

• மீயொலியின் மற்றொரு முக்கியமான பயன்பாடு கால்டனின் விசில் ஆகும்.

இந்த விசில் மனித காதுக்கு செவிக்கு புலப்படாது. ஆனால் அதை நாய்களால் கேட்க முடியும். இது நாய்களுக்கு புலனாய்வு பயிற்சி அளிக்கப் பயன்படுகிறது.

• மனித உடலின் உறுப்புகளை ஆராய்வதற்குப் பயன்படுகின்றன. (Echogram)

• கடல் கண்காணிப்பிலும் மீயொலி அலைகள் பயன்படுகின்றன.

• மீயொலி அலைகள் தூய்மையாக்கும் தொழில் நுட்பத்தில் பயன்படுகின்றன.

பொருட்களின் மீதுள்ள மிகச்சிறிய துகள்களை நீக்குவதற்கு பயன்படுகின்றது.

• உலோகப் பட்டைகளிலுள்ள வெடிப்பு மற்றம் குறைகளை மீயொலி அலைகளைக் கொண்டு கண்டறியலாம்.

• மீயொலி அலைகள் இதயத்தின் பல்வேறு பகுதிகளிலிருந்து எதிரொலிக்கப்பட்டு இதயத்தின் பிம்பத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. இத்தொழில் நுட்பத்திற்கு மீயொலி இதய வரைவி என்று பெயர்.

• மீயொலி அலைகளைக் கொண்டு சிறுநீரகத்திலுள்ள கற்களை சிறுசிறு துகள்களாக உடைக்க முடியும். பின்னர் அவை சிறுநீர் வழியாக வெளியேற்றப்படுகின்றன.

மாக் எண்

• மூலத்தின் திசைவேகத்திற்கும், ஒலியின் திசைவேகத்திற்கும் இடையேயான தகவே மாக் எண் எனப்படும்.

• காற்றில் ஒலியின் திசைவேகம் (நியூட்டனின் கூற்றுப்படி) = 280 m/s (OC-இல்)

• காற்றில் ஒலியின் திசைவேகம் (லாப்லஸ் திருத்தத்தின் படி) = 331. 30 m/s (OC- S

எதிரொலிகள்

• ஒலி அலைகள் சுவர்கள், மேற்கூரைகள், மலைகள் போன்றவற்றின் பரப்புகளில் மோதி பிரதிபலிக்கப்படும் நிகழ்வே எதிரொலி ஆகும்.

• நீங்கள் மலையின் அருகிலோ அல்லது ஒரு கட்டிடத்தின் அருகிலோ நின்று கைகளை தட்டும்போது உங்களால் மீண்டும் கேட்கக் கூடிய ஒலியே எதிரொலி ஆகும்.

• சிறிய அறைகளில் எதிரொலியைக் கேட்க இயலாது.

எதிரொலி கேட்கவில்லை என்பதால் அங்கு எதிரொலிப்பு நடைபெறவில்லை என்பது பொருளல்ல. ஏனெனில் சிறிய அறைகள் எதிரொலிக்கு வேண்டிய அடிப்படை நிபந்தனைகள் பூர்த்தி செய்யவில்லை.

• வெவ்வேறு உயரத்திலுள்ள மேகங்கள் மற்றும் நிலம் போன்ற பல்வேறு எதிரொலிக்கும் பரப்புகளின் மீது படும் ஒலிஅலைகளின் தொடர் எதிரொலிப்பின் காரணமாக இடிமுழக்கம் ஏற்படுகிறது.

எதிரொலிப்பு விதிகள்

• படுகதிர், எதிரொலிக்கும் தளத்தல் வரையப்படும் செங்குத்துக்கோடு மற்றும் எதிரொலிப்புக் கதிர் ஆகியவை ஒரே தளத்தில் அமையும்.

• படுகோணம் <மற்றும் எதிரொலிப்புக் கோணம் <rஆகியவை சமமாக இருக்கும்.

எதிரொலிக்கு வேண்டிய நிபந்தனைகள்:

• மனிதர்களால் கேட்கப்படும் ஒலியானது நமது காதுகளில் 0.1 வினாடிகளுக்கு (1/108) நிலைத்திருக்கும்.

எனவே நாம் இரண்டு ஒலிகளைக் கேட்க வேண்டுமானால் இரண்டு ஒலிகளுக்கும் இடையே கால இடைவெளி குறைந்தபட்சம் 0.1 விநாடிகள் இருக்க வேண்டும்.

