यदि ध्वनि तरंग अपने मार्ग में बाधाओं से नहीं मिलती है, तो यह सभी दिशाओं में समान रूप से फैलती है। लेकिन हर बाधा उसके लिए बाधा नहीं बनती।
अपने रास्ते में एक बाधा का सामना करने के बाद, ध्वनि इसके चारों ओर झुक सकती है, परावर्तित, अपवर्तित या अवशोषित हो सकती है।
ध्वनि विवर्तन
हम किसी इमारत के कोने के आसपास, पेड़ के पीछे या बाड़ के पीछे खड़े व्यक्ति से बात कर सकते हैं, हालाँकि हम उसे नहीं देखते हैं। हम इसे इसलिए सुनते हैं क्योंकि ध्वनि इन वस्तुओं के चारों ओर मुड़ने और उनके पीछे के क्षेत्र में प्रवेश करने में सक्षम है।
किसी बाधा के चारों ओर मुड़ने की तरंग की क्षमता कहलाती है विवर्तन .
विवर्तन संभव है जब ध्वनि तरंग दैर्ध्य बाधा के आकार से अधिक हो। कम आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें काफी लंबी होती हैं। उदाहरण के लिए, 100 हर्ट्ज की आवृत्ति पर, यह 3.37 मीटर है। जैसे-जैसे आवृत्ति घटती जाती है, लंबाई और भी अधिक हो जाती है। इसलिए, ध्वनि तरंग आसानी से उन वस्तुओं के चारों ओर झुक जाती है जो इसके अनुरूप होती हैं। पार्क के पेड़ हमें ध्वनि सुनने से बिल्कुल भी नहीं रोकते हैं, क्योंकि उनके तने का व्यास ध्वनि तरंग की लंबाई से बहुत कम होता है।
विवर्तन के कारण, ध्वनि तरंगें एक बाधा में स्लॉट और छेद के माध्यम से प्रवेश करती हैं और उनके पीछे फैलती हैं।
हम ध्वनि तरंग के मार्ग में एक छेद के साथ एक फ्लैट स्क्रीन लगाते हैं।
मामले में जब ध्वनि तरंग की लंबाई ƛ बोर व्यास से बहुत बड़ा डी , या ये मान लगभग बराबर हैं, तो छेद के पीछे ध्वनि उस क्षेत्र के सभी बिंदुओं तक पहुंच जाएगी जो स्क्रीन के पीछे है (ध्वनि छाया का क्षेत्र)। निवर्तमान तरंग का अग्र भाग गोलार्द्ध के रूप में दिखाई देगा।
अगर ƛ भट्ठा व्यास की तुलना में केवल थोड़ा छोटा है, फिर लहर का मुख्य भाग सीधे फैलता है, और एक छोटा हिस्सा पक्षों की ओर थोड़ा अलग हो जाता है। और मामले में जब ƛ काफी कम डी , पूरी लहर आगे की दिशा में जाएगी।
ध्वनि परावर्तन
यदि एक ध्वनि तरंग दो माध्यमों के बीच के अंतरापृष्ठ से टकराती है, तो इसके आगे प्रसार के लिए विभिन्न विकल्प संभव हैं। ध्वनि को इंटरफ़ेस से परावर्तित किया जा सकता है, दिशा बदले बिना दूसरे माध्यम में जा सकता है, या इसे अपवर्तित किया जा सकता है, अर्थात इसकी दिशा बदलकर जा सकता है।
मान लीजिए कि ध्वनि तरंग के मार्ग में कोई बाधा है, जिसका आकार तरंग दैर्ध्य से बहुत बड़ा है, उदाहरण के लिए, एक सरासर चट्टान। ध्वनि कैसे व्यवहार करेगी? चूंकि वह इस बाधा को पार नहीं कर सकता, इसलिए वह उससे प्रतिबिंबित होगा। बाधा के पीछे है ध्वनिक छाया क्षेत्र .
किसी बाधा से परावर्तित ध्वनि कहलाती है गूंज .
