শব্দ

এক ধরনের শক্তি

পদার্থবিজ্ঞানে শব্দ হলো একধরনের কম্পন যা গ্যাস, তরল বা কঠিন মাধ্যমের সাহায্যে শাব্দ তরঙ্গ হিসাবে সঞ্চালিত হয়।

ড্রাম একটি কম্পনকারী ঝিল্লির মাধ্যমে শব্দ উত্পাদন করে।

মানব শারীরতত্ত্ব এবং মনোবিজ্ঞানে শব্দ হলো এধরনের তরঙ্গের শ্রাবণ এবং মস্তিষ্ক কর্তৃক এগুলো উপলব্ধি করা।[১] যেসকল শব্দের কম্পাঙ্ক ২০ হার্জ থেকে ২০ কিলোহার্জ কম্পাঙ্ক সীমার মধ্যে অবস্থিত, কেবল সেই শব্দই মানুষের মধ্যে শ্রবণ অনুভূতি প্রকাশ করে। সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ও বায়ু মাধ্যমে এই শব্দের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ১৭ মিটার (৫৬ ফু) থেকে ১.৭ সেন্টিমিটার (০.৬৭ ইঞ্চি)। ২০ কিলোহার্জের উপরের শব্দ তরঙ্গগুলি আল্ট্রাসাউন্ড বা শ্রবণাতীত শব্দ হিসাবে পরিচিত এবং এগুলো মানুষের কাছে শ্রবণীয় নয়। ২০ হার্জের নিচে শব্দ তরঙ্গগুলি ইনফ্রাসাউন্ড বা অবশ্রাব্য শব্দ হিসাবে পরিচিত। বিভিন্ন প্রাণি প্রজাতির শ্রবণসীমা বিভিন্ন।

শব্দবিজ্ঞানসম্পাদনা

শব্দবিজ্ঞান হলো আন্তঃশৃঙ্খলা বিজ্ঞান যা কম্পন, শব্দ, শ্রবণাতীত শব্দ এবং অবশ্রাব্য শব্দসহ গ্যাস, তরল এবং কঠিনের মধ্যে যান্ত্রিক তরঙ্গ অধ্যয়নের বিষয়ে আলোচনা করে। যে বিজ্ঞানী শব্দবিজ্ঞান নিয়ে কাজ করেন তিনি হলেন একজনশব্দবিজ্ঞানী, অন্যদিকে শাব্দিক প্রকৌশল নিয়ে যিনি কাজ করেন তাকে শব্দ প্রকৌশলী বলা যেতে পারে।[২] অন্যদিকে, একজন অডিও ইঞ্জিনিয়ার শব্দের রেকর্ডিং, ম্যানিপুলেশন, মিশ্রণ এবং অনুকরণ নিয়ে উদ্বিগ্ন থাকেন।

শব্দবিজ্ঞানের প্রয়োগ আধুনিক সমাজের প্রায় সব ক্ষেত্রেই পাওয়া যায়, যার উপশৃঙ্খলার মধ্যে রয়েছে বায়ুসংস্থান, অডিও সংকেত প্রক্রিয়াজাতকরণ, স্থাপত্য শব্দবিজ্ঞান, জৈবশব্দবিজ্ঞান, বৈদ্যুতিক-শব্দবিজ্ঞান, পরিবেশের কোলাহল, বাদ্যযন্ত্রের শব্দবিজ্ঞান, কোলাহল নিয়ন্ত্রণ, মনোশব্দবিজ্ঞান, বক্তৃতা, আল্ট্রাসাউন্ড, জলের তলদেশীয় শব্দবিজ্ঞান এবং কম্পন[৩]

সংজ্ঞাসম্পাদনা

শব্দকে সংজ্ঞায়িত করা হয়, "(ক) অভ্যন্তরীণ বলসম্পন্ন (যেমন, স্থিতিস্থাপক বা সান্দ্র) কোনো মাধ্যমে চাপ, পীড়ন, কণার সরণ, কণার বেগ ইত্যাদির স্পন্দনের সঞ্চালন বা এধরণের সঞ্চালিত দোলনের সুপারপজিশন দ্বারা। (খ) ক তে বর্ণীত স্পন্দনের ফলে আবির্ভূত শ্রাবণ সংবেদন দ্বারা।"[৪] শব্দকে বায়ু বা অন্যান্য স্থিতিস্থাপল মাধ্যমে একটি তরঙ্গ গতি হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এক্ষেত্রে শব্দ একটি উদ্দীপনা। শব্দ শ্রবণ প্রক্রিয়ার উত্তেজনা হিসাবেও দেখা যায় যা শব্দের উপলব্ধির ফলস্বরূপ। এক্ষেত্রে শব্দ একধরনের সংবেদন

শব্দের পদার্থবিজ্ঞানসম্পাদনা

একই কম্পাঙ্কের দুটি সুরশলাকা ব্যবহার করে পরীক্ষা। একটি শলাকাকে রাবারযুক্ত দণ্ড দ্বারা আঘাত করা হচ্ছে। যদিও কেবল প্রথম সুরশলাকাটিকে আঘাত করা হয়েছে, কিন্তু দ্বিতীয় সুরশলাকাটিও স্পষ্টত উদ্দীপ্ত কারণ প্রথম সুরশলাকাটিকে আঘাত করায় বায়ুর চাপ এবং ঘনত্বের পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তনের ফলে শলাকা দুটির মাঝে একটি ধনাত্মক অনুরণন সৃষ্টি হয়েছে। তবে আমরা যদি কোনও কাঁটায় একটি ধাতব টুকরো রাখি তবে দেখা যায় যে কার্যকরভাবে অনুরণন তৈরি না হওয়ায় প্রভাবটি স্তিমিত হয়ে যায় এবং উত্তেজনা কম উচ্চারিত হয়।

