एक चित्र की सहायता से वर्णन कीजिए कि ध्वनि के स्त्रोत के निकट वायु में संपीडन तथा विरलन कैसे उत्पन्न होते हैं?

Explanation

ध्वनि, किसी वस्तु की कम्पनिक गति अथवा दोलन गति के कारण उत्पन्न होती है। मान लीजिए यह कम्पन करने वाली वस्तु एक स्पीकर का पर्दा है।
जब स्पीकर का पर्दा बाहर की ओर गति करता है तो अपने सामने वाली वायु की पों को दबाता है। इससे वायु की पों में संपीडन (compression) होता है और यह संपीडन वायु की आगे वाली पर्तों में ऐसे ही आगे बढ़ जाता है। जब स्पीकर का पर्दा पीछे की ओर गति करता है और सामने वाली वायु की पर्तों में दबाव कम हो जाता है तो एक विरलन (rarefaction) उत्पन्न हो जाता है। यह विरलन भी इसी रूप में आगे की पर्तों में गति कर जाता है। इस समय तक स्पीकर का पर्दा पुनः बाहर की ओर गति करता है। इससे एक संपीडन उत्पन्न होता है और आगे की वायु की पतों में इसी रूप में आगे बढ़ जाता है। इसी समय तक पर्दा पुनः पीछे की ओर गति करता हुआ एक नया विरलन उत्पन्न करता है जो आगे की वायु की पर्तों में इसी प्रकार गति करता है। चित्र में, प्रदर्शित किया गया है कि जब ध्वनि तरंग किसी माध्यम में गति करती है तो घनत्व तथा दाब में किस प्रकार के परिवर्तन होते हैं। किसी निश्चित समय पर माध्यम का घनत्व तथा दाब दोनों ही उनके औसत मान से ऊपर और नीचे दूरी के साथ परिवर्तित होते हैं। वास्तव में, संपीडन वह क्षेत्र है जहाँ कण-पास-पास आ जाते हैं। शृंग अधिकतम संपीडन के क्षेत्र को प्रदर्शित करता है। इस प्रकार संपीडन वह क्षेत्र है जहाँ घनत्व और दाब दोनों ही अधिक होते हैं। विरलन निम्न दाब के क्षेत्र हैं जहाँ कण दूर-दूर हो जाते हैं और उन्हें गर्त से प्रदर्शित करते हैं। चित्र में, संपीडन तथा विरलन दोनों स्थितियों में दाब तथा घनत्व की विभिन्नताएँ प्रदर्शित की गई हैं। इस प्रकार हम देखते हैं कि स्पीकर के पर्दे की आगे-पीछे की गति के कारण, स्पीकर के सामने संपीडन तथा विरलन की दशाएँ एकान्तर क्रम से उत्पन्न होती हैं और इसी रूप में आगे बढ़ती जाती हैं।