ध्वनि तरंग के परावर्तन की प्रकृति भिन्न हो सकती है। यह परावर्तक सतह के आकार पर निर्भर करता है।
प्रतिबिंब दो भिन्न माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर ध्वनि तरंग की दिशा में परिवर्तन कहलाता है। परावर्तित होने पर, लहर उस वातावरण में लौट आती है जहाँ से वह आई थी।
यदि सतह समतल है, तो ध्वनि उससे उछलती है, जैसे प्रकाश की किरण दर्पण में परावर्तित होती है।
अवतल सतह से परावर्तित ध्वनि पुंज एक बिंदु पर केंद्रित होते हैं।
उत्तल सतह ध्वनि को बिखेरती है।
उत्तल स्तंभ, बड़े ढलाई, झूमर आदि एक विसरित प्रभाव देते हैं।
ध्वनि एक माध्यम से दूसरे माध्यम में नहीं जाती है, लेकिन इससे परावर्तित होती है यदि मीडिया के घनत्व में काफी अंतर होता है। तो, पानी में दिखाई देने वाली ध्वनि हवा में नहीं जाती है। इंटरफेस से रिफ्लेक्ट करते हुए यह पानी में ही रहता है। नदी के किनारे खड़े व्यक्ति को यह आवाज नहीं सुनाई देगी। यह पानी और हवा की तरंग बाधाओं में बड़े अंतर के कारण है। ध्वनिकी में, तरंग प्रतिबाधा माध्यम के घनत्व और उसमें ध्वनि की गति के गुणनफल के बराबर होती है। चूँकि गैसों का तरंग प्रतिरोध द्रव और ठोस के तरंग प्रतिरोध से बहुत कम होता है, इसलिए वायु और जल की सीमा पर पड़ने से ध्वनि तरंग परावर्तित होती है।
पानी में मछली पानी की सतह के ऊपर दिखाई देने वाली आवाज नहीं सुनती है, लेकिन वे ध्वनि को स्पष्ट रूप से अलग करती हैं, जिसका स्रोत पानी में कंपन करने वाला शरीर है।
ध्वनि अपवर्तन
ध्वनि संचरण की दिशा बदलने को कहते हैं अपवर्तन ... यह घटना तब होती है जब ध्वनि एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाती है, और इन वातावरणों में इसके प्रसार की गति भिन्न होती है।
आपतन कोण की ज्या और परावर्तन कोण की ज्या का अनुपात मीडिया में ध्वनि प्रसार की गति के अनुपात के बराबर होता है।
कहां मैं - घटना का कोण,
आर - प्रतिबिंब का कोण,
वी 1 प्रथम माध्यम में ध्वनि संचरण की गति है,
वी 2 - दूसरे माध्यम में ध्वनि प्रसार की गति,
एन अपवर्तनांक है।
ध्वनि के अपवर्तन को कहते हैं अपवर्तन .
यदि ध्वनि तरंग सतह के लंबवत नहीं, बल्कि 90 ° से भिन्न कोण पर गिरती है, तो अपवर्तित तरंग आपतित तरंग की दिशा से विचलित हो जाएगी।
न केवल मीडिया के बीच इंटरफेस में ध्वनि अपवर्तन देखा जा सकता है। ध्वनि तरंगें एक विषम माध्यम में अपनी दिशा बदल सकती हैं - वातावरण, महासागर।
वायुमंडल में अपवर्तन वायु के तापमान में परिवर्तन, वायु द्रव्यमान की गति की गति और दिशा के कारण होता है। और समुद्र में, यह पानी के गुणों की असमानता के कारण प्रकट होता है - अलग-अलग गहराई पर अलग-अलग हाइड्रोस्टेटिक दबाव, अलग-अलग तापमान और अलग-अलग लवणता।
ध्वनि अवशोषण
जब कोई ध्वनि तरंग किसी सतह से मिलती है, तो उसकी ऊर्जा का कुछ भाग अवशोषित हो जाता है। और एक माध्यम कितनी ऊर्जा अवशोषित कर सकता है यह ध्वनि अवशोषण गुणांक को जानकर निर्धारित किया जा सकता है। यह गुणांक दर्शाता है कि ध्वनि कंपन की ऊर्जा का कितना हिस्सा बाधा के 1 मीटर 2 द्वारा अवशोषित होता है। इसका मान 0 और 1 के बीच होता है।
ध्वनि अवशोषण के मापन की इकाई कहलाती है सबिन ... इसका नाम अमेरिकी भौतिक विज्ञानी के नाम पर पड़ा वास्तु ध्वनिकी के संस्थापक वालेस क्लेमेंट सबिन। 1 साबिन सतह के 1 मीटर 2 द्वारा अवशोषित ऊर्जा है, जिसका अवशोषण गुणांक 1 है। यानी, ऐसी सतह को ध्वनि तरंग की पूरी ऊर्जा को अवशोषित करना चाहिए।
प्रतिध्वनि
वालेस सबिन
ध्वनि को अवशोषित करने के लिए सामग्री की संपत्ति व्यापक रूप से वास्तुकला में उपयोग की जाती है। लेक्चर हॉल के ध्वनिकी की खोज करते हुए, नव निर्मित फॉग संग्रहालय का हिस्सा, वालेस क्लेमेंट सबिन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि हॉल के आकार, ध्वनिक स्थितियों, ध्वनि-अवशोषित सामग्री के प्रकार और क्षेत्र के बीच एक संबंध है। , तथा प्रतिध्वनि समय .
गूंज ध्वनि स्रोत को बंद करने के बाद बाधाओं से ध्वनि तरंग के परावर्तन और उसके क्रमिक क्षीणन की प्रक्रिया कहलाती है। एक बंद जगह में दीवारों और वस्तुओं से ध्वनि कई बार परावर्तित हो सकती है। नतीजतन, विभिन्न गूँज उत्पन्न होती हैं, जिनमें से प्रत्येक ध्वनि, जैसे कि, अलगाव में थी। इस प्रभाव को कहा जाता है क्रिया प्रभाव .
