Propagation of Sound ശബ്ദപ്രേഷണം
A bell rings in the staff room and you hear it in your classroom. How does the sound travel all that way? On this page you watch air particles pass the vibration along, pump the air out of a jar until the buzzer goes silent, listen through a desk and through a bucket of water, and find out why astronauts need a radio to talk to each other.
- Solids, liquids and gases are made of particles; in a vacuum (ശൂന്യത) there are no particles at all (page 2).
- A vibrating object pushes the particles next to it, which push their neighbours: crowded regions are compressions (C, മർദം കൂടിയ മേഖല), spread-out regions are rarefactions (R, മർദം കുറഞ്ഞ മേഖല) (page 3).
- Sound is produced by vibration (page 5).
1. How does sound reach our ears?
The material through which sound travels is called the medium (മാധ്യമം). Watch what the vibrating prong of a tuning fork does to the air particles in front of it.
Watch the red particle: it only moves a little to and fro about one place, along the direction the sound travels. It never reaches the ear itself – what travels is the pattern of compressions (C) and rarefactions (R), carrying the energy. (Spacing and movement are exaggerated.)
2. Activity – the buzzer in a jar (Fig 8.8)
ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നതു പോലെ പ്ലാസ്റ്റിക് ട്യൂബ് ഘടിപ്പിച്ച, സുതാര്യമായ ഗ്ലാസ് കണ്ടെയ്നറിനുള്ളിൽ ബാറ്ററിയിൽ പ്രവർത്തിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ബസ്സർ തൂക്കിയിട്ട ശേഷം കണ്ടെയ്നർ അടയ്ക്കുക. – Hang a working, battery-powered buzzer inside a transparent container fitted with a plastic tube, and close the container. Then draw the air out through the tube.
| Textbook question (page 162) | Observation (fills in as you use the slider) |
|---|---|
| ശബ്ദം കേൾക്കാൻ കഴിയുന്നുണ്ടോ? Can you hear the sound (container full of air)? | set the air to 100 % |
| ശബ്ദം കുറയുന്നതായി അനുഭവപ്പെടുന്നുണ്ടോ? After drawing out some air – does the sound become fainter? | remove some air (40–95 %) |
| ഇനിയും കുറേക്കൂടി വായുവിനെ നീക്കം ചെയ്തു നോക്കൂ. ശബ്ദം വീണ്ടും കുറയുന്നില്ലേ? Remove more air – doesn't it get fainter still? | remove more air (5–35 %) |
| വായു പൂർണ്ണമായും നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിഞ്ഞിരുന്നെങ്കിൽ ശബ്ദം കേൾക്കാൻ കഴിയുമായിരുന്നോ? If all the air could be removed, could you hear the sound? | imagine 0 % air |
The loudness meter is a simple model (loudness falls as the air is removed). In a real jar a very faint sound may still leak out through the thread and the lid – that is solids carrying sound, as you will see in section 3. Notice that the buzzer keeps vibrating all the time: only the medium is being taken away.
Q. ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ നിന്ന് എന്ത് അനുമാനിക്കാം? – What can you infer from this experiment? (സയൻസ് ഡയറിയിൽ കുറിക്കൂ – note it in your science diary.)
വായുവിലൂടെ സഞ്ചരിച്ചാണ് ശബ്ദം നമ്മുടെ ചെവിയിൽ എത്തുന്നത്. ശൂന്യതയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കാൻ ശബ്ദത്തിന് കഴിയില്ല.
Sound reaches our ears by travelling through air. Sound cannot travel through vacuum (ശൂന്യത).
The opening picture explained. വാക്വം പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് വായു നീക്കം ചെയ്ത ബെൽ ജാറിനുള്ളിലെ അലാം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ശബ്ദം ജാറിനു വെളിയിൽ കേൾക്കാൻ കഴിയാതിരുന്നത് എന്തുകൊണ്ടായിരിക്കുമെന്ന് മനസ്സിലായല്ലോ? – Now do you understand why the alarm in the bell jar could not be heard outside?
3. Does sound travel only through air? – the desk (Fig 8.9)
കുട്ടികൾ ഡെസ്കിൽ ചെവി അമർത്തിവച്ച ശേഷം മറ്റൊരു കുട്ടി ട്യൂണിങ് ഫോർക്ക് കമ്പനം ചെയ്യിച്ച് അതിന്റെ തണ്ട് ഡെസ്കിൽ അമർത്തട്ടെ. – Children press their ears to a desk; another child sets a tuning fork vibrating and presses its stem on the desk.
Loudness values are a simple comparison, not measurements. Try it for real: with your ear on the desk, ask a friend to scratch the far end very gently with a fingernail – you hear it clearly through the wood but hardly at all through the air.
Questions (page 162–163).
- ശബ്ദം കേൾക്കാൻ കഴിയുന്നുണ്ടോ? Can you hear the sound?
- ഈ സന്ദർഭത്തിൽ ഏതെല്ലാം മാധ്യമങ്ങളിലൂടെയാണ് ശബ്ദം പ്രേഷണം ചെയ്തത്? Through which media did the sound travel here?
