আমরা সকলে বিভিন্ন বিষয় সম্পর্কে জেনে থাকি কিন্তু আমাদের জানার কোনো শেষ নেই। তরঙ্গ কাকে বলে? তরঙ্গের প্রকারভেদ ও বৈশিষ্ট্য সমূহ বিষয়টি আমাদের সবার জন্য জানা খুব গুরুত্বপূর্ণ। ni.com ওয়েবসাইটে আপনি নানাবিধ প্রশ্নের উক্তর খুঁজে পাবেন, যা জেনে অনেক উপকৃত হতে পারেন। আপনাদের সুবিধার কথা চিন্তা করে বিস্তারিত তথ্য এখানে তুলে ধরেছি। আশা করছি এটি আপনাকে খুব ভালোভাবে সাহায্য করবে।
তরঙ্গ
বস্তুর পৃষ্ঠকে উপরে-নিচে বা সামান্য পরিমাণ পরিবর্তন করে যে প্রচলিত বিস্তৃতি উৎপন্ন করে তাকে বলা হয় তরঙ্গ। এটি অধিকাংশ ক্ষেত্রে হালকা বা অস্থির বস্তুগুলি থেকে উৎপন্ন হতে পারে, যেমন পানির, বাতাসের, আলোর তরঙ্গ ইত্যাদি।
তরঙ্গ কাকে বলে উদাহরণ সহ
যে পর্যাবৃত্ত আন্দোলন কোনো জড় মাধ্যমের একস্থান থেকে অন্যস্থানে শক্তি সঞ্চারিত করে কিন্তু মাধ্যমের কণাগুলোকে স্থানান্তরিত করে না তাকে তরঙ্গ (Wave) বলে।
পুকুরের স্থির পানিতে ঢিল ফেলা হলে ঢিলটি পানি স্পর্শ করলে ঐ স্থানের পানির কণাগুলো আন্দোলিত হয়। এ কণাগুলো আবার পার্শ্ববর্তী স্থির পানির কণাগুলোকে আন্দোলিত করে। এভাবে কণা থেকে কণাতে স্থানান্তরিত আন্দোলন অবশেষে পুকুরের পাড়ে পৌঁছে। কিন্তু এই আন্দোলনের ফলে পানির কোনো কণাই তার সাম্যাবস্থান থেকে বেশি দূরে যায় না।
আরো পড়ুন ;- শব্দ কাকে বলে? শব্দ কত প্রকার ও কি কি? উদাহরণ সহ
তরঙ্গ সংক্রান্ত কয়েকটি সংজ্ঞাঃ
- পূর্ণ দোলন (Complete oscillation) : সরল ছন্দিত স্পন্দন সম্পন্ন কোনো বস্তু একটি নির্দিষ্ট বিন্দু থেকে যাত্রা শুরু করে একই নিয়মে একটি নির্দিষ্ট পথে আবার ঐ বিন্দুতে ফিরে এলে তাকে পূর্ণ দোলন বলে।
- পর্যায়কাল (Time period) : পর্যাবৃত্ত গতি সম্পন্ন কোন বস্তুর একটি পূর্ণ কম্পন বা পর্যায় সম্পন্ন করতে যে সময় লাগে তা পর্যায়কাল।
- কম্পাঙ্ক (Frequency) : তরঙ্গস্থিত স্পন্দিত একটি বস্তু প্রতি সেকেন্ডে যতগুলো পূর্ণ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় তাকে তরঙ্গের কম্পাঙ্ক বলে।
- বিস্তার (Amplitude) : তরঙ্গস্থিত স্পন্দিত একটি বস্তু কণার সাম্যাবস্থান থেকে পরিমাপিত যেকোন এক দিকের সর্বাধিক সরণকে ঐ তরঙ্গের বিস্তার।
- দশা (Phase) : তরঙ্গ সঞ্চালনকারী কোনো কণার যেকোনো মুহূর্তের গতির সম্যক অবস্থানকে তার দশা বলে।
- আদি দশা (Epoch) : তরঙ্গস্থিত স্পন্দিত একটি বস্তুকণার সময় পরিমাপ শুরুর পূর্বের দশাকে তরঙ্গের আদি দশা বলে।
- তরঙ্গমুখ (Wavefront) : তরঙ্গস্থিত সমদশাসম্পন্ন বস্তুকণাগুলো যে তলে অবস্থান করে তাকে তরঙ্গের তরঙ্গমুখ বলে।
তরঙ্গ কত প্রকার ও কি কি
তরঙ্গের প্রকারভেদ দুই টি
১) অনুপ্রস্থ তরঙ্গ
অনুপ্রস্থ : যে তরঙ্গ কম্পনের দিকের সাথে লম্বভাবে অগ্রসর হয় তাকে অনুপ্রস্থ তরঙ্গ বলে।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গের উদাহরণ হল একটি পানির পুল যা পানিতে উঠতে থাকে। যখন কোন প্রতিস্থাপন উদ্ভাবন না হয় তখন এই পুলের পানি উপরের দিকে উঠতে থাকে এবং পানি একই দূরত্বে একই সময়ে উঠে এবং নীচে আসে। এই তরঙ্গটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গ হিসাবে পরিচিত।