• ஆதலால் எதிரொலி கேட்க வேண்டுமானால் குறைந்த பட்ச தொலைவானது காற்றில் ஒலியின் திசைவேகத்தின் மதிப்பில் 1/20 பகுதியாக இருக்க வேண்டும்.

• ஒலியின் திசைவேகம் காற்றில் 344 m/s எனக் கருதினால் எதிரொலிக் கேட்பதற்கான குறைந்த பட்சத் தொலைவு = 17.2மீ S

• எழுதப்பட்ட ஒலி நாம் காதுகளை அடைய தேவைப்படும் தொலைவு = 34.4 மீ

• 20 C யில் எதிரொலி (echo) கேட்க, எதிரொலிக்கும் சுவர் (பரப்பு) அமைய வேண்டிய குறைந்தபட்சத் தொலைவு 17.2 மீ

சமதளம் மற்றும் வளைவான பகுதிகளில் ஒலி எதிரொலிப்பு:

• சமதள பரப்புகளில் ஒலி அலைகள் எதிரொலிக்கும் போது, ஒலி அலைகளின் செறிவு கூடுவதோ அல்லது குறைவதோ இல்லை.

• வளைவானப் பரப்புகளில் பட்டு மோதி எதிரொலிக்கும் போது அதன் செறிவு மாறுகிறது

• குவிந்த பகுதிகளில் மோதி எதிரொலிக்கும் போது எதிரொலித்த அலைகள் விரிவடைந்து செல்கிறது. அதன் செறிவும் குறைகிறது.

• குழிவான பகுதிகளில் மோதி எதிரொலிக்கும்போது எதிரொலித்த அலைகள் ஒரு புள்ளியில் குவிக்கப்படுகிறது. எதிரொலித்தக் கதிர்களின் செறிவும் ஒரு புள்ளியில் குவிக்கப்படுகிறது.

உதாரணம்

• பெரும்பாலான பேசும் கூடங்களின் மேற்பகுதிகளில் பரவளையத்தின் பிரதிபலிக்கும் ஒலியானது சுவரில் எங்கு மோதினாலும் பரவளையத்தில் ஒரு குவியப்புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு குவியப் புள்ளியில் குவிக்கப்படுகிறது.

இதனுள் அமர்ந்து மெல்லிய குரலில் பேசினாலும் மீண்டும் மீண்டும் எதிரொலித்து அனைவரின் செவியையும் அடையும்.

• ஒலியானது ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மெற்றொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும்போது அதன் திசைவேகம் அதிகரித்தால் அது அடர்குறை ஊடகம் ஆகும். (காற்றுடன் ஒப்பிடும்போது நீரானது ஒலிக்குஅடர்குறை ஊடகம் ஆகும்)

• ஒலியானது ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு செல்லும்போது அதன் திசைவேகம் குறையுமானால் அது அடர்மிகு ஊடகம் ஆகும் . (நீருடன் ஒப்பிடும்போது காற்றானது ஒலிக்கு அடர்மிகு ஊடகம் ஆகும்)

கோல்கொண்டா கோட்டை (ஹைதராபாத் – தெலுங்கானா)

• கோல்கொண்டா கோட்டையிலுள்ள கைத்தட்டும் அறையின் மேற்புறம் பல தொடர்சசியான வளைவுகள் உள்ளன. இதில் ஒவ்வொரு வளைவும் முந்தைய வளைவை விட சிறியதாக காணப்படும். எனவே இந்த அறையின் குறிப்பிட்டப் பகுதியில் எழுப்பப்படும் ஒலியானது அழுத்தப்பட்டு எதிரொலிக்கப்பட்டு, பின் தேவையான அளவு பெருக்கமடைந்து ஒரு குறிப்பிட்டத் தொலைவிற்குக் கேட்கிறது.

மெதுவாக பேசும் கூடம்

• மிகவும் புகழ்பெற்ற மெதுவாகப் பேசும் கூடம் இலண்டனிலுள்ள புனிதபால் கேதிட்ரல் ஆலயத்தில் அமைந்துள்ளது.

• அந்த அறையில் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியில் பேசப்படும் ஒலியானது எதிர்புறம் உள்ளக் குறிப்பிட்ட பகுதியில் தெளிவாகக் கேட்கும் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஒரு பல்முனை எதிரொளிப்பே ஆகும். வகையில்

• இசைக் கருவிகளில் பயன்படும் தத்துவம் – பன்முக எதிரொலிப்பு

எதிர்முழுக்கம் (Reverberation)

• பெரிய அறைகளில் ஏற்படுத்தப்படும் ஒலியானது, அறையின் சுவர்களில் பட்டு மீண்டும் எதிரொலிப்பு அடைந்து அதன் கேட்கும் தன்மை சுழியாகும் வரை நீடித்திருக்கும்.

