TNPSC Daily Notes — Sound & Acoustics (ஒலி மற்றும் ஒலியியல்) from ATHIYAMAN ACADEMY. This free bilingual (English + Tamil) Science-Physics study material covers the speed of sound, longitudinal waves, echo, reverberation, ultrasound, infrasound, SONAR and the Doppler effect — high-scoring topics for TNPSC Group 1, 2, 2A, 4 and VAO exams. Learn the key points, detailed notes, practice MCQs, memory tricks and previous-year questions to master General Science for TNPSC 2026. அதியமான் அகாடமி வழங்கும் இன்றைய இயற்பியல் குறிப்புகள் — TNPSC தேர்வுக்கு ஏற்ற ஒலி பாடம்.
🧭 In This Lesson / இந்தப் பாடத்தில்
🎯 Key Points · 📖 Detailed Notes (English) · 📖 விரிவான குறிப்புகள் (தமிழ்) · ❓ 5 Practice MCQs · 💡 Memory Tips · 🔗 Previous Year Questions
🔊 Sound & Acoustics — ஒலி மற்றும் ஒலியியல்
Sound is a longitudinal mechanical wave that needs a material medium (solid, liquid or gas) to travel; it cannot travel through vacuum.
ஒலி என்பது ஒரு நெட்டல் இயந்திர அலை; அது பரவ ஒரு ஊடகம் (திடம், திரவம் அல்லது வாயு) தேவை; வெற்றிடத்தில் ஒலி பரவாது.
Speed of sound in air at 20°C is about 343 m/s. It is fastest in solids, slower in liquids and slowest in gases.
20°C காற்றில் ஒலியின் வேகம் சுமார் 343 மீ/வி. திடப்பொருளில் அதிக வேகம், திரவத்தில் குறைவு, வாயுவில் மிகக் குறைவு.
Speed of sound in water is about 1481 m/s and in iron about 5120 m/s — roughly 4x and 15x faster than in air.
நீரில் ஒலி வேகம் ~1481 மீ/வி, இரும்பில் ~5120 மீ/வி — காற்றை விட முறையே சுமார் 4 மடங்கு, 15 மடங்கு அதிகம்.
Speed of sound in air rises with temperature — about 0.6 m/s for every 1°C increase. It is faster in humid air than dry air.
வெப்பநிலை உயர ஒலி வேகம் அதிகரிக்கும் — 1°C-க்கு சுமார் 0.6 மீ/வி. உலர்ந்த காற்றை விட ஈரப்பதமான காற்றில் வேகம் அதிகம்.
Human audible range is 20 Hz to 20,000 Hz. Below 20 Hz is infrasound; above 20,000 Hz is ultrasound.
மனிதன் கேட்கும் அலைவரிசை 20 Hz முதல் 20,000 Hz. 20 Hz-க்குக் கீழ் கீழொலி (infrasound); 20,000 Hz-க்கு மேல் மீயொலி (ultrasound).
Pitch depends on frequency, loudness on amplitude, and quality (timbre) on waveform — these distinguish two sounds.
சுருதி அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது, உரத்த தன்மை வீச்சைப் பொறுத்தது, தரம் அலை வடிவத்தைப் பொறுத்தது.
An echo is a reflected sound heard distinctly. To hear an echo the reflecting surface must be at least 17.2 m away.
தெளிவாகக் கேட்கும் எதிரொலி எதிரொலி (echo). எதிரொலியைக் கேட்க தடுப்புப் பரப்பு குறைந்தது 17.2 மீ தூரத்தில் இருக்க வேண்டும்.
Reverberation is the persistence of sound by repeated reflections when the surface is closer than 17 m (as in large halls).
எதிரொலிப்பு (reverberation) — 17 மீ-க்குக் குறைவான தூரத்தில் மீண்டும் மீண்டும் எதிரொலிப்பதால் ஒலி நீடித்திருத்தல்.
