ధ్వనిమాపిని (సోనోమీటర్)

ధ్వనిమాపిని అంటే ఏమిటి?#

ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించే ఒక శాస్త్రీయ సాధనం ధ్వనిమాపిని. ఇది ఒక సాగదీయబడిన తీగ, స్థిరమైన గిలక, కదిలే గిలక మరియు ఒక బరువును కలిగి ఉంటుంది. తీగను మీటినప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని, స్థిర మరియు కదిలే గిలకల మధ్య దూరాన్ని మరియు తీగలోని తన్యతను కొలవడం ద్వారా లెక్కిస్తారు.

ధ్వనిమాపిని యొక్క సూత్రం#

ధ్వనిమాపిని యొక్క సూత్రం, ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం మరియు తీగలోని తన్యత మధ్య సంబంధంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఒక తీగను సాగదీసినప్పుడు, అది ధ్వని తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ధ్వని యొక్క పౌనఃపున్యం, తీగలోని తన్యత యొక్క వర్గమూలానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు తీగ యొక్క పొడవు మరియు రేఖీయ ద్రవ్యరాశి సాంద్రత యొక్క వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ధ్వనిమాపిని నిర్మాణం#

ఒక ధ్వనిమాపిని క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

• ఒక మూతతో కూడిన చెక్క పెట్టె
• ఒక సాగదీయబడిన తీగ
• ఒక స్థిర గిలక అనేది ప్రయోగించబడిన బలం యొక్క దిశను మార్చే ఒక సాధారణ యంత్రం.
• ఒక కదిలే గిలక
• బరువు అనేది ఒక వస్తువుపై పనిచేసే గురుత్వాకర్షణ బలం యొక్క కొలత.
• స్కేల్ అనేది బరువు లేదా ద్రవ్యరాశిని కొలవడానికి ఉపయోగించే పరికరం.

ధ్వనిమాపిని పనిచేసే విధానం#

ధ్వనిమాపినిని ఉపయోగించడానికి, క్రింది దశలను అనుసరిస్తారు:

1. తీగను స్థిర మరియు కదిలే గిలకల మీదుగా సాగదీస్తారు.
2. కదిలే గిలకకు బరువును అతికిస్తారు.
3. తీగ తెలిసిన ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ పౌనఃపున్యంతో సరిపోయే వరకు కదిలే గిలకను కదిలిస్తారు.
4. స్థిర మరియు కదిలే గిలకల మధ్య దూరాన్ని కొలుస్తారు.
5. ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కిస్తారు:

$$ f = √(T/μ) $$

ఇక్కడ:

• f అనేది హెర్ట్జ్ (Hz) లో ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం
• T అనేది న్యూటన్లలో (N) తీగలోని తన్యత
• m అనేది కిలోగ్రాములలో (kg) బరువు యొక్క ద్రవ్యరాశి

ధ్వనిమాపినిని ఎలా ఉపయోగించాలి#

ధ్వనిమాపినిని ఉపయోగించడానికి, ఈ దశలను అనుసరించండి:

1. తీగను మీటండి.
2. తీగపైన ఉన్న నోడ్లు మరియు యాంటినోడ్ల మధ్య దూరాన్ని కొలవండి.
3. ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించండి:

$$ f = v / λ $$

ఇక్కడ:

• f అనేది హెర్ట్జ్ (Hz) లో ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం
• v అనేది మీటర్లు/సెకను (m/s) లో ధ్వని తరంగం యొక్క వేగం
• λ అనేది మీటర్లలో (m) ధ్వని తరంగం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం

ధ్వనిమాపిని సూత్రం#

ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించే పరికరం ధ్వనిమాపిని. ఇది ఒక సాగదీయబడిన తీగ, స్థిర ద్రవ్యరాశి మరియు కదిలే వంతెనను కలిగి ఉంటుంది. తీగను మీటి, ధ్వని తరంగంతో అనునాదంలో కంపించే వరకు కదిలే వంతెనను సర్దుబాటు చేస్తారు. ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని తరువాత క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:

$$f = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}}$$

ఇక్కడ:

• $f$ అనేది హెర్ట్జ్ (Hz) లో ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం
• $L$ అనేది మీటర్లలో (m) తీగ యొక్క పొడవు
• $T$ అనేది న్యూటన్లలో (N) తీగలోని తన్యత
• $\mu$ అనేది కిలోగ్రాములు/మీటరు (kg/m) లో తీగ యొక్క రేఖీయ సాంద్రత

ధ్వనిమాపిని సూత్రాన్ని ఎలా ఉపయోగించాలి#

ధ్వనిమాపిని సూత్రాన్ని ఉపయోగించడానికి, మీకు తీగ యొక్క పొడవు, తీగలోని తన్యత మరియు తీగ యొక్క రేఖీయ సాంద్రత తెలియాలి. తీగ యొక్క పొడవును రూలర్ లేదా టేప్ కొలత ద్వారా కొలవవచ్చు. తీగలోని తన్యతను స్ప్రింగ్ స్కేల్ ఉపయోగించి కొలవవచ్చు. తీగ యొక్క రేఖీయ సాంద్రతను తీగ యొక్క ద్రవ్యరాశిని దాని పొడవుతో భాగించడం ద్వారా కనుగొనవచ్చు.