শব্দ বায়ু, তরল এবং কঠিনের মধ্য দিয়ে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হিসাবে এবং কঠিন পদার্থের মধ্য দিয়ে আড় তরঙ্গ হিসাবেও প্রচারিত হতে পারে (নীচে অনুদৈর্ঘ্য এবং আড় তরঙ্গ দেখুন)। শব্দ তরঙ্গগুলি একটি স্টেরিও স্পিকারের স্পন্দিত ডায়াফ্রামের মতো শব্দ উত্স দ্বারা উত্পন্ন হয়। শব্দ উত্স আশেপাশের মাধ্যমে কম্পন সৃষ্টি করে। উত্সটি মাধ্যমে কম্পন সৃষ্টি করতে থাকে এবং কম্পনগুলি উত্স থেকে শব্দের গতিতে চারপাশে বিস্তারিত হয়ে থাকে, ফলে শব্দ তরঙ্গ তৈরি হয়। উত্স থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে চাপ, বেগ এবং মাধ্যমের সরণ সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়। এক মুহুর্তে, চাপ, বেগ এবং স্থানচ্যুতি স্থানটিতে পৃথক হয় in নোট করুন যে মাঝারি কণাগুলি শব্দ তরঙ্গ নিয়ে ভ্রমণ করে না। কোনো মুহুর্তে চাপ, বেগ এবং সরণ স্থানের সাথে ভিন্ন হতে পারে। লক্ষণীয় যে, মাধ্যমের কণাগুলি শব্দ তরঙ্গের সাথে স্থায়ীভাবে সরে যায় না। এটি কঠিন, তরল এবং গ্যাস সকল মাধ্যমের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য (গ্যাস বা তরল পদার্থের কণাগুলি স্পন্দন পরিবহন করে, কিন্তু সময়ের সাথে সাথে কণার গড় অবস্থান পরিবর্তন হয় না)। প্রচারের সময় মাধ্যমের মধ্যে তরঙ্গগুলি প্রতিফলিত, প্রতিসরিত এবং শিথিলতাপ্রাপ্ত হতে পারে।[৫]

শব্দ সঞ্চারণ সাধারণত তিনটি বিষয় দ্বারা প্রভাবিত হয়:

  • মাধ্যমের ঘনত্ব এবং চাপের মধ্যে একটি জটিল সম্পর্কের দ্বারা। তাপমাত্রা দ্বারা প্রভাবিত এই সম্পর্কটি মাধ্যমের মধ্যে শব্দের গতি নির্ধারণ করে।
  • মাধ্যমের নিজের গতি। যদি মাধ্যমটি চলমান থাকে তবে এই চলনের দিকের উপর নির্ভর করে শব্দ তরঙ্গের পরম গতি বাড়াতে বা কমতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি শব্দ এবং বায়ু একই দিকে অগ্রসর হয় তবে বাতাসের বেগ এর মধ্য দিয়ে চলমান শব্দের বেগকে বাড়িয়ে তুলবে। আবার, শব্দ এবং বায়ু যদি বিপরীত দিকে চলতে থাকে তবে বাতাসের গতিবেগের কারণে শব্দ তরঙ্গের বেগ হ্রাস পাবে।
  • মাধ্যমের সান্দ্রতা। মাধ্যমের সান্দ্রতা শব্দের তীক্ষ্ণতা হ্রাসের হার নির্ধারণ করে। বায়ু বা জল হিসাবে অনেক মাধ্যমের সান্দ্রতা কারণে তীক্ষ্ণতার হ্রাস নগণ্য।

যখন শব্দ এমন কোনো মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলাচল করে যার ভৌত বৈশিষ্ট্য ধ্রুবক নয়, তখন এটি প্রতিসরিত হতে পারে (হয় অভিসারী বা অপসারিত)।[৫]

 
গোলাকার সংকোচন (অনুদৈর্ঘ্য) তরঙ্গ

যান্ত্রিক কম্পন যা শব্দ হিসাবে ব্যাখ্যা করা যায় তা সকল ধরণের পদার্থের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করতে পারে, যেমন গ্যাস, তরল, কঠিন এবং প্লাজমা। যা শব্দকে ধারণ করে তাকে বলা হয় মাধ্যম। শব্দ শূন্যস্থানের মধ্য দিয়ে চলাচল করতে পারে না।[৬][৭]

অনুদৈর্ঘ্য এবং আড় তরঙ্গসম্পাদনা

শব্দ গ্যাস, প্লাজমা এবং তরলের মধ্য দিয়ে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হিসাবে সঞ্চারিত হয়, যাকে সংক্ষেপণ বা সংকোচন তরঙ্গও বলা হয়। এটির সঞ্চালনের জন্য একটি মাধ্যম প্রয়োজন। কঠিন মাধ্যমে এটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ এবং অনুপ্রস্থ তরঙ্গ উভয় ভাবেই সঞ্চালিত হতে পারে। অনুদৈর্ঘ্য শব্দ তরঙ্গগুলি অসম চাপ থেকে পরিবর্তিত চাপ বিচ্যুতির তরঙ্গ, যা স্থানীয় সংকোচন এবং প্রসারণ অঞ্চল সৃষ্টির কারণ। যেখানে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ (কঠিন পদার্থে) হলো সঞ্চালন দিকের ডান কোণের দিকে পরিবর্তী কৃন্তন পীড়ন

শব্দ তরঙ্গগুলি পরাবৃত্তীয় আয়না এবং শব্দ তৈরি করে এমন বস্তুসমূহ ব্যবহার করে "দেখা" যেতে পারে।[৮]

একটি শব্দ তরঙ্গ দ্বারা বাহিত শক্তি পদার্থের অতিরিক্ত সংকোচন (অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের ক্ষেত্রে) বা সরন বিকৃতির (আড় তরঙ্গের ক্ষেত্রে) বিভব শক্তি এবং মাধ্যমের কণার সরণ বেগের গতিশক্তিকে সামনে পিছনে রুপান্তর করতে থাকে।।

অনুদৈর্ঘ্য সমতল তরঙ্গ।
অনুপ্রস্থ সমতল তরঙ্গ।
অনুদৈর্ঘ্য এবং অনুপ্রস্থ সমতল তরঙ্গ।

শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্যসম্পাদনা

 
২০ মিলিসেকেন্ডের একটি রেকর্ডিং এর "চাপ বনাম সময়" লেখচিত্র শব্দের দুটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য চাপ ও সময়কে প্রদর্শন করছে।
 
শব্দকে বিভিন্ন কম্পাঙ্কের সাইনুসয়েডাল তরঙ্গের মিশ্রণ হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে। নিচের তরঙ্গগুলির উপরের তুলনায় উচ্চ কম্পাঙ্ক রয়েছে। অনুভূমিক অক্ষ সময়কে উপস্থাপন করে।

যদিও শব্দের সঞ্চালন সম্পর্কিত অনেকগুলি জটিলতা রয়েছে, শ্রবণের ক্ষেত্রে (যেমন কান), শব্দ সহজেই দুটি উপাদান চাপ এবং সময়ে বিভাজ্য হয়। এই মৌলিক উপাদান দুটি সমস্ত শব্দ তরঙ্গের ভিত্তি তৈরি করে। এই উপাদান দুটি শ্রাব্য সকল শব্দকে বর্ণনা করতে ব্যবহার করতে পারি।

শব্দকে আরও পুরোপুরি বুঝতে হলে একটি জটিল তরঙ্গকে,‌ যেমন এই পাঠ্যের ডানদিকে নীল পটভূমিতে দেখানো তরঙ্গকে সাধারণত এর উপাদানগুলির মধ্যে বিভক্ত করা হয়, যা বিভিন্ন শব্দ তরঙ্গ কম্পাঙ্কের (এবং কোলাহলের) সংমিশ্রন।[৯][১০][১১]

শব্দ তরঙ্গকে প্রায়শই সরলীকৃতভাবে সাইনোসয়েডাল সমতল তরঙ্গ হিসেবে বর্ণনা হয়, যাকে এই সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

যে শব্দগুলি মানুষ কর্তৃক উপলব্ধিযোগ্য তা প্রায় ২০ হার্জ থেকে ২০,০০০ হার্জ কম্পাঙ্কের মধ্যে সীমাবদ্ধ। আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপে বায়ুতে, এই শব্দ তরঙ্গগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য ১৭ মি (৫৬ ফু) থেকে ১৭ মিমি (০.৬৭ ইঞ্চি) পর্যন্ত হয়। কখনও কখনও গতি এবং দিক একটি বেগ ভেক্টর হিসাবে মিলিত হয়; তরঙ্গ সংখ্যা এবং দিক তরঙ্গ ভেক্টর হিসাবে সংযুক্ত হয়।

অনুপ্রস্থ তরঙ্গ, যা কৃন্তন তরঙ্গ নামেও পরিচিত, এর অতিরিক্ত সমবর্তন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা শব্দ তরঙ্গগুলির বৈশিষ্ট্য নয়।

শব্দের বেগসম্পাদনা

 
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নৌবাহিনীর এফ/এ-১৮ শব্দের গতিতে পৌঁছেছে। বিমানের চারপাশে বায়ুচাপ হ্রাসের ফলে পানির ফোটা ঘনীভূত হয়ে সাদা বলয়টি হলো উৎপন্ন হয়েছিল বলে মনে করা হয়।[১২]

শব্দের বেগ তরঙ্গগুলি যে মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায় তার উপর নির্ভর করে এবং এটি উপাদানের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য। শব্দের গতি পরিমাপের দিকে প্রথম উল্লেখযোগ্য প্রচেষ্টা করেছিলেন আইজাক নিউটন। তিনি বিশ্বাস করেছিলেন যে কোনও নির্দিষ্ট পদার্থে শব্দের বেগ তার চাপ এবং ঘনত্বের ভাগফলের বর্গমূলের সমান:

 

এটি পরবর্তীকালে ভুল প্রমাণিত হয়েছিল এবং ফরাসী গণিতবিদ ল্যাপ্লাস এই সূত্রটি সংশোধন করেছিলেন। নিউটনের বিশ্বাস অনুসারে শব্দ সঞ্চালনের ঘটনাটি সমোষ্ণ, কিন্তু আসলে তা রুদ্ধতাপীয়। তিনি সমীকরণটিতে গামা যুক্ত করে   কে   দ্বারা গুন করেছিলেন এবং  . সমীকরণ উপস্থাপন করেছিলেন। যেহেতু  , তাই চূড়ান্ত সমীকরণ দাঁড়ায়  , যা নিউটন–ল্যাপ্লাস সমীকরণ নামেও পরিচিত। এই সমীকরণে K হলো স্থিতিস্থাপক আয়তন গুণাঙ্ক, c হলো শব্দের বেগ এবং   হলো ঘনত্ব। সুতরাং, শব্দের বেগ মাধ্যমের আয়তন গুণাঙ্ক এবং ঘনত্বের অনুপাতের বর্গমূলের সমানুপাতিক।

এই ভৌত বৈশিষ্ট্য এবং শব্দের গতি পরিবেষ্টনকারী অবস্থার সাথে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, গ্যাসীয় মাধ্যমে শব্দের বেগ তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। v [m/s] = 331 + 0.6 T [°C] সূত্র ব্যবহার করে সমুদ্রপৃষ্ঠে ২০ °সে (৬৮ °ফা) তাপমাত্রায় শব্দের বেগ আনুমানিক ৩৪৩ মি/সে (১,২৩০ কিমি/ঘ; ৭৬৭ মা/ঘ)।

পরিষ্কার পানিতে শব্দের বেগ আনুমানিক ১,৪৮২ মি/সে (৫,৩৩৫ কিমি/ঘ; ৩,৩১৫ মা/ঘ)। ইস্পাতে শব্দের বেগ প্রায় ৫,৯৬০ মি/সে (২১,৪৬০ কিমি/ঘ; ১৩,৩৩০ মা/ঘ)। শব্দের বেগ কঠিন পারমাণবিক হাইড্রোজেনে সবচেয়ে বেশী, প্রায় ৩৬,০০০ মি/সে (১,২৯,৬০০ কিমি/ঘ; ৮০,৫৩০ মা/ঘ)।[১৩][১৪]

