கருவூலம்: ஒலி உலகம்!

வானொலி என்பது வான் வழியே பரந்து வரும் மின்காந்த அலைவீச்சுகளின் மறுவடிவம் ஆகும்!  மின்காந்த அலைகளில் ஏறிவரும் ஒலியை நமக்கு எடுத்துத் தருகிறது. 

ஒலி அது பரவும் ஊடகத்துகள்களின் அதிர்வுகளினாலேயே அலை பரப்பப்படுகின்றன. பரவும் திசையில் அழுத்த ஏற்ற இறக்கங்கள் (COMPRESSIONS AND RAREFACTIONS) ஏற்படும்போது நெடுக்காக (LONGITUDINAL) அவை பரவுகின்றன. புல்லாங்குழலினுள் காற்றலை மாதிரி.

ஒலியின் இரண்டு பண்புகள் பற்றி அறிவோமா?....

ஒன்று, அதன் அதிர்வெண் (FREQUENCY) அல்லது செறிவு (PITCH).

மற்றொன்று அதன் தீவிரம்....! (INTENSITY) ... அல்லது அதன் சத்தம், சப்தம், அல்லது உரப்பு! (LOUDNESS).

அதிர்வெண்ணாவது ஒரு நொடிக்குள் எழும் ஒலி அதிர்வுகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து அமையும். இதனை ""ஹெர்ட்சு''  ... (HERTZ) என்னும் அலகுகளால் குறிக்கின்றனர்.

ஒலியின்அதிர்வு எண் குறைவாக இருந்தால் "கீழ் செறிவு' எனவும், அதிர்வு எண் அதிகரித்தால் "மேல் செறிவு' எனவும் வழங்குகிறோம்.

ஒலித்தீவிரம் (INTENSITY),  டெசிபெல்கள் (DECIBELS) என்கிற அளவு முறையால் அளவிடப்படும். ஒரு டெசிபெல் என்பது ஒரு "பெல்' அளவில் பத்திலோர் பாகம். இதைச்சுருக்கமாக "டிபி' (DB) எனலாம். தொலைபேசியைக் கண்டுபிடித்த அலெக்ஸாண்டர் கிரஹாம்பெல் பெயரால் இது அழைக்கப்படுகிறது. இதன் அளவு கோல் "லாகிரிதமிக்' (LOGRITHMIC) முறையில் அமைகிறது. 10 டெசிபெல் என்றால் ஒரு மில்லிவாட் திறனைப் போல் 10 மடங்கு.  20 டெசிபெல் என்பது 100 மடங்கு. 30 டெசிபெல் என்பது 1000 மடங்கு. 

காதோடு கிசுகிசுக்கும் ஒலி 10 டெசிபெல். சாதாரணப்பேச்சு 30 டெசிபெல். ஒலிபெருக்கியில் காதைக்கிழிக்கும் பேரிரைச்சலோடு கூடிய ஒலி கிசுகிசுக்கும் சத்தத்தைப்போல் நூறுகோடி மடங்கு (90டெசிபெல்) ஆகும்! 

மனிதனால் நொடிக்கு 20000 அதிர்வுகளுக்கு மேற்பட்ட ஒலியைக் கேட்க இயலாது. இது பெரிய வேடிக்கைதான்! ரொம்ப அமைதியா இருந்தாலும் காது கேட்காது! ரொம்ப சத்த அதிர்வுகள் இருந்தாலும் காது கேட்காது! சரி, இந்தக் கேளா ஒலியை "புற ஒலி' (ULTRASONIC) என வழங்கலாம்.    

வெளவால்கள் இந்தப் புற ஒலியினைக் கவனித்தே தாம் பறக்கும் வழியில் தடை இருப்பதை உணர்கிறதாம்! அவைகளின் காதுகள் மிகக் கூர்மையானவை! 

இந்தக் கேளா ஒலி இயற்பியலில் நுட்பமானதோர் ஆய்வுக் கருவியாகும். எதிரொலிப்பு முறையில் கடலின் ஆழத்தை அறியவும், உலோகங்கள், பிளாஸ்டிக்குகளினால் தயாரித்த வார்ப்புப் பொருட்களின் உள் வெடிப்புகள், துளைகள் விரிசல்கள் போன்ற ஏதேனும் பிசிறுகள் இருப்பதைக் கண்டு அதைச் சரிசெய்யவும், கண்ணாடிகள் அல்லது அடுமண் (CERAMIC) பாண்டங்கள் நொறுங்காமல் துளையிடவும் இந்தப் புற ஒலி அலைகள் பெரிதும்  உதவுகின்றன. 