एक कमरे की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है प्रतिध्वनि समय जिसमें सबिन ने प्रवेश किया और गणना की।
कहां वी - कमरे की मात्रा,
ए - सामान्य ध्वनि अवशोषण।
कहां एक मैं सामग्री का ध्वनि अवशोषण गुणांक है,
एस आई - प्रत्येक सतह का क्षेत्रफल।
यदि प्रतिध्वनि का समय लंबा है, तो ध्वनियाँ हॉल में "घूमती" लगती हैं। वे एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं, मुख्य ध्वनि स्रोत को बाहर निकालते हैं, और हॉल फलफूलता है। थोड़े समय के प्रतिध्वनि के साथ, दीवारें जल्दी से ध्वनियों को अवशोषित कर लेती हैं, और वे सुस्त हो जाती हैं। इसलिए, प्रत्येक कमरे की अपनी सटीक गणना होनी चाहिए।
अपनी गणना के आधार पर, सबिन ने ध्वनि-अवशोषित सामग्री को इस तरह से रखा कि "गूंज प्रभाव" कम हो गया। और बोस्टन सिम्फनी हॉल, जिसके लिए वह एक ध्वनिक सलाहकार थे, को अभी भी दुनिया के सर्वश्रेष्ठ हॉलों में से एक माना जाता है।
ध्वनि हमारे जीवन के घटकों में से एक है, और एक व्यक्ति इसे हर जगह सुनता है। इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करने के लिए, आपको पहले अवधारणा को ही समझना होगा। ऐसा करने के लिए, आपको विश्वकोश को संदर्भित करने की आवश्यकता है, जहां यह लिखा है कि "ध्वनि लोचदार तरंगें हैं जो एक लोचदार माध्यम में फैलती हैं और इसमें यांत्रिक कंपन पैदा करती हैं।" सरल शब्दों में, ये किसी भी वातावरण में श्रव्य कंपन हैं। ध्वनि की मुख्य विशेषताएं इस पर निर्भर करती हैं कि यह क्या है। सबसे पहले, प्रसार की गति, उदाहरण के लिए, पानी में दूसरे माध्यम से भिन्न होती है।
किसी भी ध्वनि एनालॉग में कुछ गुण (भौतिक विशेषताएं) और गुण होते हैं (मानव संवेदनाओं में इन संकेतों का प्रतिबिंब)। उदाहरण के लिए, अवधि-अवधि, आवृत्ति-पिच, रचना-समय, और इसी तरह।
पानी में ध्वनि की गति हवा की तुलना में बहुत अधिक है। नतीजतन, यह तेजी से फैलता है और बहुत दूर तक सुना जाता है। यह जलीय पर्यावरण के उच्च आणविक घनत्व के कारण होता है। यह हवा और स्टील से 800 गुना सघन है। यह इस प्रकार है कि ध्वनि का प्रसार काफी हद तक पर्यावरण पर निर्भर करता है। आइए विशिष्ट संख्याओं की ओर मुड़ें। तो, पानी में ध्वनि की गति 1430 m / s है, हवा में - 331.5 m / s।
कम-आवृत्ति वाली ध्वनि, जैसे कि चलने वाले जहाज के इंजन द्वारा उत्पन्न शोर, हमेशा जहाज के दिखाई देने से थोड़ा पहले सुना जाता है। इसकी गति कई बातों पर निर्भर करती है। यदि पानी का तापमान बढ़ जाता है, तो स्वाभाविक रूप से पानी में ध्वनि की गति बढ़ जाती है। ऐसा ही पानी की लवणता और दबाव में वृद्धि के साथ होता है, जो पानी के शरीर की गहराई बढ़ने के साथ बढ़ता है। थर्मोकलाइन जैसी घटना गति पर एक विशेष भूमिका निभा सकती है। ये ऐसे स्थान हैं जहां पानी की परतें अलग-अलग तापमान पर मिलती हैं।
साथ ही ऐसी जगहों पर यह अलग होता है (तापमान में अंतर के कारण)। और जब ध्वनि की तरंगें विभिन्न घनत्वों की ऐसी परतों से होकर गुजरती हैं, तो वे अपनी अधिकांश शक्ति खो देती हैं। थर्मोकलाइन से टकराने के बाद, ध्वनि तरंग आंशिक रूप से, और कभी-कभी पूरी तरह से परावर्तित होती है (प्रतिबिंब की डिग्री उस कोण पर निर्भर करती है जिस पर ध्वनि गिरती है), जिसके बाद, इस स्थान के दूसरी तरफ, एक छाया क्षेत्र बनता है। यदि हम एक उदाहरण पर विचार करें, जब एक ध्वनि स्रोत थर्मोकलाइन के ऊपर पानी की जगह में स्थित होता है, तो नीचे भी कुछ सुनना मुश्किल नहीं होगा, बल्कि व्यावहारिक रूप से असंभव होगा।
जो सतह से ऊपर निकलते हैं, वे पानी में ही कभी नहीं सुने जाते हैं। और इसके विपरीत तब होता है जब पानी की परत के नीचे: इसके ऊपर यह आवाज नहीं करता है। आधुनिक गोताखोर इसका जीता जागता उदाहरण हैं। उनकी सुनवाई इस तथ्य के कारण बहुत कम हो जाती है कि पानी प्रभावित होता है और पानी में ध्वनि की उच्च गति उस दिशा को निर्धारित करने की गुणवत्ता को कम कर देती है जिससे वह आगे बढ़ रहा है। यह ध्वनि को समझने की स्टीरियोफोनिक क्षमता को कम करता है।
