ध्वनिकी

ध्वनिकी  (इमारतींची व वातावरणीय). मोठमोठी सभागृहे, नाटकगृहे, चित्रपटगृहे यांच्या इमारती बांधत असताना, त्यांमध्ये एका ठिकाणी बोललेले शब्द वा गायन त्या गृहांत उपस्थित असलेल्या प्रत्येक व्यक्तीस स्पष्टपणे ऐकू येण्याच्या दृष्टीने त्यांची बांधणी करणे आवश्यक असते. ह्या ध्वनिकीच्या शास्त्रात इमारतींमध्ये निर्माण होणारा, पण नको असलेला ध्वनी कमी करणे किंवा गोंगाट टाळणे, बाहेरील आवाज आत न येऊ देणे व फक्त जरूर असलेला ध्वनी श्रोत्यांकडे योग्य त्या तीव्रतेने व सुश्राव्यपणे पोचविणे, ह्या गोष्टी येतात. विसाव्या शतकापूर्वी फारच थोड्या इमारती ह्या दृष्टीने दोषरहित होत्या. वातावरणीय ध्वनिकीमध्ये ध्वनीचे वातावरणातील प्रेषण, त्याची गती इ. गोष्टींचे विवरण करण्यात येते.

इमारतींची ध्वनिकी  

ध्वनीचे परावर्तन : प्रकाशतरंगांचे ज्याप्रमाणे परावर्तन होते, त्याच नियमास अनुसरून ध्वनितरंगांचेही परावर्तन होते. अंतर्गोल आरशावर पडणारे प्रकाशतरंग ज्याप्रमाणे परावर्तित होऊन केंद्राशी एकत्र येतात त्याचप्रमाणे अंतर्गोल पृष्ठभागावर पडणारे ध्वनितरंग परावर्तित होऊन केंद्राशी एकत्र येतात. आ. १. मध्ये प आणि फ हे दोन अंतर्गोल पृष्ठभाग दाखविले आहेत. प ह्या पृष्ठभागाच्या अ ह्या केंद्रावर घड्याळ ठेवल्यास त्याचा टिक्‌ टिक्‌ आवाज फ पृष्ठभागाच्या आ ह्या केंद्रावर स्पष्ट ऐकू येतो. अ आणि आ ह्या केंद्राच्या मध्ये असलेल्या भागात आवाज अगदीच अस्पष्ट ऐकू येतो.

बहिर्गोलाकार पृष्ठभागावरून परावर्तित होणाऱ्या ध्वनिकिरणांचे अपसरण होते.

एखाद्या सपाट भिंतीसमोर दूर उभे राहून जोराने टाळी वाजविली असता त्यामुळे होणारा ध्वनी समोरच्या भिंतीवर परावर्तित होऊन मूळ ध्वनीनंतर आपणास ऐकू येतो. ह्या परावर्तित ध्वनीस ⇨ प्रतिध्वनीअसे म्हणतात. वास्तविक कितीही अंतरावर असणाऱ्या भिंतीवर ध्वनी आपटून प्रतिध्वनी निर्माण होतो परंतु प्रतीध्वनी आपल्या कानास स्पष्टपणे निराळा ऐकू येण्याला तो मूळ आवाजाच्या किमान १/१५ सेकंद तरी मागाहून यावा लागतो. नाहीतर प्रतिध्वनी आणि मूळ आवाज हे दोन्ही एकमेकांत मिसळून कानास निरनिराळे असे भासत नाहीत. डोंगराच्या अनेक रांगा असल्यास त्या ठिकाणी अनेक प्रतीध्वनी निर्माण होतात. तसेच ध्वनी अंतर्गोल भागावरून परावर्तित होऊन जर प्रतिध्वनी निर्माण झाला, तर तो प्रतिध्वनी फार कर्कश असतो कारण परावर्तित होणारे ध्वनितरंग एकाच बिंदूत एकत्र होतात. समतल पृष्ठभागावरून येणारा प्रतिध्वनी फारच क्षीण असतो, तर बहिर्गोल भागावरून परावर्तित होणाऱ्या तरंगांचे अपसरण होत असल्यामुळे प्रतिध्वनी जवळजवळ नसतो.