ஒலி வேகம் பற்றியும் கொஞ்சம் அறிந்து கொள்வோம். ஒலியின் வேகம் அது பரவும் ஊடகத்தின் தன்மைக்கு ஏற்ப மாறுபடும். 

கடல் மட்டத்தில் காற்றில் பரவும் ஒலி நொடிக்கு 331 மீட்டர்கள் வேகத்தில் பரவும். இதைக் காட்டிலும் ஐந்து மடங்கு வேகத்தில் தண்ணீரில் பரவும். இரும்பு, எஃகு போன்ற உலோகங்களில் ஒலி வேகம் நீருக்குள் ஊடுருவும் விரைவினைவிட ஏறத்தாழ மூன்று மடங்காகும்!  

ஒரு சில ஊடகங்களும் அவற்றின் ஒலி பரவும் வேகமும்!

உறைபனி நீர் - நொடிக்கு 1505 மீ.
செங்கல் - நொடிக்கு 3542 மீ.
கருங்கல் - நொடிக்கு 395 மீ.
மரத்துண்டு - நொடிக்கு 3847 மீ.
கண்ணாடி - நொடிக்கு 4540 மீ.

சூப்பர்சானிக் வேகம் எனும் ஆங்கிலச்சொல் மிகை ஒலி வேகத்தைக் குறிக்கிறது. அதாவது கடல் மட்டத்தில் காற்றில் பரவும் ஒலியின் வேகத்தைவிடவும் கூடுதலான வேகம் (மணிக்கு 1216 கி.மீ. க்கும் அதிகம்!) இந்த மிகை ஒலி வேகத்தை "மாக்' (MACH) எனும் அலகில் குறிப்பிடுவர். செக்கோஸ்லாவாகியாவில் பிறந்த ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் "எர்னஸ்ட் மாக்' முதன்முதலில் இம்முறையைக் கண்டறிந்தபடியால் இப்பெயர். 

பயண வேகத்திற்கும் (SPEED OF FLIGHT) ஒலி வேகத்திற்கும் இடையில் உள்ள விகிதமே "மாக்' எண். காற்று போன்ற ஒரே ஊடகத்தில் என்றால் அவற்றின் வேகங்களை அளவிடும்போது காற்றழுத்தமும், அடர்த்தியும் ஒரே அளவில் அமைந்துள்ளதா எனவும் கவனித்தல் வேண்டும். ஏனெனில் ஊடகத்தின் அழுத்தமும், அடர்த்தியும் வேறுபட்டால் "மாக்' எண்ணும் வேறுபடும். 

உதாரணமாக,..... காற்று வெளியில் ஒரு விமானத்தன் பயண வேகம் ஒலி வேகத்திற்கு சமமானதாக இருந்தால் அதன் மாக எண் 1. ஒலியினும் இரட்டிப்பு வேகத்தில் (மிகைஒலி வேகம்) அமைந்தால் "மாக்' எண் 2. ஒலி வேகத்தைவிட குறைந்தால் "குறை ஒலி வேகம் ‘ (SUBSONIC) என்பர்.  ஒலி வேகத்தைவிட பயண வேகம் பாதியாக இருந்தால் "மாக்' எண் அரை. (0.5)

ஒலித்தடை! (SOUND BARRIER) 

பயணவேகம் ஒலி வேகத்திற்கு சமமாகும் நிலையே ஒலித்தடையாகும். அதாவது ஒலிவேகத்தைக் கடந்து அதிவேகத்தில் பறக்கும் விமானம் ஒலித்தடையைத் தாண்டிவிட்டதாகக் கருதப்படும். இங்ஙனம் ஒரு விமானம் அல்லது காற்று ஊர்தி (AIR CRAFT) மிகையொலி வேகத்தில் பறக்கும்போது வளிமண்டலத்தில் அதிர்ச்சி அலைகளை உண்டாக்கும். அவை கடலைப் பிளந்து செல்லும் கப்பலின் வளைந்த வில்லொத்த அலைகள்  (BOW WAVES) போலிருக்கும்! அந்த ஊர்தி பறக்கின்ற இடத்திற்கு அக்கம் பக்கத்தில் இருப்போரின் காதைப் பிளக்கும்! இவை "ஒலி உறுமல்கள்' (SONIC BOOMS) ன்கிறோம். ஆனால் இந்த உறுமல் சப்தங்களால் விமானத்திற்குள்ளே பயணிகளுக்கோ விமானிக்கோ தொல்லை இல்லை. ஏனெனில் அந்த விமானம்தான் அதிர்ச்சி அலைகளைக் கடந்து விடுகிறதே!