অন্য উদাহরণ হল একটি একটি সাধারণ ফাঁদ বা সরঞ্জাম যা কোনও তরঙ্গের সাথে প্রবাসিত হয়। একটি একটি ফাঁদ উপর নীচে নড়বে এবং পরস্পর সাপেক্ষে অন্তদূরত্ব রাখবে, যা স্থির থাকবে যখন ফাঁদ উঁচু বা নিচু হবে। এটি একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গের উদাহরণ।
অনুপ্রস্থ তরঙ্গের গুণগত বৈশিষ্ট্যগুলো নিচে উল্লেখ করা হলঃ
- দলন্ততা (ওভারল্যাপিং): একটি অনুপ্রস্থ তরঙ্গ একটি দলন্ত তরঙ্গের সাথে একত্রিত হতে পারে এবং এর সাথে একত্রিত হলে নষ্ট হয় না।
- বিস্তৃত সময় ধরে থাকা: অনুপ্রস্থ তরঙ্গ দীর্ঘ সময় ধরে থাকতে পারে এবং এর সময়কাল দীর্ঘ সময় ধরে থাকতে পারে।
- উচ্চ ফ্রেকোয়েন্সি (High frequency): অনুপ্রস্থ তরঙ্গ উচ্চ ফ্রেকোয়েন্সিতে থাকতে পারে এবং এর ফেরত সংখ্যা দীর্ঘ সময় ধরে থাকতে পারে।
- স্থিতাবস্থান বা স্থিতিমাত্রা: অনুপ্রস্থ তরঙ্গ একটি স্থিতাবস্থায় থাকতে পারে এবং সেই স্থিতিমাত্রা অবস্থায় থাকতে পারে।
২) অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ
অনুদৈর্ঘ্য : যে তরঙ্গ কম্পনের দিকের সাথে সমান্তরালভাবে অগ্রসর হয় তাকে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ বলে। বায়ু মাধ্যমে শব্দের তরঙ্গ অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের উদাহরণ।
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের উদাহরণ হল বিভিন্ন ধরনের আলোর তরঙ্গগুলি যেমন রেডিও বা টেলিভিশন তরঙ্গ, ইঞ্জিনিয়ারিং ও পরিষেবামূলক উদ্যোগে ব্যবহৃত হওয়া মাইক্রোওয়েভ এবং একটি উপগ্রহ যা দূরে বার্ষিক গ্রহীণ করে।
অন্য উদাহরণ হল সমুদ্রের তরঙ্গ, যেখানে আলো সমুদ্রের সাথে প্রসারিত হয় এবং দূরে না যেতে হয়। সমুদ্র তরঙ্গ একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ হিসাবে পরিচিত।
এছাড়াও একটি দুর্গম বাঁকানো দ্বীপে প্রচলিত অন্য একটি উদাহরণ হল আবার্টন তরঙ্গ, যা মুখ্যতঃ জৈব ও ভৌত বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এই তরঙ্গ দীর্ঘ হয় এবং এর চলন ব্যবধান ও শক্তির মান বেশ নিম্ন থাকে।
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের গুণগত বৈশিষ্ট্যগুলো নিচে উল্লেখ করা হলঃ
অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের বৈশিষ্ট্যটি একটি সমতলের উপর বা সরল রেখার উপর একটি প্রসারিত দলিল দেয়। যেমন কোন একটি সরল লাইন দুইটি বিন্দু মাঝে পার করলে সে সমান দূরত্বে সমান দৈর্ঘ্যে হতে পারে।
অন্যতম উদাহরণ হলো আলোর তরঙ্গের: আলোর তরঙ্গের দৈর্ঘ্য একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য যা প্রতিফলিত করে আলোর লাল, নীল বা সবুজ রংকে যেমন হালকা ও গাঢ় ভাবে দেখা যায়। আলো সমস্ত রংকে একই দৈর্ঘ্যে প্রবাহিত হতে পারে, যে একটি দলিল হিসেবে কাজ করে এবং এটি রঙের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হয়।
আরেকটি উদাহরণ হলো সমতল তরঙ্গে কণার গতিঃ কণার গতি একটি অনুদৈর্ঘ্য ।
তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য
তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য সমূহ হলোঃ
(১) মাধ্যমের কণাগুলোর স্পন্দন গতির ফলে তরঙ্গ সৃষ্টি হয় কিন্তু কণাগুলোর স্থায়ী স্থানান্তর হয় না।
(২) যান্ত্রিক তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যমের প্রয়োজন।
(৩) তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে।
(৪) তরঙ্গ একস্থান থেকে অন্যস্থানে শক্তি সঞ্চালন করে।
(৫) তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন ঘটে।
তরঙ্গ শক্তি সঞ্চালন করলেও মাধ্যমের কণাগুলোকে স্থানান্তরিত করে না। তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন ঘটে এবং এর বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির ওপর নির্ভর করে। প্রকারভেদের ওপর নির্ভর করে তরঙ্গ সঞ্চালনে মাধ্যমের প্রয়োজন হতে পারে, যেমন, যান্ত্রিক তরঙ্গ; তবে তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গসমূহ সঞ্চালনে মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না।
তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য সমূহ উদাহরণ সহ
- দলন্ততা (ওভারল্যাপিং): দুই বা ততোধিক একসাথে পারস্পরিক হতে পারে এবং একে অপরকে নষ্ট করতে পারে না। এই বৈশিষ্ট্যটি রেডিও সংকেত এবং ভেলন ব্যবহার করে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
- প্রতিবিম্ববাদিতা (Reflection): যখন একটি মাধ্যমে বিক্রিয়াশীল হয় তখন তার এক অংশ মাধ্যম দ্বারা প্রতিফলিত হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি হালকা প্রতিবিম্বন পর্যবেক্ষণ এবং বিভিন্ন চাহিদামূলক আবিষ্কারে ব্যবহার করা হয়।
- প্রবাহ (Propagation): একটি মাধ্যমে একটি স্থান থেকে অন্য স্থানে প্রবেশ করতে পারে এবং সেখানে বিক্রিয়াশীল হতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যটি কম্পিউটার নেটওয়ার্ক, সেলুলার ফোন সংযো
তরঙ্গ সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য নিম্নলিখিতঃ
- একটি গুরুত্বপূর্ণ ভৌত পরিবর্তন, যা আলো, শব্দ, তাপ এবং অনেক অন্যান্য প্রক্রিয়া প্রতিফলিত করে।
- একটি মূল পদক্ষেপ যা নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলি চালু করে, যা অতি গুরুত্বপূর্ণ উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়, যেমন পাঠাগার, ইউনিভার্সিটি শিখার জন্য স্পেক্ট্রোস্কোপ, পরমাণু বোমা, রেডিও এবং টেলিভিশন সম্প্রসারণ।
- একটি গুরুত্বপূর্ণ কম্পিউটার ব্যবহার যা ডেটা পাঠানো এবং প্রসেস করার সময় ব্যবহৃত হয়।
- কমিউনিকেশনে অতি গুরুত্বপূর্ণ, স্পেক্ট্রাম ব্যবহার করে বিভিন্ন প্রযুক্তি সম্পর্কে তথ্য পাঠানো হয়।
- আবহাওয়া পূর্বানুমান করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
এ সম্পর্কিত প্রশ্ন ও উত্তরঃ–
১। বেতার তরঙ্গের আরেক নাম কি?
বেতার করঙ্গের আরেক নাম মড্যুলেটেড তরঙ্গ
২। তরঙ্গের উপরিপাতন নীতি কি?