ज्या ठिकाणी पायऱ्या-पायऱ्यांची रचना असेल, त्या ठिकाणी आ. २ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे ध्वनीचे परावर्तन होऊन पुष्कळ प्रतिध्वनी निर्माण होतात. पायऱ्यांमधील अंतर सारखे असल्यामुळे ऐकू येणारे प्रतिध्वनी पण सारख्याच अंतराने (वेळाने) ऐकू येतात आणि त्यामुळे एक विशिष्ट कंप्रता (दर सेंकदास होणारी कंपनांची संख्या) असलेला कर्णमधुर ध्वनी निर्माण होतो. एखाद्या रिकाम्या खोलीत भाषण केल्यास ते तितकेसे स्पष्ट ऐकू येत नाही, कारण त्या ठिकाणी बोलणाऱ्याचा स्वर खोलीत घुमल्यासारखा वाटतो. हा अनुभव देवळाच्या मोठ्या गाभाऱ्यात विशेष प्रत्ययास येतो. मोठमोठ्या सभागृहांत आणि नाट्यगृहांत वरीलप्रमाणे ध्वनी घुमल्यासारखा होऊन भाषण अथवा गायन स्पष्ट ऐकू येत नाही. याबद्दल निरनिराळे प्रयोग करून अभ्यास केला असता असे दिसून आले की, हे दोष खालील कारणांनी निर्माण होतात.

निनादन  
वक्त्याने एक अक्षर उच्चारल्यानंतर त्यामुळे निर्माण होणारे ध्वनितरंग सभागृहाच्या निरनिराळ्या दिशांतील भिंतींच्या पृष्ठभागांवर पडून परावर्तित होतात. सभागृहाच्या लांबीरुंदीनुसार ध्वनितरंग परावर्तित होऊन परत येण्यास कमीजास्त वेळ लागतो व त्यामुळे त्या अक्षराच्या ध्वनीचे भिन्नभिन्न प्रतिध्वनी निर्माण होतात. हे भिन्नभिन्न प्रतिध्वनी अक्षराच्या मूळ ध्वनीनंतर थोड्याशा अल्प वेळाने श्रोत्यास ऐकू येतात व म्हणून मूळ ध्वनीनंतर त्याचा प्रतिध्वनी आपणास रेंगाळल्यासारखा वाटतो. याच अल्पावधीत वक्त्याने दुसरे अक्षर उच्चारल्यास पहिल्याचा प्रतिध्वनी व दुसऱ्या अक्षराचा मूळ ध्वनी एकमेकांत मिसळल्यास दुसरे अक्षर स्पष्टपणे ऐकू येत नाही. याचप्रमाणे पुढील सर्व भाषणही श्रोत्यांस स्पष्टपणे ऐकू येत नाही. निरनिराळ्या दिशांतील पृष्ठभागांवरचे प्रतिध्वनी एकामागून एक असे भिन्न दिशांनी येऊन मूळध्वनी थांबविल्यावर काही काळ रेंगाळण्याच्या आविष्कारास निनादन अशी संज्ञा आहे. निनादनात अनेक प्रतिध्वनी एकमेकांत मिसळलेले असल्यामुळे निनादनाचा ध्वनी सर्वदिशांनी ऐकू आल्यासारखा वाटतोवम्हणूनआवाजघुमल्यासारखावाटतो.

ध्वनी उत्पन्न करणाऱ्या साधनाचे कंपन थांबविल्यानंतरही काही वेळपर्यंत सभागृहात आपणास तो ऐकू येत राहतो. मूळ ध्वनी थांबविल्यावर त्याची तीव्रता मूळ तीव्रतेच्या एक दशलक्षांश पटीने कमी होण्यासाठी लागणाऱ्या काळास सभागृहाचा निनादन काल म्हणतात.

ध्वनीचे शोषण  
ध्वनितरंगाचे ज्या वेळेस परावर्तन होते त्या वेळेस परावर्तित ध्वनी क्षीण झालेला असतो, त्याचे कारण ज्या पृष्ठभागावरून परावर्तन होते तो पृष्ठभाग ध्वनीचे शोषण करतो. अशा रीतीने प्रत्येक परावर्तनाला ध्वनीची ऊर्जा कमीकमी होत जाऊन ध्वनी कानाने ऐकू न येण्याइतका क्षीण होतो. एखाद्या खोलीत ध्वनी निर्माण झाल्यानंतर ध्वनितरंगाचे साधारणपणे २०० ते ३०० वेळा परावर्तन होते.  सभागृहातील शोषण जितके जास्त प्रभावी असेल तितक्या जास्त झपाट्याने ह्या निनादन ध्वनीचा ऱ्हास होईल व म्हणून निनादन काल कमी होईल.
वर्ग:इमारत अभियांत्रिकी
वर्ग:ध्वनिशास्त्र