SONAR (Sound Navigation And Ranging) uses ultrasound to find the depth, distance and speed of underwater objects like submarines and icebergs.
சோனார் மீயொலியைப் பயன்படுத்தி நீருக்கடியில் உள்ள நீர்மூழ்கிக் கப்பல், பனிப்பாறை போன்றவற்றின் ஆழம், தூரம், வேகத்தைக் கண்டறியும்.
Ultrasound is used in medical scans (sonography, echocardiography), cleaning, welding and detecting flaws in metals.
மீயொலி மருத்துவ ஸ்கேன் (சோனோகிராபி), சுத்தம் செய்தல், பற்றவைத்தல், உலோகக் குறைபாடு கண்டறிதலில் பயன்படுகிறது.
The Doppler effect is the apparent change in frequency of sound when the source or listener moves — a passing train’s whistle sounds higher then lower.
டாப்ளர் விளைவு — மூலம் அல்லது கேட்பவர் நகரும்போது ஒலி அதிர்வெண்ணில் தோன்றும் மாற்றம்.
Wave relation: v = f × λ (speed = frequency × wavelength). Bats and dolphins use ultrasound for echolocation.
அலை தொடர்பு: v = f × λ. வௌவால், டால்பின் மீயொலி மூலம் இடம் அறியும் (echolocation).
What is sound? Sound is a form of energy produced by vibrating bodies. When an object vibrates, it pushes and pulls the surrounding particles of the medium, creating regions of compression (high pressure) and rarefaction (low pressure). These pressure variations travel outward as a longitudinal wave, in which the particles of the medium oscillate along the same direction as the wave moves. Because sound needs particles to pass on its vibrations, it can travel through solids, liquids and gases but never through a vacuum — this is why no sound is heard in outer space.
Speed of sound. The speed of sound depends on the medium and its temperature. It is fastest in solids because their particles are tightly packed and pass vibrations quickly, slower in liquids, and slowest in gases. In air at 20°C sound travels at roughly 343 m/s, in water about 1481 m/s, and in iron about 5120 m/s. Temperature matters: the speed in air increases by about 0.6 m/s for every 1°C rise, and sound moves faster in humid air than in dry air because water vapour lowers the effective density of air.
Characteristics of sound. Three properties describe a musical sound. Pitch depends on frequency — the higher the frequency, the shriller the sound. Loudness depends on amplitude — greater amplitude gives a louder sound, measured in decibels (dB). Quality or timbre depends on the waveform and lets us tell a flute from a violin even when they play the same note. The basic wave equation linking these is v = f × λ, where v is speed, f is frequency and λ is wavelength.
Reflection of sound — echo and reverberation. Sound obeys the laws of reflection. When reflected sound reaches the ear at least 0.1 second after the original, we hear a distinct echo. Since sound in air covers about 34.4 m in 0.1 s, the reflecting obstacle must be at least 17.2 m away for an echo to be heard. If the surface is closer, the reflections merge with the original sound and prolong it — this persistence is called reverberation, and it is controlled in auditoriums using sound-absorbing materials.
Infrasound, ultrasound and their uses. Humans hear frequencies from 20 Hz to 20,000 Hz. Infrasound (below 20 Hz) is produced by earthquakes, volcanoes and by animals like elephants and whales. Ultrasound (above 20,000 Hz) has many applications: in SONAR to measure ocean depth and locate submarines and shoals of fish, in medical sonography and echocardiography, in cleaning delicate instruments, in welding, and in detecting cracks in metal blocks. Bats and dolphins naturally use ultrasound for echolocation. The Doppler effect — the change in observed frequency when a source or listener moves — explains why a train whistle sounds higher as it approaches and lower as it recedes, and it is used in radar speed guns and Doppler ultrasound.
