सेबिन सूत्र
अनुरणन काल (Reverberation time)
- किसी ध्वनि स्रोत के बन्द कर देने के पश्चात् भी कुछ समय तक हमें ध्वनि की अनुभूति होती है, इसे अनुरणन कहते हैं।
- ध्वनि स्रोत के बन्द करने के पश्चात् जितने समय तक हमें ध्वनि की अनुभूति होती है, वह समय अनुरणन काल कहलाता है।
मान्यताएं
- हाॅल के सभी भागों में ऊर्जा का वितरण समान है।
- हाॅल में ध्वनि तरंग का कोई व्यतिकरण नहीं होता है।
- अवशोषण गुणांक का मान ध्वनि की तीव्रता पर निर्भर नहीं करता है।
- वायु में ऊर्जा की कोई हानि नहीं होती है।
सूत्र की स्थापना
- सभी दिशाओं में हाॅल के भीतर औसत ऊर्जा घनत्व = u
- प्रारम्भिक आयतन dV द्वारा ग्रहण ऊर्जा = u dV
- अब हम समतल दीवार के पृष्ठ क्षेत्रफल के ds भाग पर विचार करते हैं
- माना ds के केन्द्र से r दूरी पर ds के अभिलम्ब θ दिशा में प्रारम्भिक आयतन dV है।
- प्रारम्भिक आयतन dV पर पृष्ठ क्षेत्रफल ds द्वारा बनाया गया घन कोण dω = ds cos θ / r2
- छायांकित प्रारम्भिक भाग का क्षेत्रफल = dr × r dθ
- यदि सम्पूर्ण चित्र को अभिलम्ब के परितः 2π कोण से घुमा दिया जाए तो इस भाग द्वारा तय किया गया प्रारम्भिक आयतन
dV = प्रारम्भिक क्षेत्रफल × परिधीय पथ
= dr . rdθ × 2πr sin θ = 2πr2 sin θ dr dθ
- dV आयतन में ध्वनि ऊर्जा
u dV = u × 2πr2 sin θ dr dθ
- इस ऊर्जा का ds क्षेत्रफल पर आपतित भाग
- θ के सभी मानों के लिए दोनों अर्द्धगोलों के मध्य स्थित कोश के कारण ds द्वारा ग्रहण की गई ऊर्जा
- ds क्षेत्रफल द्वारा प्रति सेकण्ड ग्रहण की गई ऊर्जा
- यहां v = वायु में ध्वनि का वेग।
- यदि ds का अवशोषण गुणांक a हो, तो
- ds क्षेत्रफल द्वारा प्रति सेकण्ड ग्रहण की गई ऊर्जा
- हॉल द्वारा प्रति सेकण्ड अवशोषित कुल ऊर्जा
- आवरण के भीतर स्थित सभी सतहों का कुल अवशोषण, A = Σ a ds
- हॉल द्वारा प्रति सेकण्ड अवशोषित कुल ऊर्जा = uvA/4
- चूंकि V आवरण का आयतन है, इसलिए
- किसी समय कमरे में कुल ध्वनि ऊर्जा = uV
- इस ऊर्जा वृद्धि की दर
- ऊर्जा अवशोषण की दर
- स्रोत द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की दर, E = E1 + E2
माना vA / 4V = β
(समाकलन से)
ध्वनि में वृद्धि
- जब स्रोत से ध्वनि प्रारम्भ होती है, तो t = 0, u = 0
- जब t = ∞ हो, तो u = umax ⇒ umax = 4E / vA
- u = umax [1 – exp (-βt)]
ध्वनि का क्षय
- जब ध्वनि स्रोत को बन्द कर दिया जाता है, तो t = 0, u = umax, E = 0
अनुरणन काल (T)
- u = umax [1 – exp (-βt)]
- यदि t = T, u = 10-6 umax हो,
तो 10−6 umax = umax exp (−βT)
or 10−6 = exp (−βT)
or −βT = − 6 loge 10
or T = [6 loge 10] / β = [6 × 2.303] / β
or T = [6 × 2.303] / (vA / 4V) [ ∵ vA / 4V = β]
or T = [6 × 2.303 × 4V] / vA
- परन्तु v = 340 m/s
- उपरोक्त सूत्र सेबिन सूत्र कहलाता है।
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