अनुप्रस्थ तरंग

अनुप्रस्थ तरंग एक प्रकार की तरंग है जिसमें माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करते हैं। दूसरे शब्दों में, जैसे ही तरंग उनमें से गुजरती है, कण ऊपर-नीचे या बाएं-दाएं चलते हैं।

अनुप्रस्थ तरंगों के गुण

अनुप्रस्थ तरंगों में कई ऐसे गुण होते हैं जो सभी तरंगों के लिए विशिष्ट होते हैं। इन गुणों में शामिल हैं:

• तरंगदैर्ध्य: तरंग का तरंगदैर्ध्य दो निकटतम शिखरों या गर्तों के बीच की दूरी होती है।
• आवृत्ति: तरंग की आवृत्ति वह संख्या है जो एक सेकंड में किसी बिंदु से गुजरने वाली तरंगों की संख्या को दर्शाती है।
• आयाम: तरंग का आयाम कणों की अपनी साम्यावस्था से अधिकतम विस्थापन होता है।
• चाल: तरंग की चाल वह दूरी है जो तरंग एक सेकंड में तय करती है।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल उस माध्यम के गुणों द्वारा निर्धारित होती है जिससे वह गुजर रही होती है। सामान्यतः, जितना घना माध्यम होगा, तरंग उतनी ही धीरे चलेगी। अनुप्रस्थ तरंग की चाल तरंग के तरंगदैर्ध्य से भी प्रभावित होती है। छोटे तरंगदैर्ध्य वाली तरंगें बड़े तरंगदैर्ध्य वाली तरंगों की तुलना में तेज चलती हैं।

अनुप्रस्थ तरंगों के अनुप्रयोग

अनुप्रस्थ तरंगों का विज्ञान, प्रौद्योगिकी और दैनिक जीवन में विविध प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं। कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:

• जल तरंगें: जल तरंगों का उपयोग परिवहन, मनोरंजन और विद्युत उत्पादन के लिए किया जाता है।
• ध्वनि तरंगें: ध्वनि तरंगों का उपयोग संचार, संगीत और चिकित्सीय इमेजिंग के लिए किया जाता है।
• विद्युत चुंबकीय तरंगें: विद्युत चुंबकीय तरंगों का उपयोग संचार, प्रसारण और दूरस्थ संवेदन के लिए किया जाता है।

अनुप्रस्थ तरंगें हमारी दुनिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं और हमारे जीवन के कई पहलुओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

अनुप्रस्थ तरंग में प्रयुक्त पद

अनुप्रस्थ तरंग एक प्रकार की तरंग है जिसमें माध्यम के कण तरंग के प्रसार के दिशा के लंबवत कंपन करते हैं। दूसरे शब्दों में, तरंग के गुजरने के दौरान कण ऊपर-नीचे या बाएं-दाएं गति करते हैं।

प्रमुख पद

• आयाम: किसी कण का अपनी साम्यावस्था से अधिकतम विस्थापन।
• तरंगदैर्ध्य: तरंग की दो निकटवर्ती शिखरों या गर्तों के बीच की दूरी।
• आवृत्ति: एक सेकंड में किसी बिंदु से गुजरने वाली तरंगों की संख्या।
• आवर्त: किसी बिंदु से एक पूर्ण तरंग के गुजरने में लगा समय।
• तरंग चाल: वह चाल जिससे तरंग यात्रा करती है।

अन्य महत्वपूर्ण पद

• क्रेस्ट: एक तरंग का सबसे ऊँचा बिंदु।
• ट्रफ: एक तरंग का सबसे निचला बिंदु।
• नोड: किसी कंपनशील डोरी या झिल्ली पर वह बिंदु जहाँ विस्थापन सदैव शून्य होता है।
• एंटीनोड: किसी कंपनशील डोरी या झिल्ली पर वह बिंदु जहाँ विस्थापन सदैव अधिकतम होता है।
• स्थिर तरंग: एक तरंग जो विपरीत दिशाओं में चल रही दो तरंगों के व्यतिकरण से बनती है।
• प्रगामी तरंग: एक तरंग जो केवल एक ही दिशा में चलती है।