ఈ కొలతలు మీకు లభించిన తర్వాత, మీరు వాటిని ధ్వనిమాపిని సూత్రంలో ప్రతిక్షేపించి ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని లెక్కించవచ్చు.

ఉదాహరణ#

ఒక ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడానికి ధ్వనిమాపిని ఉపయోగించబడుతుంది. తీగ యొక్క పొడవు 1 మీటరు, తీగలోని తన్యత 10 న్యూటన్లు మరియు తీగ యొక్క రేఖీయ సాంద్రత 0.01 కిలోగ్రాములు/మీటరు. ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం ఎంత?

$$f = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}}$$

$$f = \frac{1}{2(1 \text{ m})} \sqrt{\frac{10 \text{ N}}{0.01 \text{ kg/m}}}$$

$$f = 50 \text{ Hz}$$

అందువల్ల, ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యం 50 Hz.

ధ్వనిమాపిని నిర్మాణం#

కంపించే తీగ యొక్క పౌనఃపున్యం మరియు దాని తన్యత, పొడవు మరియు ద్రవ్యరాశి మధ్య సంబంధాన్ని ప్రదర్శించడానికి ఉపయోగించే పరికరం ధ్వనిమాపిని. ఇది ఒక చెక్క పెట్టెను కలిగి ఉంటుంది, దాని ఒక చివర ధ్వని బోర్డు మరియు మరొక చివర పెగ్గుల సెట్ ఉంటాయి. ఒక తీగ పెగ్గుల మధ్య సాగదీయబడి, ధ్వని బోర్డుపై ఉన్న వంతెన మీదుగా వెళుతుంది. తీగ యొక్క తన్యతను పెగ్గులను తిప్పడం ద్వారా సర్దుబాటు చేయవచ్చు.

అవసరమైన పదార్థాలు#

• ఒక చెక్క పెట్టె (సుమారు 1 మీటరు పొడవు, 15 సెం.మీ వెడల్పు మరియు 10 సెం.మీ ఎత్తు)
• ఒక ధ్వని బోర్డు (సుమారు 15 సెం.మీ x 15 సెం.మీ)
• పెగ్గుల సెట్ (సుమారు 10)
• ఒక తీగ (సుమారు 1 మీటరు పొడవు)
• ఒక వంతెన (సుమారు 5 సెం.మీ పొడవు మరియు 1 సెం.మీ ఎత్తు)
• ఒక బరువు హ్యాంగర్
• బరువుల సెట్

విధానం#

1. ధ్వని బోర్డును చెక్క పెట్టె యొక్క ఒక చివరకు అతికించండి.
2. పెగ్గులను ధ్వని బోర్డులోని రంధ్రాలలోకి చొప్పించండి.
3. తీగను పెగ్గుల మధ్య సాగదీసి, వంతెన మీదుగా పోయించండి.
4. బరువు హ్యాంగర్ను తీగకు అతికించండి.
5. తీగ గట్టిగా ఉండే వరకు బరువు హ్యాంగర్కు బరువులను జోడించండి.

ధ్వనిమాపిని యొక్క అనువర్తనాలు#

ధ్వనిమాపిని వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, అవి:

• కంపించే తీగ యొక్క పౌనఃపున్యం మరియు దాని తన్యత, పొడవు మరియు ద్రవ్యరాశి మధ్య సంబంధాన్ని ప్రదర్శించడం
• ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడం
• సంగీత వాయిద్యాలను స్వరపరచడం
• ధ్వని భౌతికశాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేయడం v ధ్వనిమాపిని ఒక సరళమైన కానీ బహుముఖ పరికరం, ఇది ధ్వనికి సంబంధించిన వివిధ భావనలను ప్రదర్శించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది విద్యార్థులు మరియు పరిశోధకులకు సమానంగా విలువైన సాధనం.

ధ్వనిమాపినికి అడ్డంకి కంపనాల నియమాలు#

అడ్డంకి కంపనాల నియమాలను ప్రదర్శించడానికి మరియు అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించే పరికరం ధ్వనిమాపిని. ఇది ఒక సాగదీయబడిన తీగ, స్థిర వంతెన, కదిలే వంతెన మరియు గ్రాడ్యుయేటెడ్ స్కేల్ను కలిగి ఉంటుంది. తీగను మీటినప్పుడు, ఫలితంగా వచ్చే కంపనాలు గమనించబడతాయి మరియు కొలవబడతాయి.

అడ్డంకి కంపనాల నియమాలు

ధ్వనిమాపినికి అడ్డంకి కంపనాల నియమాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

1. కంపన పౌనఃపున్యం తీగలోని తన్యత యొక్క వర్గమూలానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీని అర్థం తీగలోని తన్యత ఎక్కువగా ఉంటే, కంపన పౌనఃపున్యం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
2. కంపన పౌనఃపున్యం తీగ యొక్క పొడవుకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీని అర్థం తీగ ఎంత పొడవుగా ఉంటే, కంపన పౌనఃపున్యం అంత తక్కువగా ఉంటుంది.
3. కంపన పౌనఃపున్యం తీగ యొక్క యూనిట్ పొడవుకు ద్రవ్యరాశికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీని అర్థం తీగ ఎంత భారంగా ఉంటే, కంపన పౌనఃపున్యం అంత తక్కువగా ఉంటుంది.