पानी की परत के नीचे, वे सबसे अधिक सिर के कपाल की हड्डियों के माध्यम से मानव कान में प्रवेश करते हैं, न कि वातावरण में, झुमके के माध्यम से। इस प्रक्रिया का परिणाम दोनों कानों से एक साथ इसका बोध होता है। मानव मस्तिष्क इस समय उन स्थानों के बीच अंतर करने में सक्षम नहीं है जहां से संकेत आते हैं और किस तीव्रता में हैं। परिणाम चेतना का उदय है कि ध्वनि एक ही समय में सभी तरफ से लुढ़कती हुई प्रतीत होती है, हालांकि यह मामले से बहुत दूर है।
उपरोक्त के अलावा, पानी में ध्वनि तरंगों में अवशोषण, विचलन और प्रकीर्णन जैसे गुण होते हैं। पहला तब होता है जब पानी के माध्यम और उसमें मौजूद लवणों के घर्षण के कारण खारे पानी में ध्वनि का बल धीरे-धीरे दूर हो जाता है। अपने स्रोत से ध्वनि की दूरी में विचलन प्रकट होता है। ऐसा लगता है कि यह प्रकाश की तरह अंतरिक्ष में घुल जाता है, और इसके परिणामस्वरूप इसकी तीव्रता काफी कम हो जाती है। और सभी प्रकार की बाधाओं, माध्यम की विषमताओं पर बिखराव के कारण दोलन पूरी तरह से गायब हो जाते हैं।
ध्वनि हवा की तुलना में सैकड़ों गुना कम पानी में अवशोषित होती है। हालांकि, जलीय वातावरण में श्रव्यता वातावरण की तुलना में बहुत खराब है। यह ध्वनि की मानवीय धारणा की ख़ासियतों द्वारा समझाया गया है। हवा में, ध्वनि को दो तरह से माना जाता है: कान के ईयरड्रम (वायु चालन) और तथाकथित हड्डी चालन में वायु कंपन का संचरण, जब ध्वनि कंपन को माना जाता है और खोपड़ी की हड्डियों द्वारा श्रवण सहायता में प्रेषित किया जाता है।
डाइविंग उपकरण के प्रकार के आधार पर, गोताखोर हवा या हड्डी के चालन की प्रबलता के साथ पानी में ध्वनि को मानता है। हवा से भरे एक वॉल्यूमेट्रिक हेलमेट की उपस्थिति से वायु चालन के माध्यम से ध्वनि का अनुभव करना संभव हो जाता है। हालांकि, इस मामले में, हेलमेट की सतह से ध्वनि के प्रतिबिंब के परिणामस्वरूप ध्वनि ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण नुकसान अपरिहार्य है।
उपकरण के बिना या एक तंग-फिटिंग हेलमेट के साथ उपकरण में उतरते समय, हड्डी चालन प्रबल होता है।
पानी के नीचे ध्वनि धारणा की एक विशेषता ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने की क्षमता का नुकसान भी है। यह इस तथ्य के कारण है कि मानव श्रवण अंग हवा में ध्वनि के प्रसार की गति के अनुकूल होते हैं और ध्वनि संकेत के आने के समय और ध्वनि दबाव के सापेक्ष स्तर के अंतर के कारण ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करते हैं। प्रत्येक कान से। एरिकल के उपकरण के लिए धन्यवाद, हवा में एक व्यक्ति यह निर्धारित करने में सक्षम है कि ध्वनि स्रोत कहां है - सामने या पीछे, यहां तक कि एक कान से भी। पानी में सब कुछ अलग तरह से होता है। पानी में ध्वनि प्रसार की गति हवा की तुलना में 4.5 गुना अधिक होती है। इसलिए, प्रत्येक कान द्वारा ध्वनि संकेत प्राप्त करने के समय में अंतर इतना छोटा हो जाता है कि ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करना लगभग असंभव हो जाता है।
उपकरण के हिस्से के रूप में एक कठोर हेलमेट का उपयोग करते समय, ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने की संभावना को पूरी तरह से बाहर रखा गया है।
मानव शरीर पर गैसों के जैविक प्रभाव
गैसों के जैविक प्रभाव का प्रश्न संयोग से नहीं था और इस तथ्य के कारण है कि सामान्य परिस्थितियों में मानव श्वास के दौरान गैस विनिमय की प्रक्रियाएं और तथाकथित हाइपरबेरिक (यानी, बढ़े हुए दबाव में) काफी भिन्न होती हैं।
यह ज्ञात है कि सामान्य वायुमंडलीय हवा जिसके साथ हम सांस लेते हैं, उच्च ऊंचाई वाली उड़ानों में पायलटों की सांस लेने के लिए अनुपयुक्त है। यह गोताखोरों की सांस लेने के लिए भी सीमित उपयोग पाता है। 60 मीटर से अधिक की गहराई तक उतरते समय, इसे विशेष गैस मिश्रण से बदल दिया जाता है।
