14.1 ਜਾਣ-ਪਛਾਣ

ਪਿਛਲੇ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇਕੱਲੇ-ਇਕੱਲੇ ਦੋਲਨ ਕਰਦੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਦੀ ਗਤੀ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਸੀ। ਉਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਅਜਿਹੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਦਾ ਸੰਗ੍ਰਹਿ ਹੈ? ਇੱਕ ਪਦਾਰਥਕ ਮਾਧਿਅਮ ਅਜਿਹੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੱਥੇ, ਲਚਕਦਾਰ ਬਲ ਇਸਦੇ ਅੰਗਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ-ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਬੰਨ੍ਹਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਦੀ ਗਤੀ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਸ਼ਾਂਤ ਪਾਣੀ ਦੇ ਤਲਾਅ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਕੰਕਰ ਡਾਲਦੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਤਹਿ ਵਿਗੜ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਵਿਗਾੜ ਇੱਕ ਹੀ ਥਾਂ ਤੱਕ ਸੀਮਿਤ ਨਹੀਂ ਰਹਿੰਦਾ, ਸਗੋਂ ਇੱਕ ਚੱਕਰ ਦੇ ਨਾਲ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਫੈਲਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਤਲਾਅ ਵਿੱਚ ਕੰਕਰ ਡਾਲਦੇ ਰਹੋ, ਤਾਂ ਤੁਸੀਂ ਚੱਕਰਾਂ ਨੂੰ ਉਸ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਜਾਂਦੇ ਦੇਖਦੇ ਹੋ ਜਿੱਥੇ ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਤਹਿ ਵਿਗੜੀ ਹੋਈ ਹੈ। ਇਹ ਇੱਕ ਅਹਿਸਾਸ ਦਿੰਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਾਣੀ ਵਿਗਾੜ ਦੇ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਵਹਿ ਰਿਹਾ ਹੋਵੇ। ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਵਿਗੜੀ ਹੋਈ ਸਤਹਿ ‘ਤੇ ਕੁਝ ਕਾਰਕ ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਰੱਖਦੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਦੇਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਾਰਕ ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਉੱਪਰ-ਹੇਠਾਂ ਹਿਲਦੇ ਹਨ ਪਰ ਵਿਗਾੜ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਦੂਰ ਨਹੀਂ ਜਾਂਦੇ। ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦਾ ਪੁੰਜ ਚੱਕਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਨਹੀਂ ਵਹਿੰਦਾ, ਸਗੋਂ ਇੱਕ ਚਲਦਾ ਹੋਇਆ ਵਿਗਾੜ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਜਦੋਂ ਅਸੀਂ ਬੋਲਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਆਵਾਜ਼ ਸਾਡੇ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਬਿਨਾਂ ਮਾਧਿਅਮ ਦੇ ਇੱਕ ਹਿੱਸੇ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੇ। ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਵਿਗਾੜ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਸਿਰਫ਼ ਸਾਡੇ ਕੰਨ ਜਾਂ ਮਾਈਕ੍ਰੋਫੋਨ ਹੀ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਪਛਾਣ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਪੈਟਰਨ, ਜੋ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਅਸਲ ਭੌਤਿਕ ਤਬਾਦਲੇ ਜਾਂ ਪ੍ਰਵਾਹ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਚਲਦੇ ਹਨ, ਨੂੰ ਤਰੰਗਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਅਜਿਹੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਾਂਗੇ।