- ശബ്ദത്തിന് ഖരവസ്തുക്കളിലൂടെ സഞ്ചരിക്കാൻ സാധിക്കുന്നുണ്ടോ? Can sound travel through solids?
2. Mainly through the wood of the desk (a solid), from the stem to the ear pressed on it; a little also reaches the ear through the air.
3. Yes. Why we are sure: when the ear is lifted off the desk, the sound becomes much fainter – so most of it was coming through the wood, not the air.
ഖരവസ്തുക്കളിലൂടെയും ശബ്ദം സഞ്ചരിക്കും.
Sound can travel through solids (ഖരം) too.
4. Can sound travel through liquids? – the bucket (Fig 8.10)
ഒരു ബക്കറ്റിൽ ജലം എടുക്കുക. ജലത്തിനുള്ളിലായി ഒരു സ്റ്റീൽപാത്രം പിടിച്ച് അതിനെ സ്പൂൺ കൊണ്ട് തട്ടി നോക്കൂ. ശബ്ദം കേൾക്കാൻ സാധിക്കുന്നുണ്ടോ? – Take water in a bucket. Hold a steel vessel under the water and tap it with a spoon. Can you hear the sound?
Questions (page 163).
- ഈ സന്ദർഭത്തിൽ ഏതെല്ലാം മാധ്യമങ്ങളിലൂടെയാണ് ശബ്ദം സഞ്ചരിച്ചത്? Through which media did the sound travel here?
- ഈ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് രൂപീകരിച്ച നിഗമനം എന്താണ്? What conclusion do you draw?
ശബ്ദത്തിന് വാതകങ്ങളിലൂടെ മാത്രമല്ല, ദ്രാവകങ്ങളിലൂടെയും ഖരവസ്തുക്കളിലൂടെയും സഞ്ചരിക്കാൻ സാധിക്കും. ശബ്ദപ്രേഷണത്തിന് മാധ്യമം ആവശ്യമാണ്.
Sound can travel not only through gases but also through liquids and solids. Sound needs a medium to travel.
The box “PhET → Sound Waves” on page 163 points to the PhET Sound Waves simulation, installed offline on the KITE Ubuntu school laptops (look in the Education/Science menu). In it a loudspeaker sends compressions and rarefactions across the screen; you can switch to a view of the air particles – just like the first lab on this page – and, in one part, pump the air out of a box around the speaker and watch the sound fade, exactly like the bell jar. Online, PhET's Sound Waves and Waves Intro (Sound tab) do the same – see the Explore box below.
- 🧪 Sound Waves (PhET simulation) PhET, University of Colorado Boulder
The simulation named in the textbook: see the air particles carry sound, then pump the air out and watch the sound fade. - 📄 Sound as a Longitudinal Wave The Physics Classroom
Animations of compressions and rarefactions moving through air, in the same direction as the sound travels. - 📄 Anatomy of an Electromagnetic Wave NASA Science
NASA explains why sound cannot cross the vacuum of space, while light and radio waves can. - 📄 What is sonar? NOAA Ocean Service
Ships send sound through water and time the echo to find the depth of the sea and hidden objects.
5. Animals that use sound in the ground and in water (Fig 8.11)
പാമ്പ് - ഇരപിടിക്കാനും ആത്മരക്ഷയ്ക്കുമായി തറയിലൂടെയുള്ള ശബ്ദപ്രേഷണം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. – (a) Snakes use sound travelling through the ground to catch prey and to protect themselves. ഡോൾഫിൻ, തിമിംഗലങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ജലജീവികൾ ആശയ വിനിമയത്തിന് കടൽ ജലത്തിലൂടെയുള്ള ശബ്ദപ്രേഷണം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. – (b) Water animals such as dolphins and whales use sound travelling through sea water to communicate.
Snakes have no outer ears and no eardrum. They pick up vibrations of the ground through their lower jaw and body, which lie on the ground. So your footsteps reach a snake through the soil – a solid medium – long before it sees you. That is why walking with heavy steps on a dark path in the rainy season, or tapping a stick, gives snakes a warning to move away.
6. Astronauts and the radio (Fig 8.12)
Q (page 163). ബഹിരാകാശ സഞ്ചാരികൾ പരസ്പരം സംസാരിക്കാൻ റേഡിയോ സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കേണ്ടിവരുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണ്? – Why do astronauts have to use radio to talk to each other?
7. Check yourself
- The material that carries sound is the medium. A vibrating object makes compressions and rarefactions in it; the particles only vibrate about their places – the disturbance (and the energy) travels.
- Buzzer in a jar / bell jar: as the air is removed the sound fades, though the source still vibrates → sound cannot travel through vacuum.
- Desk: sound travels through solids. Bucket: sound travels through liquids. Air: through gases.
- Sound needs a medium. Snakes feel ground vibrations; whales and dolphins call through water; astronauts in airless space need radio.
Next: How fast does sound travel? – Speed of sound, thunder and lightning ▶