अनुप्रस्थ तरंगों को समझना

अनुप्रस्थ तरंगें विभिन्न स्रोतों—जैसे कंपनशील डोरियाँ, झिल्लियाँ और जल सतह—द्वारा बनाई जा सकती हैं। जब किसी माध्यम में एक कण विचलित होता है, तो वह आस-पास के कणों को भी इसी प्रकार कंपित करता है। यह विचलन माध्यम में तरंग के रूप में यात्रा करता है।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल उस माध्यम के गुणों पर निर्भर करती है जिससे वह गुजर रही है। सामान्यतः, तरंगें घने माध्यमों में तेज चलती हैं। तरंग की चाल इसकी आवृत्ति पर भी निर्भर करती है। उच्च-आवृत्ति की तरंगें निम्न-आवृत्ति की तरंगों की तुलना में तेज चलती हैं।

अनुप्रस्थ तरंगों का उपयोग दूरियों पर सूचना प्रेषित करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ध्वनि तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें हैं जिनसे भाषण और संगीत प्रेषित किया जा सकता है। प्रकाश तरंगें भी अनुप्रस्थ तरंगें हैं जिनसे छवियाँ और डेटा प्रेषित किया जा सकता है।

अनुप्रस्थ तरंग सूत्र

अनुप्रस्थ तरंग एक ऐसी तरंग है जिसमें माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत् कंपन करते हैं। दूसरे शब्दों में, तरंग के गुजरने पर कण ऊपर-नीचे या बाएँ-दाएँ गति करते हैं।

अनुप्रस्थ तरंग का सूत्र है:

$$y = A \sin(kx - \omega t)$$

जहाँ:

• $y$ कण का साम्यावस्था से विस्थापन है
• $A$ तरंग की आयाम है
• $k$ तरंग संख्या है
• $\omega$ कोणीय आवृत्ति है
• $t$ समय है

सूत्र की समझ

अनुप्रस्थ तरंग के सूत्र को निम्नलिखित पर विचार कर समझा जा सकता है:

• तरंग का आयाम $A$ कण का अधिकतम विस्थापन है जो वह साम्यावस्था से करता है।
• तरंग संख्या $k$ इकाई लंबाई प्रति तरंगों की संख्या है।
• कोणीय आवृत्ति $\omega$ तरंग के दोलन की दर है।
• समय $t$ वह समय है जो तरंग के दोलन शुरू होने के बाद बीता है।

अनुप्रस्थ तरंग के सूत्र का उपयोग किसी भी स्थान और समय पर कण के विस्थापन की गणना करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण

एक अनुप्रस्थ तरंग पर विचार करें जिसका आयाम 1 मीटर, तरंग संख्या 2 $\pi$ रेडियन प्रति मीटर और कोणीय आवृत्ति 3 $\pi$ रेडियन प्रति सेकंड है। मूल बिंदु से 2 मीटर दूरी पर और 1 सेकंड के समय पर कण का विस्थापन है:

$$y = 1 \sin(2\pi (2) - 3\pi (1)) = 1 \sin(4\pi - 3\pi) = 1 \sin(\pi) = 0$$

इसका अर्थ है कि कण मूल बिंदु से 2 मीटर की दूरी पर और 1 सेकंड के समय पर अपनी साम्यावस्था की स्थिति पर है।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल

अनुप्रस्थ तरंग एक ऐसी तरंग है जिसमें माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करते हैं। दूसरे शब्दों में, जैसे ही तरंग उनके माध्यम से गुजरती है, कण ऊपर-नीचे या बाएँ-दाएँ गति करते हैं।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल उस माध्यम के गुणों द्वारा निर्धारित होती है जिससे वह गुजर रही हो। निम्नलिखित कारक अनुप्रस्थ तरंग की चाल को प्रभावित करते हैं:

• घनत्व: माध्यम जितना अधिक घना होगा, तरंग उतनी ही धीमी चलेगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि घने माध्यम में कण अधिक निकट पैक होते हैं, और इसलिए उनकी जड़ता अधिक होती है।
• प्रत्यास्थता: माध्यम जितना अधिक प्रत्यास्थ होगा, तरंग उतनी ही तेज चलेगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्यास्थ माध्यम में कण अपनी साम्यावस्था की स्थितियों से अधिक आसानी से विस्थापित होते हैं, और वे अपनी मूल स्थितियों में अधिक शीघ्र लौटते हैं।
• तनाव: माध्यम में जितना अधिक तनाव होगा, तरंग उतनी ही तेज चलेगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि माध्यम में तनाव एक पुनरावर्ती बल प्रदान करता है जो कणों को उनकी साम्यावस्था की स्थिति की ओर वापस खींचता है।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

$$ v = √(T/ρ) $$

जहाँ:

• v तरंग की चाल मीटर प्रति सेकंड (m/s) में है
• T माध्यम में तनाव न्यूटन प्रति मीटर (N/m) में है
• ρ माध्यम का घनत्व किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) में है