ਤਰੰਗਾਂ ਊਰਜਾ ਦਾ ਆਵਾਜਾਈ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਵਿਗਾੜ ਦੇ ਪੈਟਰਨ ਵਿੱਚ ਜਾਣਕਾਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਬਿੰਦੂ ਤੱਕ ਫੈਲਦੀ ਹੈ। ਸਾਡਾ ਸਾਰਾ ਸੰਚਾਰ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗਾਂ ਰਾਹੀਂ ਸੰਕੇਤਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਬੋਲਣ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਧੁਨੀ ਤਰੰਗਾਂ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਅਤੇ ਸੁਣਨ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਖੋਜ। ਅਕਸਰ, ਸੰਚਾਰ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਦੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਧੁਨੀ ਤਰੰਗਾਂ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਇੱਕ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਕਰੰਟ ਸੰਕੇਤ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੋ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਕੇਬਲ ਜਾਂ ਇੱਕ ਸੈਟੇਲਾਈਟ ਰਾਹੀਂ ਭੇਜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅਸਲ ਸੰਕੇਤ ਦੀ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇਹਨਾਂ ਕਦਮਾਂ ਨੂੰ ਉਲਟੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ।

ਸਾਰੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਲਈ ਮਾਧਿਅਮ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ। ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤਰੰਗਾਂ ਨਿਰਵਾਯੂ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਤਾਰਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡਿਆ ਗਿਆ ਪ੍ਰਕਾਸ਼, ਜੋ ਸੈਂਕੜੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸਾਲ ਦੂਰ ਹਨ, ਸਾਡੇ ਤੱਕ ਅੰਤਰ-ਤਾਰਕੀ ਸਪੇਸ ਰਾਹੀਂ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਿਰਵਾਯੂ ਹੈ।

ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਜਾਣੀ-ਪਛਾਣੀ ਕਿਸਮ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਡੋਰੀ ‘ਤੇ ਤਰੰਗਾਂ, ਪਾਣੀ ਦੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ, ਧੁਨੀ ਤਰੰਗਾਂ, ਭੂਚਾਲ ਤਰੰਗਾਂ, ਆਦਿ, ਤੰਤਰੀ ਤਰੰਗਾਂ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਤਰੰਗਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਲਈ ਇੱਕ ਮਾਧਿਅਮ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਉਹ ਨਿਰਵਾਯੂ ਵਿੱਚੋਂ ਨਹੀਂ ਲੰਘ ਸਕਦੀਆਂ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਅੰਗ ਕਣਾਂ ਦੇ ਦੋਲਨ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਮਾਧਿਅਮ ਦੀਆਂ ਲਚਕਦਾਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗਾਂ ਜੋ ਤੁਸੀਂ ਕਲਾਸ XII ਵਿੱਚ ਸਿੱਖੋਗੇ, ਇੱਕ ਵੱਖਰੀ ਕਿਸਮ ਦੀ ਤਰੰਗ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗਾਂ ਨੂੰ ਜ਼ਰੂਰੀ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇੱਕ ਮਾਧਿਅਮ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ - ਉਹ ਨਿਰਵਾਯੂ ਵਿੱਚੋਂ ਯਾਤਰਾ ਕਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਪ੍ਰਕਾਸ਼, ਰੇਡੀਓ ਤਰੰਗਾਂ, ਐਕਸ-ਰੇ, ਸਾਰੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗਾਂ ਹਨ। ਨਿਰਵਾਯੂ ਵਿੱਚ, ਸਾਰੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ $\mathrm{c}$, ਜਿਸਦਾ ਮੁੱਲ ਹੈ :