ஒலி என்றால் என்ன? அதிரும் பொருள்களால் உருவாகும் ஒரு வகை ஆற்றலே ஒலி. ஒரு பொருள் அதிரும்போது, சுற்றியுள்ள ஊடகத் துகள்களைத் தள்ளியும் இழுத்தும் நெருக்கம் (compression) மற்றும் விலகல் (rarefaction) பகுதிகளை உருவாக்குகிறது. இந்த அழுத்த மாற்றங்கள் நெட்டல் அலையாக வெளிப்பரவுகின்றன; இதில் ஊடகத் துகள்கள் அலை செல்லும் அதே திசையில் அதிர்கின்றன. ஒலி பரவ துகள்கள் தேவை என்பதால் திடம், திரவம், வாயு வழியே பரவும்; ஆனால் வெற்றிடத்தில் ஒருபோதும் பரவாது — அதனால்தான் விண்வெளியில் ஒலி கேட்பதில்லை.
ஒலியின் வேகம். ஒலியின் வேகம் ஊடகத்தையும் அதன் வெப்பநிலையையும் பொறுத்தது. துகள்கள் நெருக்கமாக இருப்பதால் திடப்பொருளில் வேகம் அதிகம், திரவத்தில் குறைவு, வாயுவில் மிகக் குறைவு. 20°C காற்றில் சுமார் 343 மீ/வி, நீரில் ~1481 மீ/வி, இரும்பில் ~5120 மீ/வி வேகத்தில் ஒலி பயணிக்கிறது. வெப்பநிலை உயரும்போது காற்றில் ஒலி வேகம் 1°C-க்கு சுமார் 0.6 மீ/வி அதிகரிக்கும். நீராவி காற்றின் அடர்த்தியைக் குறைப்பதால் ஈரப்பதமான காற்றில் வேகம் அதிகம்.
ஒலியின் பண்புகள். சுருதி (pitch) அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது — அதிர்வெண் அதிகமானால் ஒலி கூர்மையாக இருக்கும். உரத்த தன்மை (loudness) வீச்சைப் (amplitude) பொறுத்தது; இது டெசிபல் (dB) அலகில் அளக்கப்படுகிறது. ஒலித்தரம் (timbre) அலை வடிவத்தைப் பொறுத்தது — இதனால்தான் ஒரே சுரத்தை இசைத்தாலும் புல்லாங்குழலையும் வயலினையும் வேறுபடுத்த முடிகிறது. அடிப்படை அலைச் சமன்பாடு: v = f × λ (வேகம் = அதிர்வெண் × அலைநீளம்).
ஒலியின் எதிரொலிப்பு — எதிரொலியும் நீடித்தலும். ஒலியும் எதிரொலிப்பு விதிகளைப் பின்பற்றுகிறது. மூல ஒலிக்குப் பிறகு குறைந்தது 0.1 வினாடி இடைவெளியில் எதிரொலி காதை அடைந்தால் தெளிவான எதிரொலியை (echo) கேட்கிறோம். காற்றில் ஒலி 0.1 வினாடியில் சுமார் 34.4 மீ செல்வதால், எதிரொலிக்கு தடுப்புப் பரப்பு குறைந்தது 17.2 மீ தூரத்தில் இருக்க வேண்டும். அதைவிடக் குறைவாக இருந்தால் எதிரொலி மூல ஒலியுடன் கலந்து நீடிக்கிறது; இதுவே எதிரொலிப்பு (reverberation). கூடங்களில் ஒலியை உறிஞ்சும் பொருள்களால் இது கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.