आइए गैसों के मुख्य गुणों पर विचार करें, जो शुद्ध रूप में और दूसरों के साथ मिश्रण में, गोताखोरों द्वारा सांस लेने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
इसकी संरचना से, वायु विभिन्न गैसों का मिश्रण है। वायु के मुख्य घटक हैं: ऑक्सीजन - 20.9%, नाइट्रोजन - 78.1%, कार्बन डाइऑक्साइड - 0.03%। इसके अलावा, हवा में कम मात्रा में होता है: आर्गन, हाइड्रोजन, हीलियम, नियॉन और जल वाष्प।
मानव शरीर पर उनके प्रभाव के अनुसार वातावरण बनाने वाली गैसों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: ऑक्सीजन - "सभी जीवन प्रक्रियाओं का समर्थन करने के लिए लगातार खपत होती है; नाइट्रोजन, हीलियम, आर्गन, आदि - गैस में भाग नहीं लेते हैं। विनिमय; कार्बन डाइऑक्साइड - शरीर के लिए बढ़ी हुई एकाग्रता पर हानिकारक है।
ऑक्सीजन(O2) एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है जिसका घनत्व 1.43 kg/m3 है। शरीर में सभी ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में भागीदार के रूप में मनुष्यों के लिए इसका बहुत महत्व है। सांस लेने की प्रक्रिया में, फेफड़ों में ऑक्सीजन रक्त के हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ती है और पूरे शरीर में ले जाती है, जहां कोशिकाओं और ऊतकों द्वारा इसका लगातार सेवन किया जाता है। आपूर्ति में रुकावट या यहां तक \u200b\u200bकि ऊतकों को इसकी आपूर्ति में कमी से ऑक्सीजन की कमी होती है, चेतना की हानि के साथ, और गंभीर मामलों में - महत्वपूर्ण गतिविधि की समाप्ति। यह स्थिति तब हो सकती है जब साँस की हवा में ऑक्सीजन की मात्रा सामान्य दबाव में 18.5% से कम हो जाती है। दूसरी ओर, साँस के मिश्रण में ऑक्सीजन की मात्रा में वृद्धि के साथ या दबाव में सांस लेने पर, अनुमेय से अधिक ऑक्सीजन में विषाक्त गुण प्रदर्शित होते हैं - ऑक्सीजन विषाक्तता होती है।
नाइट्रोजन(एन) - 1.25 किग्रा / एम 3 घनत्व के साथ रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस, मात्रा और द्रव्यमान द्वारा वायुमंडलीय वायु का मुख्य भाग है। सामान्य परिस्थितियों में, यह शारीरिक रूप से तटस्थ है, चयापचय में भाग नहीं लेता है। हालांकि, जैसा कि गोताखोर के विसर्जन की गहराई में वृद्धि के साथ दबाव बढ़ता है, नाइट्रोजन तटस्थ होना बंद कर देता है और 60 और अधिक मीटर की गहराई पर स्पष्ट मादक गुणों का प्रदर्शन करता है।
कार्बन डाइआक्साइड(CO2) खट्टे स्वाद वाली रंगहीन गैस है। यह हवा से 1.5 गुना भारी है (घनत्व 1.98 किग्रा / एम 3), और इसलिए बंद और खराब हवादार कमरों के निचले हिस्सों में जमा हो सकता है।
कार्बन डाइऑक्साइड ऊतकों में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के अंतिम उत्पाद के रूप में बनता है। इस गैस की एक निश्चित मात्रा हमेशा शरीर में मौजूद रहती है और श्वसन के नियमन में भाग लेती है, और अतिरिक्त रक्त फेफड़ों तक ले जाता है और साँस छोड़ने वाली हवा के साथ हटा दिया जाता है। किसी व्यक्ति द्वारा उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा मुख्य रूप से शारीरिक गतिविधि की डिग्री और शरीर की कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर करती है। बार-बार, गहरी सांस लेने (हाइपरवेंटिलेशन) के साथ, शरीर में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम हो जाती है, जिससे श्वसन गिरफ्तारी (एपनिया) हो सकती है और यहां तक कि चेतना का नुकसान भी हो सकता है। दूसरी ओर, श्वसन मिश्रण में अनुमेय से अधिक इसकी सामग्री में वृद्धि से विषाक्तता होती है।