শব্দের উপলব্ধিসম্পাদনা

পদার্থবিজ্ঞানে শব্দের ব্যবহার ছাড়াও শব্দের একটি স্বতন্ত্র ব্যবহার রয়েছে শারীরতত্ত্ব এবং মনোবিজ্ঞানে, যেখানে এটি মস্তিষ্ক দ্বারা শব্দকে উপলব্ধির বিষয়কে বোঝায়। মনোশব্দবিজ্ঞান ক্ষেত্রটি এই জাতীয় গবেষণায় নিবেদিত। ওয়েবস্টারের ১৯৩৬ সালের অভিধানে শব্দকে এভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: "১. শ্রবণ সংবেদন, যা শোনা যায়; নির্দিষ্ট করে: ক. মনোবিজ্ঞান- কোনও বস্তুগত মাধ্যম, সাধারণত বায়ুতে সঞ্চারিত কম্পন দ্বারা মস্তিষ্কের শ্রবণ স্নায়ু এবং শ্রবণ কেন্দ্রগুলির উদ্দীপনাজনিত কারণে সংবেদন যা শ্রবণের অঙ্গকে প্রভাবিত করে। খ. পদার্থবিজ্ঞান- স্পন্দনশীল শক্তি যা এই জাতীয় সংবেদন ঘটায়। শব্দ সঞ্চালনশীল অনুদৈর্ঘ্য কম্পনযুক্ত উত্তেজনা (শব্দ তরঙ্গ) দ্বারা সঞ্চালিত হয়।"[১৫] এর অর্থ এই যে, "যদি কোনও গাছ বনের মধ্যে পড়ে যায় যা কেউ শুনতে পায় না, তা কি শব্দ উৎপন্ন করে?" প্রশ্নের সঠিক উত্তর "হ্যাঁ" এবং "না" উভয়ই যথাক্রমে ভৌত এবং মানসদৈহিক সংজ্ঞানুযায়ী সঠিক।

যে কোনও জীবের শ্রবণ অঙ্গে শব্দের ভৌত শ্রাব্যতা কিছু নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের সীমা দ্বারা সীমাবদ্ধ। মানুষ সাধারণত প্রায় ২০ হার্জ এবং ২০,০০০ হার্জ (২০ কিলোহার্জ) কম্পাঙ্কের মধ্যের শব্দ শুনতে পায়।[১৬]:382 বয়সের সাথে সাথে উপরের সীমা হ্রাস পায়।[১৬]:২৪৯ কখনও কখনও শব্দ দ্বারা কেবলমাত্র মানুষের শ্রবণসীমার মধ্যে অবস্থিত কম্পাঙ্কবিশিষ্ট শব্দকে বুঝায় [১৭] বা কখনও কখনও এটি কোনও নির্দিষ্ট প্রাণীর সাথে সম্পর্কিত সীমার মধ্যের শব্দকে বুঝায়। অন্যান্য প্রজাতির শ্রবণসীমার বিভিন্ন ব্যাপ্তি রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, কুকুরগুলি ২০ কিলোহার্জ এর চেয়ে বেশি কম্পাঙ্কের স্পন্দন বুঝতে পারে।

প্রধান ইন্দ্রিয়গুলির মধ্যে কোনো একটি দ্বারা শব্দকে উপলব্ধি করে অনেক প্রজাতি বিপদ সনাক্ত, দিক নির্ণয়, শিকার এবং যোগাযোগ করার জন্য ব্যবহার করে। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল, পানি এবং কার্যত যে কোনও ভৌত ঘটনা যেমন আগুন, বৃষ্টি, বাতাস, সার্ফ বা ভূমিকম্প প্রত্যেকে অনন্য (এবং এটির বৈশিষ্ট্যযুক্ত) ধ্বনি উত্পাদন করে। ব্যাঙ, পাখি, সামুদ্রিক এবং স্থল স্তন্যপায়ী প্রাণীর মতো অনেক প্রজাতির শব্দ তৈরির জন্য বিশেষ অঙ্গ বিকশিত হয়েছে। কিছু প্রজাতিতে এগুলি গান এবং কথা উৎপন্ন করতে পারে। তদ্ব্যতীত, মানুষ সংস্কৃতি এবং প্রযুক্তির উন্নয়ন সাধন করেছে (যেমন সঙ্গীত, টেলিফোন এবং রেডিও) যা তাদের শব্দ উত্পন্ন, রেকর্ড, প্রেরণ এবং সম্প্রচারের সুযোগ করে দেয়।

কোলাহল দ্বারা প্রায়শই অযাচিত শব্দকে বোঝানো হয়। বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলের ক্ষেত্রে কোলাহল একটি অবাঞ্ছিত উপাদান যা একটি আবশ্যক সংকেতকে অস্পষ্ট করে তোলে। যাইহোক, শব্দ উপলব্ধিতে এটি প্রায়শই একটি শব্দের উত্স সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হতে পারে এবং সুর উপলব্ধি করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।

সাউন্ডস্কেপ হলো শাব্দিক পরিবেশের একটি উপাদান যা মানুষ উপলব্ধি করতে পারে। শাব্দিক পরিবেশ হলো আশেপাশের পরিবেশের প্রেক্ষাপটে পরিবেশ দ্বারা সংশোধিত এবং মানুষের বোঝা প্রদত্ত অঞ্চলে সমস্ত শব্দের (মানুষের শ্রবণযোগ্য হতেও পারে নাও হতে পারে) সংমিশ্রণ।

