- समुद्र की लहरों में अनुदैर्ध्य तरंगें कैसे दिखाई देती हैं?
- गहराई और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध
- कतरनी लहरों के साथ अंतर
- अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगों के बीच अधिक अंतर
- अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ तरंगों के बीच समानताएं
- अनुदैर्ध्य तरंगों के उदाहरण
- - भूकंपीय तरंगें
- - अनुप्रयोग व्यायाम
- जवाब दे दो
- संदर्भ
अनुदैर्ध्य तरंगों सामग्री का मतलब है, जिसमें दिशा लहर यात्रा को हिलाना समानांतर कणों में प्रकट होते हैं। जैसा कि निम्नलिखित छवियों में देखा जाएगा। यह इसकी विशिष्ट विशेषता है।
ध्वनि तरंगें, कुछ तरंगें जो एक भूकंप के दौरान दिखाई देती हैं और जो एक झुकी हुई या वसंत ऋतु में उत्पन्न होती हैं, जब इसे अपनी धुरी की एक ही दिशा में एक छोटा सा आवेग दिया जाता है, तरंगों के इस वर्ग के अच्छे उदाहरण हैं।
चित्रा 1. ध्वनि एक अनुदैर्ध्य लहर है जो हवा में लगातार कंप्रेशन और विस्तार पैदा करती है। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स Pluke
ध्वनि तब उत्पन्न होती है जब कोई वस्तु (जैसे कि आकृति का ट्यूनिंग कांटा, एक संगीत वाद्ययंत्र या बस मुखर डोरियां) अपने अणुओं के कंपन के माध्यम से गड़बड़ी को प्रसारित करने में सक्षम माध्यम में कंपन करने के लिए बनाई जाती है। वायु एक उपयुक्त माध्यम है, लेकिन तरल पदार्थ और ठोस भी हैं।
गड़बड़ी बार-बार माध्यम के दबाव और घनत्व को संशोधित करती है। इस तरह, तरंग माध्यम के अणुओं में संपीडन और विस्तार (रेयरफैड) पैदा करती है, क्योंकि ऊर्जा एक निश्चित गति v पर चलती है ।
दबाव में इन परिवर्तनों को कान से कानों में कंपन के माध्यम से माना जाता है, जो तंत्रिका नेटवर्क छोटे विद्युत धाराओं में बदलने के लिए जिम्मेदार है। मस्तिष्क तक पहुंचने पर, यह उन्हें ध्वनियों के रूप में व्याख्या करता है।
एक अनुदैर्ध्य तरंग में पैटर्न जो लगातार दोहराता है उसे एक चक्र कहा जाता है, और इसकी अवधि लहर की अवधि है। आयाम भी है, जो अधिकतम तीव्रता है और जिसे एक संदर्भ के रूप में ली गई परिमाण के अनुसार मापा जाता है, ध्वनि के मामले में यह माध्यम में दबाव की भिन्नता हो सकती है।
एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर तरंग दैर्ध्य है: दो क्रमिक संकुचन या विस्तार के बीच की दूरी, आकृति 1 देखें। अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में तरंगदैर्ध्य को मीटर में मापा जाता है। अंत में इसकी गति (अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली के लिए मीटर / सेकंड में) है, जो इंगित करता है कि ऊर्जा कितनी तेजी से फैलती है।
समुद्र की लहरों में अनुदैर्ध्य तरंगें कैसे दिखाई देती हैं?
एक जलीय शरीर में, तरंगें कई कारणों (दबाव में परिवर्तन, हवाएं, अन्य तारों के साथ गुरुत्वाकर्षण बातचीत) द्वारा उत्पन्न होती हैं। इस तरह से, समुद्री तरंगों को वर्गीकृत किया जा सकता है:
- हवा की लहरें
- ज्वार
- सुनामी
इन तरंगों का वर्णन काफी जटिल है। सामान्य लाइनों में, गहरे पानी में लहरें अनुदैर्ध्य रूप से चलती हैं, जो समय-समय पर मध्यम संपीड़न और विस्तार का उत्पादन करती हैं, जैसा कि शुरुआत में वर्णित है।
हालांकि, समुद्र की सतह पर चीजें थोड़ी भिन्न होती हैं, क्योंकि मुख्य रूप से तथाकथित सतह तरंगें होती हैं, जो अनुदैर्ध्य तरंगों और अनुप्रस्थ तरंगों की विशेषताओं को जोड़ती हैं। इसलिए, जलीय पर्यावरण की गहराई में चलने वाली तरंगें सतह पर चलने वाले लोगों से बहुत भिन्न होती हैं।
समुद्र की सतह पर तैरते लॉग में एक तरह का घूमता या धीरे घूमता हुआ आंदोलन होता है। वास्तव में, जब लहरें तट पर टूटती हैं, तो यह उस तरंग के अनुदैर्ध्य घटक होते हैं, जो पूर्ववर्ती होते हैं, और जैसे-जैसे लॉग पानी के अणुओं की गति पर प्रतिक्रिया करता है, जो इसे घेरे रहते हैं, यह सतह पर आते और जाते हुए भी देखा जाता है।