நம் காதுகளால் 120 டெசிபல் வரையிலான சப்தங்களையே செவி மடுக்க முடியும். அதற்கு மீறினால் செவிக்கு ஆபத்து. செவியின் செயல்படு திறனைச் சற்றுப் புரிந்து கொண்டோமானால் இவ்வுண்மை எளிதில் விளங்கும். 

செவியின் முக்கியப் பகுதிகள் மூன்று. அவை புறச்செவி, நடுச்செவி, உட்செவி. புறச்செவியானது ஆரிக்கிள் எனப்படும் செவிமடல். இது ஒலி அலைகளைத் திரட்டி உள்வாங்குகிறது. காதுக்குள் புகுந்த ஒலி அலைகள் செவிக்குழல் வழியாக அகன்ற செவிப்பறையை (EARDRUM) தட்டும். செவிக்குழலில் ஒருவிதச் சுரப்பிகள் காதுக்குரும்பியைச் சுரக்கின்றன. நடுச் செவியானது கபாலத்தின் சதுப்பிலுள்ள எலும்புத் துவாரம் ஆகும்.  ஒலி அதிர்வுகள் முதலில் செவிப்பறையைச் சென்றடைகின்றன.

செவிப்பறையை அடுத்துள்ள நடுச்செவியில் சுத்தி எலும்பு (HAMMER) பட்டடை எலும்பு (STIRRUP) ஆகிய மூன்று முக்கிய நுண்ணெலும்புகள் பாலம் போல ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து கோர்வையாக அமைந்திருக்கின்றன.  செவிப்பறையின் அதிர்வுகளை இந்த மூன்று எலும்புகளின் தொடர் ஏற்று வாங்கி உட்செவிக்கு அனுப்பும். உட்செவி மிக நுட்பமானது. அதனுள் கேட்பதற்கும், உடலை சமனிலைப் படுத்துவதற்கும் ஏன இரண்டு முக்கிய உறுப்புகள் உள்ளன. அவற்றில் ஒன்றான உட்செவியின் நத்தை எலும்பு (COCHLEA) ஒலி அதிர்வுகளை நரம்பு நுனிகள் மூலம் மூளைக்கு உணர்த்துகின்றன. மூளையானது ஒலி அலைகள் சுமந்து வந்த செய்தியினை நாம் கேட்க உதவுகிறது. 

செவி நுகர்ந்த செய்திக்கேற்ப உடல் இயங்குகிறது. 

அதிகப்படியான ஓசையைக் கேட்டுக் கேட்டு செவி மரத்துப் போய் செவிட்டுத் தன்மை ஏற்பட வாய்ப்பு உள்ளது. செவிக்குச் சுகமான விருந்து இனிய சொற்களும் இசையும்.  நயமில்லாத இரைச்சல், போக்குவரத்துச் சத்தம், கரடுமுரடான சப்தங்களை நாம் மாசு படுத்தும் ஓசைகள் (NOICE POLLUTION) என்கிறோம். 

50 டெசிபலுக்கும் அதிகமான ஓசை இருக்கும் அறையில் சாதாரண உரையாடல்கள் கேட்காது. இரைச்சல் மிகுந்த சூழ்நிலையைத் தவிர்ப்பது நல்லது. 

இந்திய மருத்துவ ஆய்வுக் குழுவும் (INDIAN COUNCIL OF MEDICAL RESEARCH) அறிவியல் மற்றும் தொழில் நுட்பவியல் துறையும் (DEPARTMENT OF SCIENCE AND TECHNOLOGY) இணைந்து நடத்திய ஆய்வுகளின்படி 1977 முதல் 1982 ஆம் ஆண்டு வரை இந்தியாவிலுள்ள பத்து விழுக்காடு நகர்ப்புறவாசிகளும், ஏழு விழுக்காடு கிராம மக்களும் பல நிலைகளில் கேட்கும் திறன் குன்றியவர்களாக அவதிப்படுகின்றனர் எனத் தெரியவந்துள்ளது. அமைதியான கிராமங்களைவிட ஒன்றரை மடங்கு இரைச்சல் மிகுந்த நகரங்களில் வாழ்வோர் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகின்றனர்.