$$c=299,792,458 \mathrm{~ms}^{-1} \tag{14.1}$$

ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਤੀਜੀ ਕਿਸਮ ਨੂੰ ਪਦਾਰਥ ਤਰੰਗਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਹ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਅੰਗਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ, ਪ੍ਰੋਟੋਨ, ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ, ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ ਅਣੂ। ਉਹ ਕੁਆਂਟਮ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਰਣਨ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਤੁਸੀਂ ਆਪਣੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਸਿੱਖੋਗੇ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਧਾਰਨਾਤਮਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਯੰਤਰੀ ਜਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਤਰੰਗਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਅਮੂਰਤ, ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਆਧੁਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਅਧਾਰ ਉੱਤੇ ਕਈ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲੱਭ ਲਈਆਂ ਹਨ; ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਪਦਾਰਥ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਾਂ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ ਅਸੀਂ ਯੰਤਰੀ ਤਰੰਗਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਾਂਗੇ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਲਈ ਪਦਾਰਥਕ ਮਾਧਿਅਮ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਤਰੰਗਾਂ ਦਾ ਕਲਾ ਅਤੇ ਸਾਹਿਤ ‘ਤੇ ਸੁਹਜਾਤਮਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਬਹੁਤ ਪੁਰਾਣੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਦੇਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ; ਫਿਰ ਵੀ ਤਰੰਗ ਗਤੀ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਵਿਗਿਆਨਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਸਤਾਰ੍ਹਵੀਂ ਸਦੀ ਦਾ ਹੈ। ਤਰੰਗ ਗਤੀ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਕੁਝ ਮਸ਼ਹੂਰ ਵਿਗਿਆਨੀ ਕ੍ਰਿਸਟੀਆਨ ਹਾਈਜੈਂਸ (1629-1695), ਰਾਬਰਟ ਹੁੱਕ ਅਤੇ ਆਈਜ਼ੈਕ ਨਿਊਟਨ ਹਨ। ਤਰੰਗ ਗਤੀ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਸਮਝ ਸਪ੍ਰਿੰਗਾਂ ਨਾਲ ਬੰਨ੍ਹੇ ਹੋਏ ਪੁੰਜਾਂ ਦੇ ਦੋਲਨਾਂ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਸਧਾਰਣ ਲੋਲਕ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਬਾਅਦ ਆਈ। ਲਚਕਦਾਰ ਮਾਧਿਅਮਾਂ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗਾਂ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਦੋਲਨਾਂ ਨਾਲ ਗਹਿਰਾਈ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਹਨ। (ਖਿੱਚੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਡੋਰੀਆਂ, ਕੁੰਡਲੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਸਪ੍ਰਿੰਗਾਂ, ਹਵਾ, ਆਦਿ, ਲਚਕਦਾਰ ਮਾਧਿਅਮਾਂ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਹਨ)। ਅਸੀਂ ਇਸ ਕਨੈਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਸਧਾਰਣ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਰਾਹੀਂ ਦਰਸਾਵਾਂਗੇ।

ਸਪ੍ਰਿੰਗਾਂ ਦੇ ਇੱਕ ਸੰਗ੍ਰਹਿ ‘ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰੋ ਜੋ ਫਿੱਗ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਅਨੁਸਾਰ ਇੱਕ-ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਹਨ। 14.1. ਜੇਕਰ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ‘ਤੇ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਨੂੰ ਅਚਾਨਕ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਿਗਾੜ ਦੂਜੇ ਸਿਰੇ ਤੱਕ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੀ ਹੋਇਆ? ਪਹਿਲੀ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਇਸਦੀ ਸੰਤੁਲਨ ਲੰਬਾਈ ਤੋਂ ਵਿਗੜ ਗਈ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਦੂਜੀ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਪਹਿਲੀ ਨਾਲ ਜੁੜੀ ਹੋਈ ਹੈ, ਇਹ ਵੀ ਖਿੱਚੀ ਜਾਂ ਸੰਕੁਚਿਤ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ। ਵਿਗਾੜ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਸਿਰੇ ਵੱਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ; ਪਰ ਹਰੇਕ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਸਿਰਫ਼ ਆਪਣੀ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਛੋਟੇ ਦੋਲਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਦੀ ਇੱਕ ਵਿਹਾਰਕ ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਇੱਕ ਰੇਲਵੇ ਸਟੇਸ਼ਨ ‘ਤੇ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਟ੍ਰੇਨ ‘ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰੋ। ਟ੍ਰੇਨ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬੋਗੀਆਂ ਇੱਕ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਕਪਲਿੰਗ ਰਾਹੀਂ ਇੱਕ-ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਇੰਜਨ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ‘ਤੇ ਜੁੜਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਆਪਣੇ ਨਾਲ ਲੱਗਦੀ ਬੋਗੀ ਨੂੰ ਇੱਕ ਧੱਕਾ ਦਿੰਦਾ ਹੈ; ਇਹ ਧੱਕਾ ਇੱਕ ਬੋਗੀ ਤੋਂ ਦੂਜੀ ਬੋਗੀ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਬਿਨਾਂ ਪੂਰੀ ਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਸਰੀਰਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹੋਏ।