चित्रा 2. सतह पर समुद्र की लहरें वे तरंगें हैं जो आंशिक रूप से अनुदैर्ध्य तरंग विशेषताओं और आंशिक रूप से अनुप्रस्थ होती हैं। स्रोत: स्रोत: वर्ग्कोलो एन.विक्पीपा
गहराई और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध
उत्पन्न होने वाले तरंग के प्रकार को निर्धारित करने वाले कारक हैं: पानी की गहराई और समुद्री लहर की तरंग दैर्ध्य। यदि किसी निश्चित बिंदु पर पानी की गहराई को d कहा जाता है, और तरंग दैर्ध्य λ है, तो तरंगें अनुदैर्ध्य से सतही होने पर जाती हैं:
सतह पर, पानी के अणु घूर्णी आंदोलनों का अधिग्रहण करते हैं जो गहराई बढ़ने पर खो देते हैं। नीचे के साथ जल द्रव्यमान का घर्षण इन कक्षाओं को अण्डाकार बनाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।
समुद्र तटों पर, तट के पास का पानी अधिक बेचैन होता है क्योंकि वहाँ लहरें टूट जाती हैं, पानी के कण नीचे की ओर धीमा हो जाते हैं और इससे लकीरों पर अधिक पानी जमा हो जाता है। गहरे पानी में, दूसरी ओर, यह माना जाता है कि लहरें कैसे नरम होती हैं।
जब d >> λ / 2 में हमारे पास गहरे पानी की लहरें या छोटी लहरें होती हैं, तो गोलाकार या अण्डाकार कक्षाएँ आकार में कम हो जाती हैं और अनुदैर्ध्य तरंगें प्रबल हो जाती हैं। और अगर d << λ / 2 लहरें सतह के पानी या लंबी तरंगों से हैं।
कतरनी लहरों के साथ अंतर
अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों तरंगें यांत्रिक तरंगों की श्रेणी में आती हैं, जिनके प्रसार के लिए एक भौतिक माध्यम की आवश्यकता होती है।
शुरुआत में दोनों के बीच किए गए प्रमुख अंतर का उल्लेख किया गया था: अनुप्रस्थ तरंगों में माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लिए लंबवत चलते हैं, जबकि अनुदैर्ध्य तरंगों में वे उसी दिशा में दोलन करते हैं जिसके बाद गड़बड़ी होती है। लेकिन अधिक विशिष्ट विशेषताएं हैं:
अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगों के बीच अधिक अंतर
- एक अनुप्रस्थ लहर में, क्रेस्ट्स और घाटियों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जो अनुदैर्ध्य में संपीड़ित और विस्तार के बराबर होते हैं।
- एक और अंतर यह है कि अनुदैर्ध्य तरंगों का ध्रुवीकरण नहीं किया जाता है क्योंकि तरंग की गति की दिशा दोलन कणों की गति के समान होती है।
- अनुप्रस्थ तरंगें किसी भी माध्यम में और यहां तक कि एक निर्वात में, जैसे कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार कर सकती हैं। दूसरी ओर, तरल पदार्थ के अंदर, कठोरता की कमी के कारण, कणों के पास एक-दूसरे को पिछले स्लाइड करने और अशांति के रूप में स्थानांतरित करने का कोई विकल्प नहीं है, जो कि अनुदैर्ध्य है।
परिणामस्वरूप, महासागरीय और वायुमंडलीय द्रव्यमान के बीच में उत्पन्न होने वाली तरंगें अनुदैर्ध्य होती हैं, क्योंकि अनुप्रस्थ तरंगों को विशेषता लंबवत आंदोलनों की अनुमति देने के लिए पर्याप्त कठोरता के साथ मीडिया की आवश्यकता होती है।
- अनुदैर्ध्य तरंगें उस माध्यम में दबाव और घनत्व भिन्नता का कारण बनती हैं जिसके माध्यम से वे प्रचार करते हैं। दूसरी ओर, अनुप्रस्थ तरंगें इस तरह से माध्यम को प्रभावित नहीं करती हैं।
अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ तरंगों के बीच समानताएं
उनके पास समान भाग हैं: अवधि, आयाम, आवृत्ति, चक्र, चरण और गति। सभी तरंगें प्रतिबिंब, अपवर्तन, विवर्तन, हस्तक्षेप और डॉपलर प्रभाव से गुजरती हैं और ऊर्जा को माध्यम से ले जाती हैं।
भले ही चोटियां और घाटियां एक अनुप्रस्थ लहर की विशिष्ट हैं, लेकिन अनुदैर्ध्य लहर में संकुचन चोटियों और घाटियों के विस्तार के अनुरूप हैं, इस तरह से कि दोनों तरंगें साइन या साइनसोइडल तरंग के समान गणितीय विवरण को स्वीकार करती हैं।
