తరంగాలు చేయటం!

మీరు ఒక టాయ్ స్ప్రింగ్ తీసుకోవాలి. దాని మధ్య భాగాన్ని గుర్తించటానికి తీగమధ్యలో రంగు దారాన్ని కట్టండి. ఆ స్ప్రింగ్ ఒక చివర నీ మిత్రుడిని పట్టుకోమని చెప్పండి. రెండవ చివర నీవు పట్టుకొని లాగాలి. గదిలోని సమతలమైన నేల మీద నెమ్మదిగా స్ప్రింగ్ ని సుమారు 4 మీటర్లు పొడవు సాగదీయాలి.

నీ మిత్రుడు ఒక చివర పట్టుకున్నాడు కదా, అతడు తాను పట్టుకున్న చివరను కదపకుండా స్థిరంగా ఉంచాలి. నీవు పట్టుకున్న చివరను తటాలున ఒక వైపు జర్క్ యిచ్చినట్లు కదిలించి మరల మొదటి స్థానానికి తేవాలి. అదే సమయంలో రంగుదారం, స్ప్రింగ్ కదలికను గమనించండి. ఆగే గడియారాన్ని (stop clock) ఉపయోగించి తరంగం మీ మిత్రుడి చేతి వరకు చేరటానికి పట్టిన కాలం రాసుకోండి. ప్రక్కకు తటాలు కదపే దూరాన్ని ఎక్కువ చేసి మొదటి స్థానానికి వచ్చిన తరువాత పైన చేసిన పరిశీలనలు చేసి తరంగం రెండు చివరకు చేరిన కాలాన్ని రాసుకోండి.

మీ మిత్రుడిని ఆ విధంగానే పట్టుకోమని మాత్రం స్ప్రింగ్ టాయని వెనక్కి తొందరగా లాగి మొదటి స్థానానికి వచ్చేటట్లు లాగి, తరంగం ఏ విధంగా ప్రయాణిస్తుందో పరిశీలించండి. గడియారాన్ని ఉపయోగించి తరంగం నీ దగ్గర నుంచి మీ  మిత్రుని చేతి దగ్గరకు చేరే కాలం రాసి పెట్టండి.

మరోపని చేద్దాం. స్ప్రింగ్ పొడవును తగ్గిద్దాం. అందుకోసం స్ప్రింగ్ కత్తిరించకుండా నీవు పద్నాలుగు చుట్లను దగ్గర తీసుకొని గట్టగా పట్టుకో. తటాలున లాగి ఆ మొత్త మొదటిస్థానానికి వచ్చిన తరువాత తరంగం రెండు చివరకు పోవటానికి పట్టిన కాలాన్ని రాసిపెట్టండి

పై ప్రయోగాలు చేసిన తరువాత…

1. మీరు వేరు వేరు లాగుడు దూరాలతో రంగాలు చేసినప్పుడు రంగు దారం ఏ విధంగా తేలింది?
2. స్ప్రింగ్ పొడవును మార్చి లాగాక వేరుతరంగాల వేగం (కాలం రాసుకున్నారు కదా) ఏ విధంగా ఉందో మిత్రులకు తెలియజేయండి.

తరంగాలు: మీరు నిశ్చలముగా ఉన్న సరస్సు కూర్చుంటే నీరు గాజులాగ నున్నగా కనిపిస్తుంది. అందులో ఒక కప్ప దూకిందనుకోండి, కప్ప దూకిన స్థానం నుండి అలలు వ్యాపిస్తాయి. ఈ అలలనే తరంగాలంటాం. ఈ తరంగం ఒక అలజడి, అది పదార్థం లేక ప్రదేశం ద్వారా శక్తిని మోసుకుపోతుంది.

మీరు ఇంట్లోనే నీటి తరంగాలు చేసుకోవచ్చు. ఒక పళ్లెంలో నీళ్లు తీసుకొని నిశ్చలముగా ఉండేటట్లు చూడాలి. డ్రాపర్ లేదా స్పూను ద్వారా పళ్లెం మధ్యలో ఒక చుక్క నీరు 10 సెం.మీ. ఎత్తు నుంచి ఒకదాని తరువాత ఒకటి చొప్పున మూడు చుక్కలు పళ్లెం మధ్యలో వేసి ఏమి జరుగుతుందో గమనించండి. ఇప్పుడు పళ్ళెంలో ఓ తేలిక పాటి ప్లాసిక్ ముక్కను వేయండి. అది అక్కడ పైకి క్రిందకు కదలడాన్ని గమనించండి.