கீழொலி, மீயொலி மற்றும் பயன்கள். மனிதன் 20 Hz முதல் 20,000 Hz வரையிலான அதிர்வெண்களைக் கேட்கிறான். கீழொலி (infrasound, 20 Hz-க்குக் கீழ்) நிலநடுக்கம், எரிமலை, யானை மற்றும் திமிங்கலம் போன்றவற்றால் உருவாகிறது. மீயொலி (ultrasound, 20,000 Hz-க்கு மேல்) — சோனார் மூலம் கடல் ஆழம், நீர்மூழ்கிக் கப்பல், மீன் கூட்டம் கண்டறிதல்; மருத்துவ ஸ்கேன், இதய ஒலிப்பதிவு (echocardiography); கருவிகளைச் சுத்தம் செய்தல்; பற்றவைத்தல்; உலோகக் குறைபாடு கண்டறிதல் ஆகியவற்றில் பயன்படுகிறது. வௌவால், டால்பின் இயற்கையாகவே மீயொலி மூலம் இடம் அறியும் (echolocation). டாப்ளர் விளைவு — மூலம்/கேட்பவர் நகரும்போது அதிர்வெண் மாறுவதால், நெருங்கும் ரயில் ஒலி கூர்மையாகவும் விலகும்போது தாழ்வாகவும் கேட்கிறது; இது ரேடார் வேக அளவிகளில் பயன்படுகிறது.
1. In which medium does sound travel fastest? / ஒலி எந்த ஊடகத்தில் அதிக வேகமாகப் பயணிக்கும்?
a) Air / காற்று
b) Water / நீர்
c) Iron (solid) / இரும்பு (திடம்)
d) Vacuum / வெற்றிடம்
2. The audible range of the human ear is / மனித காதின் கேட்கும் வரம்பு
a) 2 Hz – 200 Hz
b) 20 Hz – 20,000 Hz
c) 200 Hz – 2,00,000 Hz
d) 20 kHz – 200 kHz
3. The minimum distance to hear a clear echo is about / தெளிவான எதிரொலியைக் கேட்கத் தேவையான குறைந்த தூரம்
a) 10 m
b) 17.2 m
c) 34.4 m
d) 100 m
4. SONAR works on the principle of / சோனார் எதன் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது?
a) Reflection of ultrasound / மீயொலியின் எதிரொலிப்பு
b) Refraction of light / ஒளி விலகல்
c) Dispersion / நிறப்பிரிகை
d) Diffraction of radio waves / வானொலி அலை விளிம்பு விளைவு
5. The pitch of a sound depends on its / ஒலியின் சுருதி எதைப் பொறுத்தது?
a) Amplitude / வீச்சு
b) Frequency / அதிர்வெண்
c) Wavelength only / அலைநீளம் மட்டும்
d) Speed / வேகம்
✅ Answers / விடைகள்: 1-(c) Iron | 2-(b) 20 Hz–20,000 Hz | 3-(b) 17.2 m | 4-(a) Reflection of ultrasound | 5-(b) Frequency
1. Speed order — “Solids Lead, Gases Lag”: Sound is fastest in Solids > Liquids > Gases. (திடம் > திரவம் > வாயு).
2. Echo number “17.2”: Remember “1-7-point-2 metres, or you won’t hear it.” Minimum distance for an echo = 17.2 m.
3. Hearing range “20 to 20k”: Twenty low, twenty-thousand high — below is infra, above is ultra. (கீழே கீழொலி, மேலே மீயொலி).
4. “PFA” — Pitch-Frequency-Amplitude: Pitch → Frequency; Loudness → Amplitude.
5. “SONAR = SOund + NAvigation + Ranging” uses ultrasound under water; bats & dolphins do the same (echolocation).
PYQ 1. Sound waves are ______ in nature. (Ans: Longitudinal / நெட்டல் அலைகள்) — a repeatedly asked TNPSC General Science question.
PYQ 2. Which device uses ultrasonic waves to measure the depth of the sea? (Ans: SONAR / சோனார்)
PYQ 3. The apparent change in frequency of sound due to relative motion between source and observer is called ______. (Ans: Doppler effect / டாப்ளர் விளைவு)
📘 ATHIYAMAN ACADEMY — அதியமான் அகாடமி
Your daily companion for TNPSC Group 1, 2, 2A, 4 & VAO success | TNPSC வெற்றிக்கு உங்கள் தினசரி துணை
📞 8681859181