हवा बनाने वाली अन्य गैसों में से, गोताखोरों के बीच सबसे बड़ा उपयोग प्राप्त हुआ हीलियम(नहीं)। यह एक अक्रिय, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। कम घनत्व (लगभग 0.18 किग्रा / एम 3) और उच्च दबाव पर मादक प्रभाव पैदा करने की काफी कम क्षमता होने के कारण, यह व्यापक रूप से बड़ी गहराई तक उतरने के दौरान कृत्रिम श्वास मिश्रण की तैयारी के लिए नाइट्रोजन विकल्प के रूप में उपयोग किया जाता है।
हालांकि, श्वास मिश्रण में हीलियम के उपयोग से अन्य अवांछनीय घटनाएं होती हैं। इसकी उच्च तापीय चालकता और, परिणामस्वरूप, शरीर से गर्मी हस्तांतरण में वृद्धि के लिए थर्मल संरक्षण या गोताखोरों के सक्रिय हीटिंग की आवश्यकता होती है।
हवा का दबाव... यह ज्ञात है कि हमारे चारों ओर के वातावरण में द्रव्यमान है और पृथ्वी की सतह और उस पर सभी वस्तुओं पर दबाव डालता है। समुद्र तल पर मापा गया वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी ऊंचे या पानी 10.33 मीटर ऊंचे पारा के एक स्तंभ द्वारा जी सेमी 2 के क्रॉस सेक्शन वाली ट्यूबों में संतुलित होता है। यदि हम इस पारा या पानी का वजन करते हैं, तो उनका द्रव्यमान 1.033 किलोग्राम के बराबर होगा। इसका मतलब है कि "सामान्य वायुमंडलीय दबाव 1.033 किग्रा/सेमी2 है, जो एसआई प्रणाली में 103.3 केपीए * के बराबर है। (* एसआई प्रणाली में, दबाव की इकाई पास्कल (पीए) है। = 105 पा = 102 केपीए = = * 0.1 एमपीए।)।
हालांकि, डाइविंग गणना के अभ्यास में, माप की ऐसी सटीक इकाइयों का उपयोग करना असुविधाजनक है। इसलिए, दबाव इकाई को संख्यात्मक रूप से 1 kgf / cm2 के बराबर दबाव के रूप में लिया जाता है, जिसे तकनीकी वातावरण (at) कहा जाता है। एक तकनीकी वातावरण 10 मीटर पानी के स्तंभ के दबाव से मेल खाता है।
जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, हवा आसानी से संकुचित हो जाती है, जिससे दबाव के अनुपात में आयतन कम हो जाता है। संपीड़ित हवा के दबाव को दबाव गेज द्वारा मापा जाता है जो दिखाता है उच्च्दाबाव , यानी, वायुमंडलीय से ऊपर का दबाव... गेज दबाव की इकाई अति द्वारा इंगित की जाती है। अधिक दाब तथा वायुमण्डलीय दाब के योग को कहते हैं काफी दबाव(एटा)।
सामान्य स्थलीय परिस्थितियों में, सभी तरफ से हवा समान रूप से किसी व्यक्ति पर दबाव डालती है। यह देखते हुए कि मानव शरीर की सतह औसतन 1.7-1.8 m2 है, उस पर पड़ने वाले वायु दाब का बल 17-18 हजार kgf (17-18 tf) है। हालांकि, एक व्यक्ति इस दबाव को महसूस नहीं करता है, क्योंकि उसका शरीर 70% व्यावहारिक रूप से असंपीड़ित तरल पदार्थों से बना है, और आंतरिक गुहाओं में - फेफड़े, मध्य कान, आदि - यह वहां स्थित हवा के काउंटरप्रेशर और संचार द्वारा संतुलित है। वातावरण के साथ।
जब पानी में डुबोया जाता है, तो एक व्यक्ति अपने ऊपर पानी के एक स्तंभ के अतिरिक्त दबाव के संपर्क में आता है, जो हर 10 mA पर 1 atti बढ़ जाता है, दबाव में बदलाव से दर्द और निचोड़ हो सकता है, जिससे रोकने के लिए गोताखोर को सांस लेने वाली हवा की आपूर्ति की जानी चाहिए। निरपेक्ष दबाव वातावरण के बराबर दबाव।
चूंकि गोताखोरों को संपीड़ित हवा या गैस के मिश्रण से निपटना होता है, इसलिए उन बुनियादी कानूनों को याद करना उचित है जो उन्हें नियंत्रित करते हैं और व्यावहारिक गणना के लिए आवश्यक कुछ सूत्र प्रदान करते हैं।
वायु, अन्य वास्तविक गैसों और गैस मिश्रणों की तरह, एक निश्चित सन्निकटन के साथ भौतिक नियमों का पालन करती है जो आदर्श गैसों के लिए बिल्कुल सही हैं।
डुबकी का सामान
डाइविंग उपकरण एक निश्चित अवधि के लिए जलीय वातावरण में जीवन और काम सुनिश्चित करने के लिए एक गोताखोर द्वारा पहने जाने वाले उपकरणों और उत्पादों का एक सेट है।
डाइविंग उपकरण अपने उद्देश्य को पूरा करता है यदि यह प्रदान कर सकता है:
पानी के नीचे काम करते समय किसी व्यक्ति की सांस लेना;
ठंडे पानी के संपर्क में आने से इन्सुलेशन और थर्मल सुरक्षा;
पानी के नीचे पर्याप्त गतिशीलता और स्थिर स्थिति;
गोता लगाते समय, सतह पर जाने और काम के दौरान सुरक्षा;
सतह के लिए विश्वसनीय कनेक्शन।
