ग्रेड 10 → तरंगे और प्रकाशिकी → तरंगों की प्रकृति और गुण ↓
प्रकृति में तरंगों के प्रकार और तरंगों के गुण
भौतिकी में, तरंगों को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे कई प्राकृतिक और तकनीकी प्रक्रियाओं में एक मुख्य भूमिका निभाती हैं। हमारी दैनिक जीवन में ध्वनि तरंगों से लेकर प्रकाश तरंगों तक, जो हमें दिखाई देती हैं। इस पाठ में, हम प्रकृति में विभिन्न प्रकार की तरंगों की खोज करेंगे और इनकी मुख्य विशेषताओं पर चर्चा करेंगे जो तरंगों और प्रकाशिकी के संदर्भ में महत्वपूर्ण हैं।
तरंगों को समझना
मूलतः, तरंग एक बाधा है जो ऊर्जा को एक स्थान से दूसरे स्थान तक स्थानांतरित करती है बिना माद्रा के वास्तव में स्थानांतरित हुए। वह माध्यम जिसमें तरंग चलती है वह ठोस, तरल या गैस हो सकता है। कुछ तरंगों को माध्यम की आवश्यकता नहीं होती और वे शून्य में यात्रा कर सकती हैं।
उदाहरण के लिए, जब आप एक पत्थर को तालाब में डालते हैं, तो आप जल के सतह पर तरंगों को बाहर की ओर कंक्रीट रिंगों में चलते हुए देखेंगे। ये तरंगें पानी की सतह पर दोलन हैं जो ऊर्जा को प्रभाव के बिंदु से बाहर की ओर स्थानांतरित करती हैं।
तरंगों के मुख्य गुण
तरंगों की प्रकृति को पूरी तरह से समझने के लिए, उनके आम गुणों को समझना आवश्यक है:
- तरंगदैर्ध्य ( λ ): यह एक तरंग की लगातार शिखरों या गर्तों के बीच की दूरी है। इसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर λ द्वारा प्रदर्शित किया जाता है और आमतौर पर मीटरों में मापा जाता है।
- आवृत्ति ( f ): यह प्रति सेकंड एक दिए गए बिंदु से गुजरने वाली तरंगों की संख्या है। यह हर्ट्ज (Hz) में मापा जाता है।
- आयाम: यह तरंग के विश्राम स्थिति से एक बिंदु की अधिकतम विस्थापन को संदर्भित करता है। आयाम तरंग की ऊर्जा का माप होता है।
- गति ( v ): एक तरंग की गति वह दर होती है जिस पर तरंग माध्यम के माध्यम से संचरित होती है। तरंग की गति की गणना इस प्रकार की जाती है:
v = f * λ - अवधि ( T ): यह तरंग की एक पूर्ण दोलन या चक्र के लिए लिया गया समय होता है।
T = 1 / f
तरंगों के प्रकार
प्रकृति में कई प्रकार की तरंगें पाई जाती हैं। हम तरंगों को उनके गति की दिशा, आवश्यक माध्यम और अन्य विशेषताओं के आधार पर विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत कर सकते हैं।
1. यांत्रिक तरंगें
यांत्रिक तरंगों को चलने के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होती है। वे शून्य में संचरित नहीं हो सकतीं। यांत्रिक तरंगें आगे और विभाजित होती हैं, अनुलंब और अनुप्रस्थ तरंगें।
अनुलंब तरंगें
अनुलंब तरंगों में, माध्यम के कण तरंग संचरण की दिशा के समानांतर चलते हैं। इसका एक सामान्य उदाहरण हवा में यात्रा करने वाली ध्वनि तरंगें हैं। आप इसे एक श्रृंखला के खिलौने में संपीड़न और दुर्बलताओं की श्रृंखला के रूप में कल्पना कर सकते हैं।
निम्नलिखित दृश्य उदाहरण पर विचार करें:
यहां, कण (वृत्त के रूप में प्रदर्शित) संपीड़ित और विस्तारित होते हैं, और तरंग की दिशा के समानांतर चलते हैं।
अनुप्रस्थ तरंगें
अनुप्रस्थ तरंगों में माध्यम के कण तरंग संचरण की दिशा के लंबवत चलते हैं। जल तरंगें और विद्युत चुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ तरंगों के उदाहरण हैं।
एक डोरी पर तरंग पर विचार करें:
उपरोक्त दृश्य उदाहरण में, ऊर्ध्वाधर विस्थापन तरंग की दिशा के लंबवत कणों की गति का प्रतिनिधित्व करता है।