ਫਿੱਗ. 14.1 ਇੱਕ-ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਸਪ੍ਰਿੰਗਾਂ ਦਾ ਸੰਗ੍ਰਹਿ। ਸਿਰੇ A ਨੂੰ ਅਚਾਨਕ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਇੱਕ ਵਿਗਾੜ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਫਿਰ ਦੂਜੇ ਸਿਰੇ ਤੱਕ ਫੈਲਦਾ ਹੈ।

ਹੁਣ ਆਓ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਧੁਨੀ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ‘ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰੀਏ। ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਤਰੰਗ ਹਵਾ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ, ਇਹ ਹਵਾ ਦੇ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਸੰਕੁਚਿਤ ਜਾਂ ਵਿਸਤਾਰਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਉਸ ਖੇਤਰ ਦੀ ਘਣਤਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ, ਮੰਨ ਲਓ $\delta \rho$, ਇਹ ਬਦਲਾਅ ਉਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਦਬਾਅ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, $\delta p$। ਦਬਾਅ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਖੇਤਰਫਲ ‘ਤੇ ਬਲ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਇੱਥੇ ਵਿਗਾੜ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਇੱਕ ਬਹਾਲ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਬਲ ਹੈ, ਬਿਲਕੁਲ ਇੱਕ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਵਾਂਗ। ਇਸ ਕੇਸ ਵਿੱਚ, ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਦੇ ਵਿਸਤਾਰ ਜਾਂ ਸੰਕੁਚਨ ਦੇ ਸਮਾਨ ਮਾਤਰਾ ਘਣਤਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਖੇਤਰ ਸੰਕੁਚਿਤ ਹੈ, ਤਾਂ ਉਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਅਣੂ ਇਕੱਠੇ ਪੈਕ ਹੋਏ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਹ ਲੱਗਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਜਾਣ ਦੀ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਘਣਤਾ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਲੱਗਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸੰਕੁਚਨ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਪਹਿਲੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਵਿਰਲਤਾ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਖੇਤਰ ਤੁਲਨਾਤਮਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵਿਰਲਾ ਹੈ ਤਾਂ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੀ ਹਵਾ ਅੰਦਰ ਆ ਕੇ ਵਿਰਲਤਾ ਨੂੰ ਲੱਗਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਜਾਣ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਸੰਕੁਚਨ ਜਾਂ ਵਿਰਲਤਾ ਇੱਕ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਵਿਗਾੜ ਦਾ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਸੰਭਵ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਠੋਸਾਂ ਵਿੱਚ, ਸਮਾਨ ਤਰਕ ਦਿੱਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲੀਨ ਠੋਸ ਵਿੱਚ, ਪਰਮਾਣੂ ਜਾਂ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ ਸਮੂਹ ਇੱਕ ਆਵਰਤੀ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ, ਹਰੇਕ ਪਰਮਾਣੂ ਜਾਂ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦਾ ਸਮੂਹ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਲਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਨੂੰ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕਰਨਾ, ਦੂਜਿਆਂ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ, ਬਹਾਲ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਬਲਾਂ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਬਿਲਕੁਲ ਇੱਕ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਵਾਂਗ। ਇਸ ਲਈ ਅਸੀਂ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨੂੰ ਅੰਤ ਬਿੰਦੂਆਂ ਵਜੋਂ ਸੋਚ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸਪ੍ਰਿੰਗਾਂ ਹਨ।

ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਦੇ ਅਗਲੇ ਭਾਗਾਂ ਵਿੱਚ ਅਸੀਂ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ‘ਤੇ ਚਰਚਾ ਕਰਨ ਜਾ ਰਹੇ ਹਾਂ।

14.2 ਅਨੁਪ੍ਰਸਥ ਅਤੇ ਰੇਖਾਗਤ ਤਰੰਗਾਂ

ਅਸੀਂ ਦੇਖਿਆ ਹੈ ਕਿ ਯੰਤਰੀ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਮਾਧਿਅਮ ਦੇ ਅੰਗਾਂ ਦੇ ਦੋਲਨ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਜੇਕਰ ਮਾਧਿਅਮ ਦੇ ਅੰਗ ਤਰੰਗ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਦੋਲਨ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਅਸੀਂ ਤਰੰਗ ਨੂੰ ਅਨੁਪ੍ਰਸਥ ਤਰੰਗ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ। ਜੇਕਰ ਉਹ ਤਰੰਗ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਦੋਲਨ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਅਸੀਂ ਤਰੰਗ ਨੂੰ ਰੇਖਾਗਤ ਤਰੰਗ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ।

ਫਿੱਗ. 14.2 ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਪਲਸ ਇੱਕ ਖਿੱਚੀ ਹੋਈ ਡੋਰੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ (x-ਦਿਸ਼ਾ) ਯਾਤਰਾ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਡੋਰੀ ਦੇ ਤੱਤ ਉੱਪਰ-ਹੇਠਾਂ (y-ਦਿਸ਼ਾ) ਦੋਲਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਫਿੱਗ. 14.2 ਇੱਕ ਡੋਰੀ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪਲਸ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਉੱਪਰ-ਹੇਠਾਂ ਦੇ ਝਟਕੇ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਡੋਰੀ ਪਲਸ ਦੇ ਆਕਾਰ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਲੰਬੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਲਸ ਦੂਜੇ ਸਿਰੇ ‘ਤੇ ਪਹੁੰਚਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਖਤਮ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ ਅਤੇ ਉਸ ਸਿਰੇ ਤੋਂ ਪਰਾਵਰਤਨ ਨੂੰ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਫਿੱਗ. 14.3 ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਇਸ ਵਾਰ ਬਾਹਰੀ ਏਜੰਟ ਡੋਰੀ ਦੇ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ਨੂੰ ਇੱਕ ਨਿਰੰਤਰ ਆਵਰਤੀ ਸਾਈਨੂਸੋਇਡਲ ਉੱਪਰ-ਹੇਠਾਂ ਦਾ ਝਟਕਾ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਡੋਰੀ ‘ਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਿਗਾੜ ਫਿਰ ਇੱਕ ਸਾਈਨੂਸੋਇਡਲ ਤਰੰਗ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਵੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਡੋਰੀ ਦੇ ਤੱਤ ਆਪਣੀ ਸੰਤੁਲਨ ਮੱਧ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੋਲਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਲਸ ਜਾਂ ਤਰੰਗ ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ। ਦੋਲਨ ਡੋਰੀ ਦੇ ਨਾਲ ਤਰੰਗ ਗਤੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਇਹ ਅਨੁਪ੍ਰਸਥ ਤਰੰਗ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਹੈ।

ਫਿੱਗ. 14.3 ਇੱਕ ਹਾਰਮੋਨਿਕ (ਸਾਈਨੂਸੋਇਡਲ) ਤਰੰਗ ਜੋ ਇੱਕ ਖਿੱਚੀ ਹੋਈ ਡੋਰੀ ਦੇ ਨਾਲ ਯਾਤਰਾ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਅਨੁਪ੍ਰਸਥ ਤਰੰਗ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਹੈ। ਤਰੰਗ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਡੋਰੀ ਦਾ ਇੱਕ ਤੱਤ ਆਪਣੀ ਸੰਤੁਲਨ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਤਰੰਗ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਦੋਲਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਅਸੀਂ ਤਰੰਗ ਨੂੰ ਦੋ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਦੇਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਸਮੇਂ ਦਾ ਇੱਕ ਪਲ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਅਤੇ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗ ਦੀ ਤਸਵੀਰ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਇਹ ਸਾਨੂੰ ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਪਲ ‘ਤੇ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਤਰੰਗ ਦੀ ਸ਼ਕਲ ਦੇਵੇਗਾ। ਇੱਕ ਹੋਰ ਤਰੀਕਾ ਇੱਕ ਸਥਾਨ ਨੂੰ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਕਰਨਾ ਹੈ, ਭਾਵ, ਡੋਰੀ ਦੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਤੱਤ ‘ਤੇ ਆਪਣਾ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰੋ ਅਤੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਦੋਲਨ ਗਤੀ ਦੇਖੋ।