अनुदैर्ध्य तरंगों के उदाहरण
ध्वनि तरंगें सबसे विशिष्ट अनुदैर्ध्य तरंगें हैं और सबसे अधिक अध्ययन में से हैं, क्योंकि वे संचार और संगीत अभिव्यक्ति की नींव हैं, लोगों के जीवन में उनके महत्व का कारण हैं। इसके अलावा, ध्वनि तरंगों में चिकित्सा में, निदान और उपचार दोनों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग होते हैं।
अल्ट्रासाउंड तकनीक चिकित्सा छवियों को प्राप्त करने के लिए, साथ ही साथ अन्य अनुप्रयोगों के बीच गुर्दे की पथरी के उपचार के लिए भी जानी जाती है। अल्ट्रासाउंड एक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल द्वारा बनाया जाता है जो एक बिजली के क्षेत्र को लागू करने में अनुदैर्ध्य दबाव की लहर बनाने में सक्षम होता है (यह दबाव लागू होने पर एक वर्तमान भी पैदा करता है)।
वास्तव में यह देखने के लिए कि अनुदैर्ध्य लहर क्या दिखती है, कॉइल स्प्रिंग्स या स्लिंक से बेहतर कुछ नहीं। वसंत के लिए एक छोटा सा आवेग देकर, यह निरीक्षण करने के लिए तत्काल है कि पूरे घुमावों में वैकल्पिक रूप से कैसे संपीड़ित और विस्तार किया जाता है।
- भूकंपीय तरंगें
अनुदैर्ध्य लहरें भी भूकंपीय आंदोलनों का हिस्सा हैं। भूकंप में विभिन्न प्रकार की तरंगें होती हैं, जिनमें से P या प्राथमिक तरंगें और S या द्वितीयक तरंगें होती हैं। पूर्व अनुदैर्ध्य हैं, जबकि उत्तरार्द्ध में मध्यम कण लहर के विस्थापन के लिए एक दिशा में कंपन करते हैं।
भूकंपों में, अनुदैर्ध्य तरंगों (प्राथमिक पी तरंगों) और अनुप्रस्थ तरंगों (द्वितीयक एस तरंगों) और अन्य प्रकार, जैसे कि रेले वेव्स और लव तरंगें, सतह पर उत्पन्न होती हैं।
वास्तव में, अनुदैर्ध्य तरंगें केवल पृथ्वी के केंद्र के माध्यम से यात्रा करने के लिए जानी जाती हैं। चूंकि वे केवल तरल या गैसीय मीडिया में चलते हैं, वैज्ञानिकों को लगता है कि पृथ्वी का कोर मुख्य रूप से पिघले हुए लोहे से बना है।
- अनुप्रयोग व्यायाम
भूकंप के दौरान पी तरंगों और एस तरंगों का उत्पादन पृथ्वी पर अलग-अलग गति से होता है, इसलिए भूकंपीय स्टेशनों पर उनका आगमन समय अलग होता है (चित्र 3 देखें)। इसके लिए धन्यवाद, तीन या अधिक स्टेशनों से डेटा का उपयोग करके, त्रिकोणीयकरण द्वारा भूकंप के उपरिकेंद्र की दूरी निर्धारित करना संभव है।
चित्रा 3. भूकंपीय तरंगें पी और एस अलग-अलग समय के साथ भूकंपीय स्थानों पर पहुंचती हैं, क्योंकि उनकी गति अलग-अलग होती है। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स
मान लीजिए कि v P = 8 किमी / s, P तरंगों की गति है, जबकि S तरंगों की गति v S = 5 किमी / s है। P तरंगें पहले S तरंगों से 2 मिनट पहले आती हैं। उपरिकेंद्र से दूरी की गणना कैसे करें?
जवाब दे दो
बता दें कि D, भूकंप केंद्र और भूकंपीय स्टेशन के बीच की दूरी है। आपूर्ति किए गए डेटा के साथ, प्रत्येक तरंग की यात्रा समय t P और t S पाया जा सकता है:
वी पी = डी / टी पी
वी एस = डी / टी एस
अंतर differencet = t S - t P है:
Δt = D / v S - D / v P = D (1 / v S - 1 / v P)
डी के मूल्य के लिए समाधान:
D = 1t / (1 / v S - 1 / v P) = (.t। V P. V C) / (v P - v C)
यह जानते हुए कि 2 मिनट = 120 सेकंड और बाकी मूल्यों को प्रतिस्थापित करना:
डी = 120 एस। (8 किमी / एस। 5 किमी / सेकंड) / (8 - 5 किमी / सेकंड) = 1600 किमी।
संदर्भ
- अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगों के बीच अंतर। से पुनर्प्राप्त: Physababout.com।
- Figueroa, D. 2005. लहरें और क्वांटम भौतिकी। विज्ञान और इंजीनियरिंग के लिए भौतिकी श्रृंखला। वॉल्यूम 7. डगलस फिगेरो द्वारा संपादित। साइमन बोलिवर यूनिवर्सिटी। 1-58।
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