అడ్డంకి కంపనాల నియమాల అనువర్తనాలు

ధ్వనిమాపినికి అడ్డంకి కంపనాల నియమాలు అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి, అవి:

• సంగీత వాయిద్యాలను స్వరపరచడం. తీగల తన్యత మరియు పొడవును సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా అడ్డంకి కంపనాల నియమాలను సంగీత వాయిద్యాలను స్వరపరచడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ధ్వని వేగాన్ని కొలవడం. స్థిర మరియు కదిలే వంతెనల మధ్య దూరాన్ని కొలవడం ద్వారా తీగ యొక్క కంపన పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడం ద్వారా ధ్వని వేగాన్ని కొలవడానికి రేఖాంతర కంపనాల నియమాలను ఉపయోగించవచ్చు.
• పదార్థాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం. ఆ పదార్థంతో తయారు చేయబడిన తీగ యొక్క కంపన పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడం ద్వారా పదార్థాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి అడ్డంకి కంపనాల నియమాలను ఉపయోగించవచ్చు.

ధ్వనిమాపినికి అడ్డంకి కంపనాల నియమాలు ధ్వని మరియు సంగీత అధ్యయనంలో ప్రాథమిక భాగం. సంగీత వాయిద్యాలను స్వరపరచడం, ధ్వని వేగాన్ని కొలవడం మరియు పదార్థాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం వంటి అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి.

ధ్వనిమాపిని తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

ధ్వనిమాపిని అంటే ఏమిటి?

ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించే ఒక శాస్త్రీయ సాధనం ధ్వనిమాపిని. ఇది ఒక సాగదీయబడిన తీగ, స్థిర గిలక, కదిలే వంతెన మరియు ఒక బరువును కలిగి ఉంటుంది. తీగను మీటినప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని, తీగపై ఉన్న నోడ్ల మధ్య దూరాన్ని కొలవడం ద్వారా లెక్కిస్తారు.

ధ్వనిమాపిని ఎలా పని చేస్తుంది?

తీగను మీటినప్పుడు, అది కంపిస్తుంది మరియు ధ్వని తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. తరంగాలు తీగ వెంబడి ప్రయాణించి, స్థిర గిలకపై పరావర్తనం చెందుతాయి. పరావర్తిత తరంగాలు అసలు తరంగాలతో జోక్యం చేసుకుని, స్థిర తరంగాలను సృష్టిస్తాయి. నోడ్లు అనేవి తీగపై ఆ తరంగాలు ఒకదానికొకటి రద్దు చేసుకునే బిందువులు మరియు యాంటినోడ్లు అనేవి తరంగాలు ఒకదానికొకటి బలోపేతం చేసుకునే బిందువులు.

ధ్వనిమాపినిని ఉపయోగించి ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని లెక్కించడానికి సూత్రం ఏమిటి?

ధ్వని తరంగం యొక్క పౌనఃపున్యాన్ని క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:

$$ f = v / λ $$

ఇక్కడ:

• f అనేది హెర్ట్జ్ (Hz) లో పౌనఃపున్యం
• v అనేది మీటర్లు/సెకను (m/s) లో తరంగం యొక్క వేగం
• λ అనేది మీటర్లలో (m) తరంగదైర్ఘ్యం

ధ్వనిమాపిని యొక్క కొన్ని ఉపయోగాలు ఏమిటి?

ధ్వనిమాపిని వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, అవి:

• ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడం
• సంగీత వాయిద్యాలను స్వరపరచడం
• ధ్వని తరంగాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం
• తరంగ జోక్యం సూత్రాలను ప్రదర్శించడం

ధ్వనిమాపిని యొక్క కొన్ని పరిమితులు ఏమిటి?

ధ్వనిమాపినికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి, అవి:

• శ్రవ్య పరిధిలో (20 Hz నుండి 20,000 Hz) ఉన్న ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని మాత్రమే కొలవడానికి ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
• చాలా ఎక్కువ లేదా చాలా తక్కువ ఉన్న ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడంలో ఇవి చాలా ఖచ్చితంగా ఉండవు.
• గద్దిపెట్టే వాతావరణంలో వీటిని ఉపయోగించడం కష్టంగా ఉంటుంది.

ముగింపు

ధ్వని తరంగాల పౌనఃపున్యాన్ని కొలవడానికి ధ్వనిమాపిని ఒక విలువైన సాధనం. ఇవి ఉపయోగించడానికి చాలా సరళమైనవి మరియు వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి. అయినప్పటికీ, వాటికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి, కాబట్టి ధ్వనిమాపినిని ఉపయోగించే ముందు ఈ విషయాలు తెలుసుకోవడం ముఖ్యం.