2. विद्युत चुम्बकीय तरंगें
विद्युत चुम्बकीय तरंगों को माध्यम की आवश्यकता नहीं होती और वे शून्य में यात्रा कर सकती हैं। ये चार्ज भागिकों की कंपन से उत्पन्न होती हैं और इनमें रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड, दृश्य प्रकाश, अल्ट्रावायलेट, एक्स-रे और गामा किरणें शामिल हैं। शून्य में विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गति लगभग 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड होती है, जिसे अक्सर 300,000,000 मी/सेकंड के बराबर बताया जाता है।
3. सतही तरंगें
सतही तरंगें अनुलंब और अनुप्रस्थ तरंगों का मिश्रण होती हैं। ये दो विभिन्न माध्यमों के बीच की सीमा पर होती हैं, जैसे पृथ्वी की सतह (भूकंपीय तरंगें) या जल की सतह।
सतही तरंगों का एक उदाहरण वह तरंगें हैं जिन्हें आप महासागर या झील पर देखते हैं। इन तरंगों में एक वृत्तीय गति होती है जिसमें कण तरंग की दिशा के समानांतर और लंबवत दोनों चलते हैं।
प्रकाशिकी में तरंगों के गुण
जब प्रकाशिकी की बात की जाती है, तो प्रकाश मुख्य फोकस होता है। प्रकाश तरंग और कण, दोनों के रूप में व्यवहार करता है, जिसे तरंग-कण द्वैतता कहा जाता है। यहां, हम इसके तरंग गुणों पर फोकस करेंगे।
तरंगों का परावर्तन
परावर्तन तब होता है जब एक तरंग एक सीमा पर लगती है और लौटती है। प्रकाशिकी में, यह तब देखा जा सकता है जब प्रकाश सतहों जैसे दर्पणों से परावर्तित होता है। परावर्तन का नियम कहता है कि आपतन कोण परावर्तन कोण के बराबर होता है।
दृश्य उदाहरण में, लाल रेखाएं आपतन और परावर्तित तरंगों का प्रतिनिधित्व करती हैं, जबकि ग्रे रेखा सतह की सामान्य को दर्शाती है।
तरंगों का अपवर्तन
अपवर्तन तब होता है जब तरंग एक माध्यम से दूसरे माध्यम में यात्रा करते समय अपनी दिशा बदलती है, गति में परिवर्तन के कारण। अपवर्तन का एक सामान्य उदाहरण प्रकाश का जल में अवतरण करते समय मोड़ना होता है।
अपवर्तनांक ( n ) इस बात का माप देता है कि किसी माध्यम में प्रकाश की गति शून्य की तुलना में कितनी अधिक होती है।
तरंगों का विचलन
विचलन वह होता है जब तरंगें बाधाओं के चारों ओर या छेदों के माध्यम से कोमल होती हैं। विशेष रूप से ध्वनि तरंगों और रेडियो तरंगों में इस गुण को देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, आप किसी के बोलने की आवाज़ को तब भी सुन सकते हैं जब वे कोने के पीछे होते हैं।
तरंगों का प्रतिध्वनि
प्रतिध्वनि तब होती है जब दो या अधिक तरंगें ओवरलैप होकर एक नई तरंग पैटर्न का निर्माण करती हैं। यह सहायक (तरंग को बढ़ाना) या विध्रती (तरंग को कम करना) हो सकता है।
प्रतिध्वनि का एक व्यावहारिक उदाहरण नॉइस-कैंसिलिंग हेडफ़ोन हैं, जो अनचाही पर्यावरणीय आवाजों को कम करने के लिए विध्रती प्रतिध्वनि का उपयोग करते हैं।
डॉप्लर प्रभाव
डॉप्लर प्रभाव तब होता है जब एक तरंग की आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य पर्यवेक्षक के सापेक्ष स्थान के सापेक्ष बदलते हैं जो तरंग के स्रोत से चलते हैं। इसका एक प्रसिद्ध उदाहरण एक आपातकालीन वाहन के गुजरते समय सायरन की आवाज में बदलाव है।
तरंग के विभिन्न प्रकारों, गुणों और व्यवहारों की इस समझ के साथ, आपके पास तरंगों और प्रकाशिकी में अध्ययन करने के लिए एक ठोस आधार है। तरंगें एक अद्वितीय विषय होती हैं, जिसमें अनेक सैद्धांतिक और व्यावहारिक अनुप्रयोग होते हैं जिनसे आप विज्ञान और इंजीनियरिंग के विभिन्न पहलुओं में सामना करेंगे।
टिप्पणियाँ