• பன்முக எதிரொலிப்பின் காரணமாக, ஒலியின் கேட்டல் நீடித்திருக்கும் தன்மை எதிர் முழுக்கம் எனப்படும்.

• கலையரங்கம், பெரிய அறைகள், திரையரங்கம். ஒலிப்பதிவுக் கூடங்கள் போன்றவற்றில் ஏற்படும் அதிகமான எதிர்முழக்கம் விரும்பத்தக்கது அல்ல. ஏனெனில் இசையை ரசிக்கவோ, பேச்சை தெளிவாகக் கேட்க இயலாது.

• எதிர் முழக்கத்தைக் குறைப்பதற்கு, கலையரங்கத்தின் மேற்கூரை, சுவர்கள் போன்றவை ஒலி உட்கவரும் தன்மை கொண்ட பொருட்களான அமுக்கப்பட்ட நார் அட்டை மூடப்பட்டிருக்கும். திரைச்சீலைகள், பிளாஸ்டர் போன்ற S பொருட்களால்

ஒலி முழுக்கம்:

• ஒரு பொருளின் வேகமானது காற்றில் ஒலியின் வேகத்தை விட (300 m/s) அதிகமாகும் போது அது மீயொலி வேகத்தில் செல்கிறது.

துப்பாக்கி குண்டு, ஜெட் விமானம், ஆகாய விமானங்கள் போன்றவை மீயொலி வேகத்தில் செல்பவையாகும்.

• ஒரு பொருளானது காற்றில் ஒலியின் வேகத்தை விட அதிக வேகத்தில் செல்லும் போது அவை அதிர்வலைகளை ஏற்படுத்துகின்றன.

இந்த அதிர்வலைகளில் காற்றில் ஏற்படும் அழுத்த மாறுபாட்டின் காரணமாக கூர்மையான மற்றும் உரத்த ஒலியை உண்டாக்குகிறது. இதனை ஒலி முழக்கம் என்கிறோம்.

• ஆகாய விமானங்களால் உண்டாகும் அதிர்வலைகள் கண்ணாடி மற்றும்

கட்டிடங்களையும் சேதப்படுத்தும் அளவிற்கு ஆற்றல் கொண்டவையாகும்.

எதிரொலியின் பயன்பாடுகள்:

• சில விலங்குகள் வெகு தொலைவில் இருக்கும்போது தங்களுக்குள் தொடர்வு

கொள்ளவும். ஒலி சமிக்ஞைகளை அனுப்பி, அதிலிருந்து வரும் எதிரொலி மூலம்

எதிரிலுள்ள பொருட்களைக் கண்டறியவும் பயன்படுகிறது.

• தாயின் கருப்பையில் உள்ள கருவின் வளர்ச்சியை ஆராய மகப்பேறியல் துறையில் அல்ட்ரோ சோனா கிராபி கருவி பயன்படுகிறது.

• ஊடகங்களில் ஒலியின் திசைவேகத்தைக் கண்டறியவும் எதிரொலி பயன்படுகிறது.

பலமுறை எதிரொலித்தலின் பயன்கள்

இசைக் கருவிகள்

• குழல்பெருக்கி, ஒலிபெருக்கி, குழல்கள், நாதஸ்வரம், செனாய், தாரை போன்ற இசைக்கருவிகள் யாவும் ஒலியானது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் பரவும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இக்கருவிகளில் ஒரு குழாயினைத் தொடர்ந்து ஒரு கூய்வு வடிவ அமைப்பானது ஒலியைப் பெருக்கமடையச் செய்து கேட்பவரை நோக்கி முன்னேறிச் செல்லுமாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளது. 

இதயத்துடிப்பளவி (Stethoscope):

• உடலில் தோன்றும் ஒலியானது, இக்கருவியில் உள்ள இணைப்புக் குழாயில் பலமுறை எதிரொலிப்படைந்து, மருத்துவரின் செவியை அடைகிறது.

தத்துவம் – பல்முனை எதிரொலிப்பு

மின்ஒலி இதய வரைபடம் (ECG)

• ECG என்பது, நேரத்தைப் பொறுத்து மாறக்கூடிய இதயத் தசைகளின் மின்சார செயல்பாடுகளைக் குறிப்பதாகும். இவை தாளின் மீது அச்சிடப்படுகின்றன.