ঐতিহাসিকভাবে ছয়টি পরীক্ষামূলকভাবে পৃথকযোগ্য উপায় রয়েছে যাতে শব্দ তরঙ্গ বিশ্লেষণ করা হয়। সেগুলি হলো: তীক্ষ্ণতা, সময়কাল, শব্দোচ্চতা, সুর, সোনিক অঙ্গবিন্যাস এবং স্থানিক অবস্থান।[১৮] এই পদগুলির কয়েকটির একটি আদর্শ সংজ্ঞা রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ আনসি অ্যাকোস্টিকাল টার্মিনোলজি ANSI/ASA S1.1-2013)। সাম্প্রতিক পদ্ধতিগুলিতে টেম্পোরাল এনভেলোপ এবং টেম্পোরাল সূক্ষ্ম কাঠামোকে ধারণাগতভাবে প্রাসঙ্গিক বিশ্লেষণ হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছে।[১৯][২০][২১]

তীক্ষ্ণতাসম্পাদনা

 
চিত্র ১: তীক্ষ্ণতা উপলব্ধি

তীক্ষ্ণতার সাহায্যে কোন শব্দ কতটুকু "চড়া" বা "মোটা" তা বোঝা যায় এবং শব্দটি তৈরি করা কম্পনগুলির চাক্রিক, পুনরাবৃত্ত প্রকৃতির প্রতিনিধিত্ব করে। সরল শব্দের ক্ষেত্রে তীক্ষ্ণতা শব্দটির মধ্যে সবচেয়ে ধীর কম্পনের কম্পাঙ্কের সাথে সম্পর্কিত (যাকে মৌলিক সমমেল বলা হয়)। জটিল শব্দের ক্ষেত্রে, তীক্ষ্ণতা উপলব্ধি পৃথক হতে পারে। কখনও কখনও ব্যক্তিরা বিশেষ শব্দ নিদর্শনে তাদের ব্যক্তিগত অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে একই শব্দের জন্য আলাদা আলাদা তীক্ষ্ণতা চিহ্নিত করেন। একটি নির্দিষ্ট তীক্ষ্ণতা নির্বাচন এর সাথে সম্পৃক্ত কম্পনের কম্পাঙ্ক এবং এগুলোর মধ্যে ভারসাম্যসহ পূর্ব থেকে সচেতন পরীক্ষণের মাধ্যমে নির্ধারিত হয়। সম্ভাব্য সমমেল চিহ্নিত করার জন্য নির্দিষ্ট মনোযোগ দেওয়া হয়।[২২][২৩] প্রতিটি শব্দকে চড়া থেকে মোটা তীক্ষ্ণতার ধারাবাহিকের উপর স্থাপন করা হয়। চিত্র ১ তীক্ষ্ণতা উপলব্ধির উদাহরণ দেখায়। শ্রবণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রত্যেক শব্দকে পুনরাবৃত্তি প্যাটার্নের জন্য বিশ্লেষণ করা হয় (চিত্র ১: কমলা তীর দেখুন) এবং ফলাফলগুলি শ্রুতি কর্টেক্সে নির্দিষ্ট উচ্চতা (অষ্টক) এবং ক্রোমা (নোটের নাম) এর একক তীক্ষ্ণতা হিসাবে প্রেরণ করা হয়।

সময়কালসম্পাদনা

 
চিত্র ২: সময়কাল উপলব্ধি

সময়কাল হলো কোনো একটি শব্দের উপস্থিতি কতটা "স্বল্প" বা "দীর্ঘ" এবং এটি শব্দের স্নায়ু প্রতিক্রিয়া দ্বারা নির্মিত সূচনা এবং সমাপ্তি সংকেতের সাথে সম্পর্কিত। শব্দের প্রথম সনাক্তকরণের পর থেকে শুরু করে শব্দটি পরিবর্তন হওয়া বা বন্ধ হওয়া অবধি শব্দের সময়কাল স্থায়ী হয়।[২৪] কখনও কখনও এটি কোনও শব্দের ভৌত সময়কালের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত হয় না। উদাহরণস্বরূপ, কোলাহলপূর্ণ পরিবেশে, বিরতিসম্পন্ন শব্দগুলি (যে শব্দগুলি থেমে থেমে উৎপন্ন হয়) একই সাধারণ ব্যান্ডউইথের শব্দগুলির বাধা কারণে সমাপ্তি বার্তাগুলি হারিয়ে যাওয়ায় বিরতিহীন শুনাতে পারে।[২৫] চিত্র ২ সময়কাল সনাক্তকরণের একটি উদাহরণ দেয়। যখন একটি নতুন শব্দ লক্ষ্য করা হয় (চিত্র ২ এর সবুজ তীরগুলি দেখুন), তখন শ্রুতি কর্টেক্সে একটি শ্রুতি প্রারম্ভিক বার্তা প্রেরণ করা হয়। পুনরাবৃত্তি প্যাটার্নটি মিস হয়ে গেলে তখন শব্দ সমাপ্তির বার্তা প্রেরণ করা হয়।

শব্দোচ্চতাসম্পাদনা

 
চিত্র ৩: শব্দোচ্চতা উপলব্ধি

শব্দোচ্চতা হলো কোনো শব্দ কতো "জোরে" বা "আস্তে" অনুভূত হচ্ছে, এবং এটি থিটা পূর্ণ তরঙ্গের সময়কালে মোট শ্রাবণ স্নায়ু উদ্দীপনা সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত।[২৬][২৭][২৮] এর অর্থ হলো সংক্ষিপ্ত সময়কালের ক্ষেত্রে একই তীব্রতা স্তরের স্বল্প সময়ের শব্দ দীর্ঘক্ষণ যাবত উপস্থিত শব্দের তুলনায় আস্তে শুনাতে পারে। প্রায় ২০০ মিলিসেকেন্ড এর বেশি সময়ের ক্ষেত্রে এটি হয় না এবং শব্দের সময়কাল শব্দের আপাত উচ্চতাকে প্রভাবিত করে না। চিত্র ৩ শ্রুতি কর্টেক্সে প্রেরণের আগে প্রায় ২০০ মিলিসেকেন্ড সময়কালে কীভাবে শব্দোচ্চতার তথ্য যোগ করা হয় তার একটি ধারণা দেয়। সুউচ্চ সংকেতগুলি বেসিলার ঝিল্লিতে বৃহত্তর 'ধাক্কা' দেয় এবং এর ফলে আরও অধিক স্নায়ুকে উদ্দীপিত করে আরও জোরে সংকেত তৈরি করে। আরও জটিল সংকেত সাইন তরঙ্গের মতো সাধারণ শব্দের চেয়ে আরও বেশি স্নায়ু উদ্দীপনা তৈরি করে এবং তাই একই বিস্তারের তরঙ্গ আরও জোরে শব্দ করে।