हल किए जाने वाले कार्यों के आधार पर, डाइविंग उपकरण विभाजित हैं:
उपयोग की गहराई के संदर्भ में - उथले (मध्यम) गहराई और गहरे पानी के उपकरण के लिए;
श्वास गैस मिश्रण प्रदान करने की विधि के अनुसार - स्वायत्त और नली-प्रकार के लिए;
थर्मल संरक्षण की विधि द्वारा - निष्क्रिय थर्मल संरक्षण वाले उपकरणों के लिए, विद्युत और पानी से गर्म;
अलगाव की विधि द्वारा - पानी-गैस-तंग डाइविंग सूट वाले उपकरणों के लिए "सूखा" प्रकार और पारगम्य "गीला" प्रकार।
डाइविंग उपकरण के संचालन की कार्यात्मक विशेषताओं की सबसे पूरी तस्वीर सांस लेने के लिए आवश्यक गैस मिश्रण की संरचना को बनाए रखने की विधि के अनुसार इसके वर्गीकरण द्वारा दी गई है। उपकरण यहाँ प्रतिष्ठित है:
हवादार;
एक खुली श्वास पैटर्न के साथ;
अर्ध-बंद श्वास पैटर्न के साथ;
एक बंद श्वास सर्किट के साथ।
ध्वनि तरंगों के माध्यम से ध्वनि का प्रसार होता है। ये तरंगें न केवल गैसों और तरल पदार्थों से होकर गुजरती हैं, बल्कि ठोस पदार्थों से भी गुजरती हैं। किसी भी तरंग की क्रिया मुख्य रूप से ऊर्जा के हस्तांतरण में होती है। ध्वनि के मामले में, परिवहन आणविक स्तर पर मिनट की गति का रूप लेता है।
गैसों और तरल पदार्थों में, ध्वनि तरंग अणुओं को अपनी गति की दिशा में, यानी तरंग दैर्ध्य की दिशा में स्थानांतरित करती है। ठोस पदार्थों में, अणुओं के ध्वनि कंपन तरंग के लंबवत दिशा में भी हो सकते हैं।
ध्वनि तरंगें अपने स्रोतों से सभी दिशाओं में यात्रा करती हैं, जैसा कि चित्र में दाईं ओर दिखाया गया है, जो एक धातु की घंटी को समय-समय पर अपनी जीभ से टकराते हुए दिखाती है। इन यांत्रिक टक्करों के कारण घंटी में कंपन होता है। कंपन ऊर्जा को आसपास की हवा के अणुओं तक पहुँचाया जाता है, और उन्हें घंटी से पीछे धकेल दिया जाता है। नतीजतन, घंटी से सटे हवा की परत में दबाव बढ़ जाता है, जो तब स्रोत से सभी दिशाओं में तरंगों में फैलता है।
ध्वनि की गति मात्रा या स्वर से स्वतंत्र होती है। कमरे में रेडियो से सभी ध्वनियाँ, चाहे वे ऊँची हों या शांत, ऊँची या नीची, एक ही समय में श्रोता तक पहुँचती हैं।
ध्वनि की गति माध्यम के प्रकार और उसके तापमान पर निर्भर करती है। गैसों में, ध्वनि तरंगें धीमी गति से चलती हैं क्योंकि उनकी दुर्लभ आणविक संरचना कमजोर रूप से संपीड़न को रोकती है। द्रवों में ध्वनि की गति बढ़ जाती है, और ठोस में यह और भी तेज हो जाती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में मीटर प्रति सेकंड (m/s) में दिखाया गया है।
लहर पथ
ध्वनि तरंगें हवा के माध्यम से उसी तरह फैलती हैं जैसे कि चित्र में दाईं ओर दिखाया गया है। वेव फ़्रंट स्रोत से एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर चलते हैं, जो घंटी के कंपन की आवृत्ति से निर्धारित होता है। ध्वनि तरंग की आवृत्ति समय की प्रति इकाई किसी दिए गए बिंदु से गुजरने वाले तरंगाग्रों की संख्या की गणना करके निर्धारित की जाती है।
ध्वनि तरंग का अग्र भाग कंपन करने वाली घंटी से दूर चला जाता है।
समान रूप से गर्म हवा में, ध्वनि निरंतर गति से फैलती है।
दूसरा मोर्चा तरंग दैर्ध्य के बराबर दूरी पर पहले का अनुसरण करता है।
ध्वनि स्रोत के पास सबसे मजबूत है।
अदृश्य तरंग का ग्राफिक प्रतिनिधित्व
गहराइयों की ध्वनि ध्वनि
ध्वनि तरंगों की एक सोनार किरण आसानी से समुद्र के पानी से होकर गुजरती है। सोनार इस तथ्य पर आधारित है कि ध्वनि तरंगें समुद्र तल से उछलती हैं; इस उपकरण का उपयोग आमतौर पर पानी के नीचे की राहत की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
लोचदार ठोस
ध्वनि लकड़ी की प्लेट में फैलती है। अधिकांश ठोस पदार्थों के अणु एक लोचदार स्थानिक जाली में बंधे होते हैं, जो खराब रूप से संकुचित होता है और साथ ही ध्वनि तरंगों के मार्ग को तेज करता है।
रोचक तथ्य: ध्वनि कहाँ तेजी से यात्रा करती है?