• இதயத்தின் செயல்பாடுகளை ஒரு சில நிமிட நேர இடைவெளியில் பெருக்கமடையச் செய்து பதிவு செய்யும் முறை ECG எனப்படும்.

இசைக் கருவிகள்:

• காதுக்கு மகிழ்ச்சியான உணர்வைத் தரும் ஒலி அழைக்கப்படுகிறது. “இசை” என்று

• சீரான அதிர்வுகளால் இசை உருவாக்கப்படுகிறது.

இசைக்கருவிகள் நான்கு வகை:

1. காற்றுக் கருவிகள்

(உதா) எக்காளம், புல்லாங்குழல், ஷெஹ்னாய் சாக்ஸ்போன்

2. நாணல் கருவிகள்

(உதா) ஹார்மோனியம், வாய் இசைக்கருவி

3. கம்பிக் கருவிகள்

(உதா) வயலின், கிட்டார், சிதார்

கிட்டார் பல அதிர்வெண்களைக் கொண்டுள்ளது. அது இயற்கையாகவே அதிர்வுறும், இந்த அதிர்வெண்கள் ‘ஹார்மோனிக்ஸ்” என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

4. தாளவாத்தியங்கள்

(உதா) டிரம் மற்றும் தபேலா தோல் சவ்வைக் கொண்டிருக்கின்றன. அவை (ரெசனேட்டர்) எனப்படும்.

ஒலி மாசுபாடு:

• காதுக்கு விரும்பத்தகாத எந்த ஒலியும் இரைச்சல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

• ஒழுங்கற்ற மற்றும் கால ஒழுங்கற்ற அதிர்வுகளால் இரைச்சல் உருவாகிறது.

• மன அழுத்தத்தை இரைச்சல் உருவாக்குகிறது.

•  ஒலி மாசுபாட்டின் முக்கிய ஆதாரம் தொழிற்சாலைகள்

ஒலி மாசுபாட்டால் ஏற்படும் உடல் நலக்குறைவு பாதிப்புகள்:

• எரிச்சல், மன அழுத்தம், பதட்டம் மற்றும் தலைவலி ஏற்படும்.

இரைச்சல் நீண்ட காலத்திற்கு கேட்கும்போது ஒரு நபரின் தூக்கமுறை மாறக்கூடும்.

• இரைச்சலினால் செவிப்புலன்திறன் இழக்கும். திடீரென ஏற்படும் இரைச்சல் மாரடைப்பு மற்றும் மயக்கத்தை ஏற்படுத்தக் கூடும்.

• இது உயர் இரத்த அழுத்தம், அல்லது சட்டென கோபப்படுதல் போன்ற நோய்களுக்கு காரணமாகின்றன.

• இரைச்சல் என்பது இனிமையற்ற மற்றும் தேவையற்ற ஒலியாகும்.

• ஒலியின் செறிவு 120 dB அளவை விட அதிகமாகும் போது செவிக்கு வலியை உண்டாக்கும்.

டாப்ளர் விளைவு

• வேகமாக இயங்கும் இரயில் வண்டியானது ஓய்வு நிலையிலுள்ள கேட்குநரை நெருங்கும்போது அதன் ஊதல் ஒலியின் சுருதி அதிகரிப்பது போன்றும், அவரை விட்டு விலகி செல்லும்போது ஊதல் ஒலியின் சுருதி குறைவது போன்று தோன்றும்.

• கேட்குநருக்கும் ஒலி மூலத்திற்கும் இடையே சார்பியக்கம் இருக்கும்போது கேட்குநரால் கேட்கப்படும் ஒலியின் அதிர்வெண்ணிற்கும். ஒலி மூலத்தின் அதிர்வெண்ணிற்கும் இடையேயுள்ள வேறுபாடு உள்ளதைக் கண்டறிந்தார். இதுவே டாப்ளர் விளைவு ஆகும்.

• ஒலி பரவும் ஊடகமானது (காற்று) W என்ற திசைவேகத்தில் ஒலிபரவும் திசைவேகத்தில் நகர்ந்தால் ஒலியின் எதிர் திசையில் நகர்ந்தால் = V-W திசைவேகம் =V+w

டாப்ளர் விளைவு நடைபெறாமல் இருக்க நிபந்தனைகள்

• கீழ்க்காணும் சூழல்களில் டாப்ளர் விளைவு நடைபெறுவதில்லை மற்றும் கேட்குநரால் கேட்கப்படும் தோற்ற அதிர்வெண்ணானது. ஒலி மூலத்தின் அதிர்வெண்ணுக்குச் சமமாகவே இருக்கும்.