জাতিসম্পাদনা

 
চিত্র ৪: জাতি উপলব্ধি

জাতিকে বিভিন্ন শব্দের (যেমন একটি পতিত শিলার শব্দ, একটি ড্রিলের ঘূর্ণি, একটি বাদ্যযন্ত্রের সুর বা একটি কণ্ঠের গুণমান) গুনমান হিসাবে ধরা হয় এবং এটি একটি শব্দের ধ্বনিত পরিচয়ের প্রাক-সচেতন বরাদ্দকে উপস্থাপন করে (উদাঃ "এটি একজন শ্রোতা!")। এই পরিচয়টি কম্পাঙ্ক স্থানান্তরকারী, কোলাহলমুখরতা, অস্থিরতা, অনুভূত তীক্ষ্ণতা এবং বর্ধিত সময় কাঠামোর উপর শব্দে অতিস্বরের বিস্তার এবং তীব্রতা থেকে প্রাপ্ত তথ্যের উপর নির্ভর করে।[৯][১০][১১] সময়ের সাথে সাথে একটি শব্দ যেভাবে পরিবর্তিত হয় (চিত্র ৪ দেখুন) তা জাতি সনাক্তকরণের জন্য বেশিরভাগ তথ্য সরবরাহ করে। যদিও প্রতিটি বাদ্যযন্ত্র থেকে নির্গত তরঙ্গরূপের একটি ছোট অংশ প্রায় একই রকম দেখাচ্ছে (চিত্র ৪-এ কমলা তীরগুলি দ্বারা নির্দেশিত প্রসারিত অংশগুলি দেখুন), তবে সানাই এবং পিয়ানোর মধ্যে শব্দোচ্চতা এবং সমমেল উভয় ক্ষেত্রেই সময়ের সাথে পরিবর্তনের পার্থক্য স্পষ্ট। সানাইতে বায়ুর হিস্ হিস ধ্বনি এবং পিয়ানোতে হাতুড়ি আঘাতের ধ্বনিসহ বিভিন্ন হৈচৈ শব্দ কমই লক্ষণীয়।

ধ্বনিতরঙ্গের অঙ্গবিন্যাসসম্পাদনা

ধ্বনিতরঙ্গের অঙ্গবিন্যাস শব্দ উৎসের সংখ্যা এবং তাদের মধ্যে মিথস্ক্রিয়তার সাথে সম্পর্কিত।[২৯][৩০] এই প্রসঙ্গে 'অঙ্গবিন্যাস' শব্দটি শ্রুতি সামগ্রীর প্রত্যক্ষভিত্তিক পৃথকীকরণের সাথে সম্পর্কিত।[৩১] সংগীতে অঙ্গবিন্যাসকে প্রায়শই সংগতি, পলিফোনি এবং হোমোফোনির মধ্যে পার্থক্য হিসাবে উল্লেখ করা হয়, তবে এটিকে একটি ব্যস্ত রেস্তোরার (উদাহরণস্বরূপ) শব্দের সাথে তুলনা করা যাতে পারে; যা 'ক্যাকোফনি' হিসাবে পরিচিত। তবে অঙ্গবিন্যাস দ্বারা এর থেকে আরও বেশি বিশয়বস্তুকে বোঝায়। বাদকের সংখ্যার ভিন্নতার কারণে একটি অর্কেস্ট্রালের অঙ্গবিন্যাস পিতল পঞ্চকের অঙ্গবিন্যাস থেকে খুব আলাদা। বিভিন্ন শব্দ উত্সের পার্থক্যের কারণে একটি বাজারে শব্দের অঙ্গবিন্যাস একটি স্কুল হল থেকে খুব আলাদা হয়।

স্থানিক অবস্থানসম্পাদনা

স্থানিক অবস্থান পরিবেশের প্রেক্ষাপটে শব্দের অবস্থানের নানাবিধ দিক নিয়ে আলোচনা করে। এর মধ্যে রয়েছে আনুভূমিক ও উল্লম্ব তলে শব্দের অবস্থান, উৎস থেকে দূরত্ব এবং সনিক পরিবেশের বৈশিষ্ট্যাবলী।[৩১][৩২] পুরু গঠনবিশিষ্ট স্থানেও বিভিন্ন উৎস থেকে আসা শব্দকে স্থানীয়ভাবে পৃথক করা যায় এবং এর সুর চিহ্নিত করা যায়। এর ফলে অর্কেস্ট্রাতে ওবোর সুর আলাদাভাবে চিহ্নিত করা যায় কিংবা কোনো পার্টিতে একজন ব্যক্তির কথা আলাদাভাবে শোনা যায়।

শব্দের চাপের স্তরসম্পাদনা

শব্দ পরিমাপ
বৈশিষ্ট্য
প্রতীক
 শব্দের চাপ p, SPL,LPA
 কণার বেগ v, SVL
 কণার সরণ δ
 শব্দের তীব্রতা I, SIL
 শব্দের ক্ষমতা P, SWL, LWA
 শব্দের শক্তি W
 শব্দের শক্তি ঘনত্ব w
 শব্দ এক্সপোজার E, SEL
 শব্দের প্রতিরোধ Z
 শব্দের কম্পাঙ্ক AF
 ট্রান্সমিশন ক্ষয় TL