పరిశోధనలో మీరు చేసిన తరంగాలకు వద్దాం. మీరు స్ప్రింగ్లో రకరకాల తరంగాలు ఏర్పడేటట్లు చేశారు. కదా! స్ప్రింగ్ ద్వారా తరంగం కదిలిపోవటం కూడా చూశారు కదూ! ఆ తరంగం పోయిన తరువాత రంగు దారాన్ని బట్టి స్ప్రింగ్ మరల మొదటి స్థితికి రావడం గమనించారు కదూ! తరంగం శక్తి స్ప్రింగ్ ఒకకొన నుంచి మరొక కొనకు కదిలిపోయింది. స్ప్రింగులో తరంగం కదిలే దిశలోనే గుర్తించిన రంగు దారం కదిలింది. అంటే స్ప్రింగ్ లోని పదార్థపు భాగాలు స్పింగులో తరంగాలు కదిలేదిశలోనే కదిలాయన్నమాట. ఇలాంటి తరంగాలను అనుదైర్ఘ్య తరంగాలు (longitudinal waves) అంటారు. ధ్వని తరంగాలు అనుదైర్ఘ్య తరంగాలు. కానీ ప్లేటులో నీటి తరంగాలు అంచులను చేరుతున్నా ఆ నీటిపై తేలియాడే బెండు పైకి క్రిందకు కదలడాన్ని గమనించారు కదా! ఇలా పదార్థాల్లో తరంగాల దిశకు లంబకోణంలో పదార్థంలోని భాగాలు కదిలితే అలాంటి తరంగాల్ని తిర్యక్ తరంగాలు (transverse Waves) అంటారు. కాంతి తరంగాలు, భూమి తరంగాలు, నీటి తరంగాలు, కోణీయ తరంగాలు మొదలయినవి తిర్యక్ తరంగాలు.

నీటిలో కదిలిపోయే తరంగాలు లేక స్ప్రింగ్లో ఒక చివర మండి మరో చివరకుపోయే తరంగాలు యాంత్రిక తరంగాలు. యాంత్రిక తరంగాలు ఒక చోట నుంచి మరో చోటుకు పోవాలంటే పదార్థం కావాలి. భూకంప తరంగాలు కూడా యాంత్రిక తరంగాలే.

యాంత్రిక తరంగాలలో మీకు రెండు భాగాలు కనిపిస్తాయి. మొదటి భాగం తరువాత భాగం కంటే ఎత్తుగా ఉంటుంది. ఎత్తుగా వున్న తరంగ భాగాన్ని శృంగమ(crest) ని, క్రిందకి ఉన్న భాగాన్ని ద్రోణి (trough)అని అంటారు. ప్రతి తరంగంలో శృంగం, ఒక ద్రోణి ఉంటాయి. తరంగం శృంగం మధ్య నుంచి తరువాత శృంగం మధ్య వరకు ఉన్న దూరాని తరంగ దైర్ఘ్యం అంటారు. ద్రోణి నుంచి పక్క ద్రోణి వరకు ఉన్న దూరాన్ని కూడా తరంగదైర్ఘ్యమని అంటారు స్ప్రింగ్ లో తరంగాలు ఏర్పడేటట్లు చేసినప్పడు దాని విరామ స్థితి నుండి స్థాన భ్రంశం చేశామన్నమా పదార్థ విరామ స్థితి నుంచి స్థాన భ్రంశం చేసినా దూరాని డోలన పరిమితి (amplitude) అంటారి.  డోల పరిమితి అంటే విరామ స్థితి నుండి శృంగశీర్షం వరకు లేదా లేదా ద్రోణి అట్టడుగు వరకు ఉన్న దూరం అన్న మాట. నేస్తాలు నెలలో శబ్దం, కాంతి తరంగాల ధర్మాలను చూద్దాం.

రచన: ప్రొ. యం. ఆదినారాయణ