উপরিপাতন: যদি একটি নির্দিষ্ট চার্জ অনেকগুলো চার্জ দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে তবে ঐ চার্জটির উপর ক্রিয়াশীল নিট বল বের করার প্রয়োজন হয়। নিট বল বের করার জন্য পৃথকভাবে প্রত্যেকটি চার্জ দ্বারা বিবেচ্য চার্জের উপর প্রযুক্ত বল নির্ণয় করে তাদের ভেক্টর যোগফল বের করতে হয়। একে তড়িৎ বলের উপরিপাতন নীতি বলে।
৩। অগ্রগামী তরঙ্গের ও স্থির তরঙ্গের মধ্যে পার্থক্য কি?
অগ্রগামী তরঙ্গের মাধ্যমের সকল কণাই পর্যাবৃত্ত গতি লাভ করে। প্রত্যেক কণার বিস্তার সমান কিন্তু একটি নির্দিষ্ট সময়ে এদের সমান সরণ হয় না। তরঙ্গের অভিমুখে এক কণার কম্পন পরবর্তী কণায় স্থানান্তরিত হয়, ফলে তরঙ্গ মাধ্যমের মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট বেগে অগ্রসর হয়।
মাধ্যমের কণাগুলোর দশা এক কণা থেকে অন্য কণায় সঞ্চালিত হয়। মাধ্যমের কণাগুলো কখনো স্থির অবস্থা প্রাপ্ত হয় না। চলমান অনুপ্রস্থ তরঙ্গের ক্ষেত্রে একটি তরঙ্গচূড়া ও একটি তরঙ্গখাঁজ নিয়ে তরঙ্গদৈর্ঘ্য গঠিত এবং চলমান অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গের ক্ষেত্রে একটি সংকোচন ও একটি প্রসারন নিয়ে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য গঠিত হয়।
স্থির তরঙ্গ মাধ্যমের স্থির বিন্দুগুলো ছাড়া সকল কণাই পর্যাবৃত্ত গতি লাভ করে।
কণাগুলোর পর্যায়কাল সমান হলেও বিস্তার সমান নয়। মাধ্যমের মধ্যে তরঙ্গগুলো স্থিরভাবে অবস্থান করে।
এবং সমান দূরত্বে কতগুলো স্থানে এদের সংকোচন ও প্রসারণ একবার দৃশ্য ও আর একবার অদৃশ্য হয়।
পাশাপাশি দুটি নিস্পন্দ বিন্দুর মধ্যবর্তী সকল কণা একই দশায় থাকে কিন্তু বিস্তার অভিন্ন।
প্রত্যেক পূর্ণ কম্পনে কণাগুলো দুবার স্থির অবস্থায় আসে।
পর পর তিনটি সুস্পন্দ বিন্দু বা তিনটি নিস্পন্দ বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্বই স্থির তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য।
৪। অগ্রগামী তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য কি?
অগ্রগামী তরঙ্গের নিচের বৈশিষ্ট্য দেখা যায়। যথা–
কোনো মাধ্যমের একই প্রকার কম্পনে এই তরঙ্গের উৎপত্তি হয়।
এটি একটি সুষম মাধ্যমের মধ্যে দিয়ে একটি নির্দিষ্ট দ্রুতি বা বেগে প্রবাহিত হয়।
অগ্রগামী তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের ঘনত্ব ও স্থিতিস্থাপকতার উপর নির্ভর করে।
মাধ্যমের কণাগুলোর কম্পন তরঙ্গের প্রবাহের সাপেক্ষে আড় বা লম্বিক হতে পারে। মাধ্যমের কণাগুলো কখনও স্থির থাকে না।
৫। শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য কি?
শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য: কোনো বস্তুর কম্পনের ফলে শব্দ তরঙ্গ সৃষ্টি হয় ।
শব্দ সঞ্চালনের জন্য স্থিতিস্থাপক জড় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়।
এই তরঙ্গের প্রবাহের দিক এবং কম্পনের দিক একই বলে এটি একটি অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ। শব্দ তরঙ্গের বেগ মাধ্যমের প্রকৃতির উপর নির্ভরশীল।
বায়বীয় মাধ্যমে এর বেগ কম, তরলে তারচেয়ে বেশি, কঠিন পদার্থে আরো বেশি।
শব্দের তীব্রতা তরঙ্গের বিস্তারের বর্গের সমানুপাতিক।
অর্থাৎ তরঙ্গের বিস্তার বেশি হলে শব্দের তীব্রতা বেশি হবে। শব্দ তরঙ্গের প্রতিফলন, প্রতিসরণ ও উপরিপাতন সম্ভব।
শব্দের বেগ মাধ্যমের তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার উপরও নির্ভরশীল।