अनुप्रस्थ तरंगों के उदाहरण

अनुप्रस्थ तरंगों के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

• जल तरंगें: जल तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें होती हैं जो जल की सतह पर चलती हैं। जल तरंगों की चाल जल की गहराई और तरंग की तरंगदैर्घ्य द्वारा निर्धारित होती है।
• ध्वनि तरंगें: ध्वनि तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें होती हैं जो वायु में चलती हैं। ध्वनि तरंगों की चाल वायु के तापमान और वायु के घनत्व द्वारा निर्धारित होती है।
• विद्युतचुंबकीय तरंगें: विद्युतचुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ तरंगें होती हैं जो अंतरिक्ष में चलती हैं। विद्युतचुंबकीय तरंगों की चाल प्रकाश की चाल है, जो लगभग 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड (m/s) है।

अनुप्रस्थ तरंगों का परावर्तन

जब कोई अनुप्रस्थ तरंग दो भिन्न माध्यमों की सीमा से टकराती है, तो तरंग का एक भाग पहले माध्यम में परावर्तित होकर लौटता है और एक भाग दूसरे माध्यम में संचरित हो जाता है। परावर्तन और संचरण की मात्रा दोनों माध्यमों के गुणों पर निर्भर करती है।

सीमा पर अनुप्रस्थ तरंगों का परावर्तन

जब कोई अनुप्रस्थ तरंग दो माध्यमों की सीमा से टकराती है, तो निम्नलिखित घटित होता है:

• तरंग का एक भाग पहले माध्यम में वापस परावर्तित होता है। परावर्तित तरंग की आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य आपतित तरंग के समान होते हैं, लेकिन यह विपरीत दिशा में गति कर रही होती है।
• तरंग का एक भाग दूसरे माध्यम में संचरित होता है। संचरित तरंग की आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य आपतित तरंग के समान होते हैं, लेकिन यह भिन्न दिशा में गति कर रही होती है।
• परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर होता है। इसका अर्थ है कि परावर्तित तरंग सीमा के साथ वही कोण बनाती है जो आपतित तरंग बनाती है।
• संचरण कोण स्नेल के नियम द्वारा निर्धारित होता है। स्नेल का नियम कहता है कि आपतन कोण की ज्या संचरण कोण की ज्या और पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम के अपवर्तनांक के गुणनफल के बराबर होती है।

अपवर्तनांक

किसी माध्यम का अपवर्तनांक यह माप है कि जब प्रकाश उस माध्यम में प्रवेश करता है तो वह कितना मुड़ता है। अपवर्तनांक को निर्वात में प्रकाश की चाल के माध्यम में प्रकाश की चाल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

किसी माध्यम का अपवर्तनांक 1 से अधिक होता है। इसका अर्थ है कि प्रकाश माध्यम में निर्वात की तुलना में धीरे चलता है।

अनुप्रस्थ तरंगों के परावर्तन के अनुप्रयोग

अनुप्रस्थ तरंगों के परावर्तन के कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें शामिल हैं:

• दर्पण: दर्पण प्रकाश को परावर्तित करने और प्रतिबिम्ब बनाने के लिए प्रयुक्त होते हैं।
• लेंस: लेंस प्रकाश को केंद्रित करने और प्रतिबिम्ब बनाने के लिए प्रयुक्त होते हैं।
• प्रिज़्म: प्रिज़्म प्रकाश को विभिन्न रंगों में विभाजित करने के लिए प्रयुक्त होते हैं।
• ऑप्टिकल फाइबर: ऑप्टिकल फाइबर प्रकाश को लंबी दूरी तक संचारित करने के लिए प्रयुक्त होते हैं।

अनुप्रस्थ तरंगों का परावर्तन प्रकाश और अन्य विद्युतचुंबकीय तरंगों का एक मौलिक गुण है। इसका प्रकाशिकी और अन्य क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं।

अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगों के बीच अंतर

तरंगें ऐसे विक्षोभ होते हैं जो किसी माध्यम से गुजरकर एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक ऊर्जा का स्थानांतरण करते हैं। इन्हें कणों के दोलन की दिशा के आधार पर दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: अनुप्रस्थ तरंगें और अनुदैर्ध्य तरंगें।

अनुप्रस्थ तरंगें

अनुप्रस्थ तरंगों में, माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करते हैं। इसका अर्थ है कि तरंग के गुजरने पर कण ऊपर-नीचे या बाएं-दाएं गति करते हैं। अनुप्रस्थ तरंगों के उदाहरणों में शामिल हैं:

• जल तरंगें: जल के कण तरंग के गुजरने पर ऊपर-नीचे गति करते हैं।
• ध्वनि तरंगें: वायु के कण तरंग के गुजरने पर आगे-पीछे गति करते हैं।
• विद्युतचुंबकीय तरंगें: विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र प्रसार की दिशा के लंबवत दोलन करते हैं।

अनुदैर्ध्य तरंगें

अनुदैर्ध्य तरंगों में, माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के समानांतर कंपन करते हैं। इसका अर्थ है कि कण तरंग जिस रेखा में चल रही है, उसी रेखा में आगे-पीछे गति करते हैं। अनुदैर्ध्य तरंगों के उदाहरणों में शामिल हैं:

• ध्वनि तरंगें: तरंग के गुजरने पर वायु के कण आगे-पीछे गति करते हैं।
• भूकंपीय तरंगें: तरंग के गुजरने पर पृथ्वी के कण आगे-पीछे गति करते हैं।
• दाब तरंगें: तरंग के गुजरने पर द्रव के कण आगे-पीछे गति करते हैं।

तुलना सारणी

अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगें दो मूलभूत प्रकार की तरंगें हैं जो विभिन्न माध्यमों से प्रसारित हो सकती हैं। इन दोनों प्रकारों के बीच अंतर को समझना विज्ञान और अभियांत्रिकी के कई क्षेत्रों—जैसे ध्वनि विज्ञान, प्रकाशिकी और भूकंप विज्ञान—में महत्वपूर्ण है।

अनुप्रस्थ तरंग सामान्य प्रश्न

अनुप्रस्थ तरंग क्या है?

अनुप्रस्थ तरंग एक प्रकार की तरंग है जिसमें माध्यम के कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत् कंपन करते हैं। दूसरे शब्दों में, तरंग के गुजरने पर कण ऊपर-नीचे या बाएँ-दाएँ गति करते हैं।

अनुप्रस्थ तरंगों के कुछ उदाहरण क्या हैं?

अनुप्रस्थ तरंगों के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

• जल तरंगें
• ध्वनि तरंगें
• विद्युतचुंबकीय तरंगें (जैसे प्रकाश तरंगें और रेडियो तरंगें)
• डोरी या रस्सी में कंपन

अनुप्रस्थ तरंगें अनुदैर्ध्य तरंगों से कैसे भिन्न होती हैं?

अनुप्रस्थ तरंगें अनुदैर्ध्य तरंगों से इस प्रकार भिन्न होती हैं कि माध्यम के कण कैसे कंपन करते हैं। अनुप्रस्थ तरंग में, कण तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत कंपन करते हैं, जबकि अनुदैर्ध्य तरंग में, कण तरंग के प्रसार की दिशा के समांतर कंपन करते हैं।

अनुप्रस्थ तरंग की तरंगदैर्ध्य क्या है?

अनुप्रस्थ तरंग की तरंगदैर्ध्य तरंग के दो क्रमागत शिखरों या गर्तों के बीच की दूरी होती है।

अनुप्रस्थ तरंग की आवृत्ति क्या है?

अनुप्रस्थ तरंग की आवृत्ति वह संख्या है जो एक सेकंड में किसी दिए गए बिंदु से गुजरने वाली तरंगों की होती है।

अनुप्रस्थ तरंग का आयाम क्या है?

अनुप्रस्थ तरंग का आयाम माध्यम के कणों की उनकी साम्यावस्था से अधिकतम विस्थापन होता है।

अनुप्रस्थ तरंग की चाल क्या है?

अनुप्रस्थ तरंग की चाल वह दूरी है जो तरंग एक सेकंड में तय करती है। अनुप्रस्थ तरंग की चाल उन गुणधर्मों द्वारा निर्धारित होती है जिस माध्यम से तरंग गुजर रही होती है।

अनुप्रस्थ तरंगों के कुछ अनुप्रयोग क्या हैं?

अनुप्रस्थ तरंगों के विविध अनुप्रयोग होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• संचार (जैसे रेडियो और टेलीविज़न)
• इमेजिंग (जैसे अल्ट्रासाउंड और एक्स-रे)
• नेविगेशन (जैसे रडार और सोनार)
• ऊर्जा उत्पादन (जैसे सौर और पवन ऊर्जा)
• चिकित्सा निदान और उपचार (जैसे एमआरआई और लेज़र)