आंधी के दौरान सबसे पहले बिजली की चमक दिखाई देती है और थोड़ी देर बाद ही गड़गड़ाहट सुनाई देती है। यह देरी इस तथ्य के कारण उत्पन्न होती है कि हवा में ध्वनि की गति बिजली से आने वाले प्रकाश की गति से बहुत कम है। यह याद रखने की उत्सुकता है कि किस वातावरण में ध्वनि सबसे तेजी से फैलती है, और कहाँ यह बिल्कुल भी नहीं फैलती है?
हवा में ध्वनि की गति के प्रयोग और सैद्धांतिक गणना 17वीं शताब्दी से की जाती रही है, लेकिन केवल दो शताब्दियों के बाद फ्रांसीसी वैज्ञानिक पियरे-साइमन डी लाप्लास ने इसके निर्धारण के लिए अंतिम सूत्र निकाला। ध्वनि की गति तापमान पर निर्भर करती है: हवा के तापमान में वृद्धि के साथ, यह बढ़ जाती है, और घटने के साथ घट जाती है। 0 ° पर ध्वनि की गति 331 m / s (1192 किमी / घंटा) है, + 20 ° पर यह पहले से ही 343 m / s (1235 किमी / घंटा) है।
द्रवों में ध्वनि की चाल सामान्यतः वायु में ध्वनि की चाल से अधिक होती है। गति का निर्धारण करने का प्रयोग सबसे पहले 1826 में जिनेवा झील पर किया गया था। दोनों भौतिक विज्ञानी नावों पर सवार हुए और 14 किमी की यात्रा की। एक नाव पर, बारूद में आग लगा दी गई और उसी समय एक घंटी बज गई, जिसे पानी में उतारा गया। एक विशेष हॉर्न की मदद से घंटी की आवाज भी पानी में उतरी, दूसरी नाव पर पकड़ी गई। पानी में ध्वनि की गति को निर्धारित करने के लिए प्रकाश की चमक और ध्वनि संकेत के आने के बीच के समय अंतराल का उपयोग किया गया था। + 8 ° के तापमान पर, यह लगभग 1440 m / s निकला। पानी के नीचे की संरचनाओं में काम करने वाले लोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि तटीय आवाज़ें पानी के नीचे स्पष्ट रूप से सुनाई देती हैं, और मछुआरे जानते हैं कि मछली तट पर थोड़ी सी भी संदिग्ध शोर पर तैर जाती है।
ठोसों में ध्वनि की चाल द्रवों और गैसों की अपेक्षा अधिक होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप अपना कान रेल से लगाते हैं, तो रेल के दूसरे छोर से टकराने के बाद, एक व्यक्ति को दो ध्वनियाँ सुनाई देंगी। उनमें से एक रेल पर कान में "आएगा", दूसरा - हवा के माध्यम से। ग्राउंड में अच्छी ध्वनि चालकता है। इसलिए, प्राचीन काल में, एक घेराबंदी के दौरान, "श्रोताओं" को किले की दीवारों में रखा जाता था, जो जमीन द्वारा प्रसारित ध्वनि द्वारा यह निर्धारित कर सकते थे कि दुश्मन दीवारों में खुदाई कर रहा था या नहीं, घुड़सवार सेना भाग रही थी या नहीं। वैसे, इसके लिए धन्यवाद, जो लोग अपनी सुनवाई खो चुके हैं वे कभी-कभी संगीत पर नृत्य करने में सक्षम होते हैं जो हवा और बाहरी कान के माध्यम से नहीं, बल्कि फर्श और हड्डियों के माध्यम से उनकी श्रवण नसों तक पहुंचता है।
ध्वनि की गति एक माध्यम में अनुदैर्ध्य (गैसों, तरल पदार्थ या ठोस में) और अनुप्रस्थ, कतरनी (ठोस में) दोनों में लोचदार तरंगों के प्रसार की गति है, जो माध्यम की लोच और घनत्व से निर्धारित होती है। ठोसों में ध्वनि की चाल द्रवों की अपेक्षा अधिक होती है। पानी सहित तरल पदार्थों में, ध्वनि हवा की तुलना में 4 गुना अधिक तेजी से यात्रा करती है। गैसों में ध्वनि की गति माध्यम के तापमान पर, एकल क्रिस्टल में - तरंग प्रसार की दिशा पर निर्भर करती है।