• ஒலி மூலம் (S) மற்றும் கேட்குநர் (L) இரண்டும் ஓய்வு நிலையில் இருக்கும் போது.

• ஒலி மூலம் (S) மற்றும் கேட்குநர் (L) சம இடைவெளியில் நகரும்போது

• ஒலி மூலம் (S) மற்றும் கேட்குநர் (L) ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக நகரும்போது

• ஒலிமூலமானது வட்டப்பாதையின் மையப்பகுதியில் அமைந்து, கேட்குநர் வட்டப்பாதையில் நகரும்போது.

டாப்ளர் விளைவின் பயன்பாடுகள்:

1. வாகனம் ஒன்றின் வேகத்தை அளவிடுதல்:

காவலரின் காரில் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் கருவி ஒன்று மின்காந்த அலையை உமிழும். இந்த அலையானது சாலையில் வேகமாக செல்லும் வாகனத்தின் மீது பட்டு எதிரொளிக்கப்படும்.

எதிரொளித்த அலையின் அதிர்வெண்ணில் மாற்றம் ஏற்படும். அந்த அதிர்வெண்ணின் மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி வாகனத்தின் வேகத்தைக் காண இயலும். இது அதிவேக வாகனங்களைக் கண்காணிக்க உதவுகிறது.

2. துணைக்கோள் ஒன்றின் தொலைவினைக் கணக்கிடுதல்:

துணைக்கோள ஒன்று புவியிலிருந்து வெகு தொலைவிற்குச் செல்லும்போது அதனால் உமிழப்பட்ட ரேடியோ அலைகளின் அதிர்வெண் குறையும். அந்த அதிர்வெண்ணின் மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி துணைக்கோளின் இருப்பிடத்தை கண்டறியலாம்.

3.ரேடார்  RADAR (Radio Detection and Ranging).

ரேடாரானது அதிர்வெண் மிக்க ரேடியோ அலைகளை ஆகாய விமானத்தை நோக்கி அனுப்பும்

எதிரொளித்து வரும் ரேடியோ அலைகளைக் ரேடார் நிலையத்தில் உள்ள ஏற்பிக் கண்டறியும் அதிர்வெண்ணில் உள்ள வேறுபாட்டைக் கொண்டு விமானத்தின் வேகத்தைக் கணக்கிடலாம்.

சோனார் (SONAR- Sound Navigation and Ranging)

• சோனார் (SONAR) என்ற சொல்லின் விரிவாக்கம் Sound Navigation And Ranging என்பதாகும்.

• சோனார் என்ற கருவியானது மீயொலி அலைகளைச் செலுத்தி நீருக் அடியிலுள்ள பொருள்களின் தூரம், திசை மற்றும் வேகம் ஆகியவற்றைக் கணக்கிட பயன்படுகிறது.

• பரப்பப்பட்ட மற்றும் பெறப்பட்ட மீயொலி அலைகளுக்கு இடையேயான கால இடைவெயியை 1 எனவும், நீரின் வேகத்தை எனவும் கொண்டால், மீயொலியானது கடந்த தொலைவு 2d/t = v ஆகும்.

• இவ்வாறு பொருள்களின் தொலைவைக் கண்டறியும் முறை எதிரொலி நெடுக்கம் (echo-ranging) 

கடலின் ஆழத்தை அறியவும், நீருக்கு அடியில் அமைந்துள்ள மலைகள், குன்றுகள், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் பனிப்பாறைகள் ஆகியவற்றை இடம் கண்டறிவதற்கும் இந்த முறையானது பயன்படுகின்றது.

குறிப்புகள்:

• ஒளியானது காற்றில் பரவும் திசைவேகத்தைவிட நீரில் 5 மடங்கு அதிகமாகவும். இரும்பில் 20 மடங்கு அதிகமாகவும் பரவுகிறது.

• ஒளியின் திசைவேகம் (3 10 மீ/வி) ஆனது ஒலியின் திசைவேகத்தைவிட (340 மீ/வி) மிக மிக அதிகம், இதன் காரணமாகத்தான் மின்னல் கீற்று முதலில் தெரிந்து, சற்று தாமதமாக இடி ஒலி கேட்கிறது