শব্দের চাপ হলো একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমের মধ্যে সাধারণ গড় চাপ এবং শব্দ তরঙ্গের মধ্যে চাপের মধ্যে পার্থক্য। এই পার্থক্যের বর্গ (অর্থাৎ সাম্যাবস্থার চাপ থেকে বিচ্যুতির বর্গ) সাধারণত সময় এবং/অথবা স্থানের সাথে গড় করা হয় এবং এই গড়ের বর্গমূল একটি গড় বর্গের বর্গমূল (আরএমএস) মান সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, বায়ুমণ্ডলে ১ প্যাসকেল আরএমএস শব্দের চাপ (৯৪ dBSPL) দ্বারা বুঝায় যে শব্দ তরঙ্গের আসল চাপ (1 atm   Pa) এবং (1 atm   Pa) বা ১০১৩২৩.৬ থেকে ১০১৩২৬.৪ Pa এর মধ্যে দোদুল্যমান। যেহেতু মানুষের কান বিস্তৃত বিস্তারের শব্দ শনাক্ত করতে পারে তাই শব্দের চাপকে প্রায়শই লগারিদমিক ডেসিবেল স্কেলে স্তর হিসাবে পরিমাপ করা হয়। শব্দের চাপের স্তর (sound pressure level, SPL) বা Lp কে সংজ্ঞায়িত করা যায়,

 
যেখানে p হলো শব্দের গড় বর্গচাপের বর্গমূল এবং   হলো একটি প্রসঙ্গ শব্দ চাপ। আনসি S1.1-1994 এ অনুযায়ী সাধারণভাবে ব্যবহৃত প্রসঙ্গ শব্দের চাপ হলো বায়ুতে ২০ µPa এবং পানিতে ১ µPa। কটি নির্দিষ্ট প্রসঙ্গ শব্দ চাপ ছাড়া ডেসিবেলে প্রকাশিত মান একটি শব্দ চাপ স্তরকে উপস্থাপন করতে পারে না।

শ্রবণাতীত শব্দসম্পাদনা

 
কিছু ব্যবহারের মোটামুটি নির্দেশসহ আল্ট্রাসাউন্ডের সাথে সম্পর্কিত আনুমানিক কম্পাঙ্কের ব্যাপ্তি

শ্রবণাতীত শব্দ হলো ২০,০০০ হার্জ (বা ২০ কিলোহার্জ) এর অধিক কম্পাঙ্কবিশিষ্ট শব্দ। ভৌত বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে শ্রবণাতীত শব্দ বা আল্ট্রাসাউন্ড "সাধারণ" (শ্রাব্য) শব্দের থেকে ভিন্ন নয়, এটি কেবল মানুষ শুনতে পায় না। আল্ট্রাসাউন্ড যন্ত্রসমূহ ২০ কিলোহার্জ থেকে কয়েক গিগাহার্জ পর্যন্ত কম্পাঙ্ক নিয়ে কাজ করে।

আল্ট্রাসাউন্ড সাধারণত মেডিক্যাল ডায়াগনস্টিক যেমন সোনগ্রামের জন্য ব্যবহৃত হয়।

অবশ্রাব্য শব্দসম্পাদনা

অবশ্রাব্য শব্দ বা ইনফ্রাসাউন্ড হলো ২০ হার্জের চেয়ে কম কম্পাঙ্কবিশিষ্ট শব্দ তরঙ্গ। যদিও এরকম কম কম্পাঙ্কবিশিষ্ট শব্দ মানুষের শোনার জন্য খুবই কম, তবে তিমি, হাতি এবং অন্যান্য প্রাণী ইনফ্রাসাউন্ড সনাক্ত করতে পারে এবং যোগাযোগের জন্য এটি ব্যবহার করতে পারে।[৩৩]