ਫਿੱਗ. 14.4 ਧੁਨੀ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਜਾਣੀ-ਪਛਾਣੀ ਉਦਾਹਰਣ ਵਿੱਚ ਰੇਖਾਗਤ ਤਰੰਗਾਂ ਲਈ ਸਥਿਤੀ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਵਾ ਨਾਲ ਭਰੀ ਇੱਕ ਲੰਬੀ ਪਾਈਪ ਦਾ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ‘ਤੇ ਪਿਸਟਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਿਸਟਨ ਦਾ ਇੱਕ ਅਚਾਨਕ ਅੱਗੇ ਧੱਕਾ ਅਤੇ ਪਿੱਛੇ ਖਿੱਚਣ ਨਾਲ ਮਾਧਿਅਮ (ਹਵਾ) ਵਿੱਚ ਸੰਘਣਾਪਣ (ਉੱਚ ਘਣਤਾ) ਅਤੇ ਵਿਰਲਤਾ (ਘੱਟ ਘਣਤਾ) ਦੀ ਇੱਕ ਪਲਸ ਪੈਦਾ ਹੋਵੇਗੀ। ਜੇਕਰ ਪਿਸਟਨ ਦਾ ਧੱਕਾ-ਖਿੱਚ ਨਿਰੰਤਰ ਅਤੇ ਆਵਰਤੀ (ਸਾਈਨੂਸੋਇਡਲ) ਹੈ, ਤਾਂ ਪਾਈਪ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਫੈਲਦੀ ਹੋਈ ਇੱਕ ਸਾਈਨੂਸੋਇਡਲ ਤਰੰਗ ਪੈਦਾ ਹੋਵੇਗੀ। ਇਹ ਸਪੱਸ਼ਟ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਰੇਖਾਗਤ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਹੈ।

ਫਿੱਗ. 14.4 ਪਿਸਟਨ ਨੂੰ ਉੱਪਰ-ਹੇਠਾਂ ਹਿਲਾ ਕੇ ਹਵਾ ਨਾਲ ਭਰੀ ਪਾਈਪ ਵਿੱਚ ਪੈਦਾ ਹੋਈਆਂ ਰੇਖਾਗਤ ਤਰੰਗਾਂ (ਧੁਨੀ)। ਹਵਾ ਦਾ ਇੱਕ ਆਇਤਨ ਤੱਤ ਤਰੰਗ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਦੋਲਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਉੱਪਰ ਵਿਚਾਰੀਆਂ ਗਈਆਂ ਤਰੰਗਾਂ, ਅਨੁਪ੍ਰਸਥ ਜਾਂ ਰੇਖਾਗਤ, ਚੱਲਣ ਵਾਲੀਆਂ ਜਾਂ ਪ੍ਰਗਤੀਸ਼ੀਲ ਤਰੰਗਾਂ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਮਾਧਿਅਮ ਦੇ ਇੱਕ ਹਿੱਸੇ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਹਿੱਸੇ ਤੱਕ ਯਾਤਰਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਪਦਾਰਥਕ ਮਾਧਿਅਮ ਪੂਰੇ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਨਹੀਂ ਹਿਲਦਾ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਇੱਕ ਨਦੀ, ਪਾਣੀ ਦੇ ਪੂ