एक सिरे पर खुला पाइप

Pipe open at one end

जब एक पाइप एक सिरे पर खुला होता है और दूसरे सिरे पर बंद होता है, तो यह एक विशिष्ट विन्यास बनाता है जिसे खुले-बंद पाइप या बंद सिरे वाले पाइप के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार के पाइप में दोनों सिरों पर खुले पाइप की तुलना में अलग तरंग व्यवहार होता है।

खुले-बंद पाइप में, जैसे बांसुरी या शहनाई, ध्वनि तरंगें केवल एक ही दिशा में यात्रा कर सकती हैं: खुले सिरे से बंद सिरे की ओर। आइए जानें कि इस सेटअप में ध्वनि तरंगें कैसे व्यवहार करती हैं।

जब पाइप के खुले सिरे पर ध्वनि तरंग उत्पन्न होती है, तो यह बंद सिरे की ओर जाती है। बंद सिरे पर पहुँचने पर, तरंग को एक अवरोध का सामना करना पड़ता है जो हवा के कणों को आगे बढ़ने की अनुमति नहीं देता है। परिणामस्वरूप, तरंग बंद सिरे से वापस परावर्तित हो जाती है।

बंद सिरे पर, तरंग पूर्ण परावर्तन से गुजरती है, जिसका अर्थ है कि यह पूरी तरह से उलटी या उलटी होती है। तरंग का चरण 180 डिग्री या अर्ध-तरंगदैर्घ्य बदलाव से बदलता है। यह परावर्तित तरंग फिर पाइप के खुले सिरे की ओर वापस चली जाती है।

खुले सिरे पर, तरंग आसपास की हवा में स्वतंत्र रूप से निकल सकती है। चूँकि खुले सिरे पर कोई अवरोध नहीं है, इसलिए कोई आंशिक प्रतिबिंब या प्रतिबाधा बेमेल नहीं है जैसा कि खुले-बंद पाइप में देखा गया है। परिणामस्वरूप, तरंग आगे परावर्तन के बिना बाहरी हवा में फैलने के लिए स्वतंत्र है।

इन परावर्तनों के कारण पाइप के अंदर एक स्थायी तरंग पैटर्न स्थापित हो जाता है। घटना और परावर्तित तरंगों के बीच हस्तक्षेप से एक खड़ी तरंग बनती है। एक खुले-बंद पाइप में, खड़े तरंग पैटर्न में खुले सिरे पर एक एंटीनोड होता है (जहां हवा के कण अधिकतम आयाम के साथ दोलन करते हैं) और बंद सिरे पर एक नोड होता है (जहां हवा के कण नहीं चलते हैं)।

किसी खुले-बंद पाइप की मौलिक आवृत्ति या पहला हार्मोनिक वह आवृत्ति है जिस पर पाइप सबसे अधिक तीव्रता से प्रतिध्वनित होता है। इस मामले में, पाइप की लंबाई मौलिक आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य के एक-चौथाई के बराबर है। उच्चतर हार्मोनिक्स, ऐसी आवृत्तियों के साथ जो मौलिक आवृत्ति के पूर्णांक गुणज हैं, एक खुले-बंद पाइप में भी देखी जा सकती हैं।

यह विन्यास आमतौर पर बांसुरी और ऑर्गन पाइप जैसे संगीत वाद्ययंत्रों में पाया जाता है। इन उपकरणों की विशिष्ट लंबाई और डिज़ाइन उन्हें हार्मोनिक्स की एक श्रृंखला उत्पन्न करने और विशिष्ट ध्वनियाँ बनाने की अनुमति देते हैं।