আরও দেখুনসম্পাদনা

শব্দের উৎসসম্পাদনা

শব্দ পরিমাপসম্পাদনা

সাধারণসম্পাদনা

তথ্যসূত্রসম্পাদনা

  1. Fundamentals of Telephone Communication Systems। Western Electrical Company। ১৯৬৯। পৃষ্ঠা 2.1। 
  2. ANSI S1.1-1994. American National Standard: Acoustic Terminology. Sec 3.03.
  3. Acoustical Society of America। "PACS 2010 Regular Edition—Acoustics Appendix"। ১৪ মে ২০১৩ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ২২ মে ২০১৩ 
  4. ANSI/ASA S1.1-2013
  5. "The Propagation of sound"। ৩০ এপ্রিল ২০১৫ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ২৬ জুন ২০১৫ 
  6. Is there sound in space? ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২০১৭-১০-১৬ তারিখে Northwestern University.
  7. Can you hear sounds in space? (Beginner) ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২০১৭-০৬-১৮ তারিখে. Cornell University.
  8. "What Does Sound Look Like?"NPR। YouTube। ১০ এপ্রিল ২০১৪ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ৯ এপ্রিল ২০১৪ 
  9. Handel, S. (1995). Timbre perception and auditory object identification. Hearing, 425–461.
  10. Kendall, R.A. (1986). The role of acoustic signal partitions in listener categorization of musical phrases. Music Perception, 185–213.
  11. Matthews, M. (1999). Introduction to timbre. In P.R. Cook (Ed.), Music, cognition, and computerized sound: An introduction to psychoacoustic (pp. 79–88). Cambridge, Massachusetts: The MIT press.
  12. নেমিরফ, আর.; বোনেল, জে., সম্পাদকগণ (১৯ আগস্ট ২০০৭)। "A Sonic Boom"অ্যাস্ট্রোনমি পিকচার অফ দ্য ডেনাসা। সংগ্রহের তারিখ ২৬ জুন ২০১৫ 
  13. "Scientists find upper limit for the speed of sound"phys.org (ইংরেজি ভাষায়)। সংগ্রহের তারিখ ২০২১-০২-২৫ 
  14. Trachenko, K.; Monserrat, B.; Pickard, C. J.; Brazhkin, V. V. (২০২০-১০-০১)। "Speed of sound from fundamental physical constants"Science Advances (ইংরেজি ভাষায়)। 6 (41): eabc8662। আইএসএসএন 2375-2548ডিওআই:10.1126/sciadv.abc8662পিএমআইডি 33036979 |pmid= এর মান পরীক্ষা করুন (সাহায্য) 
  15. Webster, Noah (১৯৩৬)। Sound. In Webster's Collegiate Dictionary (Fifth সংস্করণ)। Cambridge, Mass.: The Riverside Press। পৃষ্ঠা 950–951। 
  16. Olson, Harry F. Autor (১৯৬৭)। Music, Physics and Engineering । Dover Publications। পৃষ্ঠা 249আইএসবিএন 9780486217697 
  17. "The American Heritage Dictionary of the English Language" (Fourth সংস্করণ)। Houghton Mifflin Company। ২০০০। জুন ২৫, ২০০৮ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ মে ২০, ২০১০ 
  18. Burton, R.L. (2015). The elements of music: what are they, and who cares? In J. Rosevear & S. Harding. (Eds.), ASME XXth National Conference proceedings. Paper presented at: Music: Educating for life: ASME XXth National Conference (pp. 22–28), Parkville, Victoria: The Australian Society for Music Education Inc.
  19. Viemeister, Neal F.; Plack, Christopher J. (১৯৯৩), "Time Analysis", Springer Handbook of Auditory Research (ইংরেজি ভাষায়), Springer New York, পৃষ্ঠা 116–154, আইএসবিএন 9781461276449, ডিওআই:10.1007/978-1-4612-2728-1_4 
  20. Rosen, Stuart (১৯৯২-০৬-২৯)। "Temporal information in speech: acoustic, auditory and linguistic aspects"। Phil. Trans. R. Soc. Lond. B (ইংরেজি ভাষায়)। 336 (1278): 367–373। আইএসএসএন 0962-8436ডিওআই:10.1098/rstb.1992.0070পিএমআইডি 1354376বিবকোড:1992RSPTB.336..367R 
  21. Moore, Brian C.J. (২০০৮-১০-১৫)। "The Role of Temporal Fine Structure Processing in Pitch Perception, Masking, and Speech Perception for Normal-Hearing and Hearing-Impaired People"Journal of the Association for Research in Otolaryngology (ইংরেজি ভাষায়)। 9 (4): 399–406। আইএসএসএন 1525-3961ডিওআই:10.1007/s10162-008-0143-xপিএমআইডি 18855069পিএমসি 2580810  
  22. De Cheveigne, A. (2005). Pitch perception models. Pitch, 169-233.
  23. Krumbholz, K.; Patterson, R.; Seither-Preisler, A.; Lammertmann, C.; Lütkenhöner, B. (২০০৩)। "Neuromagnetic evidence for a pitch processing center in Heschl's gyrus"। Cerebral Cortex13 (7): 765–772। ডিওআই:10.1093/cercor/13.7.765 পিএমআইডি 12816892 
  24. Jones, S.; Longe, O.; Pato, M.V. (১৯৯৮)। "Auditory evoked potentials to abrupt pitch and timbre change of complex tones: electrophysiological evidence of streaming?"। Electroencephalography and Clinical Neurophysiology108 (2): 131–142। ডিওআই:10.1016/s0168-5597(97)00077-4পিএমআইডি 9566626 
  25. Nishihara, M.; Inui, K.; Morita, T.; Kodaira, M.; Mochizuki, H.; Otsuru, N.; Kakigi, R. (২০১৪)। "Echoic memory: Investigation of its temporal resolution by auditory offset cortical responses"PLOS ONE9 (8): e106553। ডিওআই:10.1371/journal.pone.0106553পিএমআইডি 25170608পিএমসি 4149571 বিবকোড:2014PLoSO...9j6553N 
  26. Corwin, J. (২০০৯), The auditory system (PDF), ২০১৩-০৬-২৮ তারিখে মূল (PDF) থেকে আর্কাইভ করা, সংগ্রহের তারিখ ২০১৩-০৪-০৬ 
  27. Massaro, D.W. (১৯৭২)। "Preperceptual images, processing time, and perceptual units in auditory perception"। Psychological Review79 (2): 124–145। ডিওআই:10.1037/h0032264পিএমআইডি 5024158সাইট সিয়ারX 10.1.1.468.6614  
  28. Zwislocki, J.J. (১৯৬৯)। "Temporal summation of loudness: an analysis"। The Journal of the Acoustical Society of America46 (2B): 431–441। ডিওআই:10.1121/1.1911708পিএমআইডি 5804115বিবকোড:1969ASAJ...46..431Z 
  29. Cohen, D.; Dubnov, S. (১৯৯৭), "Gestalt phenomena in musical texture" (PDF), Journal of New Music Research, 26 (4): 277–314, ডিওআই:10.1080/09298219708570732, ২০১৫-১১-২১ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা, সংগ্রহের তারিখ ২০১৫-১১-১৯ 
  30. Kamien, R. (1980). Music: an appreciation. New York: McGraw-Hill. p. 62
  31. Cariani, Peter; Micheyl, Christophe (২০১২)। "Toward a Theory of Information Processing in Auditory Cortex"। The Human Auditory Cortex। Springer Handbook of Auditory Research। 43। পৃষ্ঠা 351–390। আইএসবিএন 978-1-4614-2313-3ডিওআই:10.1007/978-1-4614-2314-0_13 
  32. Levitin, D.J. (1999). Memory for musical attributes. In P.R. Cook (Ed.), Music, cognition, and computerized sound: An introduction to psychoacoustics (pp. 105–127). Cambridge, Massachusetts: The MIT press.
  33. Leventhall, Geoff (২০০৭-০১-০১)। "What is infrasound?"। Progress in Biophysics and Molecular Biology। Effects of ultrasound and infrasound relevant to human health। 93 (1): 130–137। আইএসএসএন 0079-6107ডিওআই:10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.006 পিএমআইডি 16934315 

বহিঃসংযোগসম্পাদনা