நூலில் நிலை அலைகள்
ஒரு கிடார் நரம்பை மீட்டுங்கள், ஒரு பாட்டிலின் வாய்க்கு குறுக்கே ஊதுங்கள், அல்லது ஒரு கயிற்றை சரியான வேகத்தில் அசையுங்கள் — ஒரே நிகழ்வைக் காண்பீர்கள்: ஒரே ஊடகத்தில் எதிர் திசைகளில் பயணிக்கும் இரண்டு அலைகள் குறுக்கிட்டு, பயணிக்காமல் நிற்பதாகத் தோன்றும் ஒரு வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. ஒரு அலை திடமான அல்லது சுதந்திரமான முனையில் எதிரொளிக்கப்பட்டு அதனுடைய சொந்த எதிரொளிப்புடன் பின்னிவிடும்போதெல்லாம் இது நடக்கிறது — பெரும்பாலான அதிர்வெண்களில் முடிவு ஒரு குழப்பமான குவியல், ஆனால் குறிப்பிட்ட ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்களில் குறுக்கீடு, ஒருபோதும் அசையாத புள்ளிகள் (கணுக்கள்) மற்றும் அதிகபட்ச இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையே ஊசலாடும் புள்ளிகள் (எதிர்கணுக்கள்) கொண்ட சுத்தமான, நிலையான வடிவத்தில் பூட்டப்படுகிறது. நரம்புகள் முதல் காற்றுக் கருவிகள் மற்றும் மேளத் தோல்கள் வரை, கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு இசைக் கருவியும், நிலையான சுருதியை உருவாக்க இதே நடத்தையையே சார்ந்துள்ளது.
கணுக்கள் மற்றும் எதிர்கணுக்கள்
கணுக்கள் அசையாமல் நிற்கும் புள்ளிகள்; எதிர்கணுக்கள் அதிகபட்ச வீச்சுடன் அலைவுறும். பகுதிகளின் எண்ணிக்கை அதிர்வெண்ணையும் எல்லை நிபந்தனைகளையும் சார்ந்தது.
ஒத்ததிர்வு மற்றும் ஹார்மோனிக்குகள்
ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்களில், அரை-அலைநீளங்களின் முழு எண் மடங்குகள் நூலில் பொருந்தும். ஒவ்வொரு ஹார்மோனிக்கும் திட முனைகளுக்கு இடையே மற்றொரு எதிர்கணுவைச் சேர்க்கிறது.
அலை சமன்பாடு
ஒரு அலையின் வேகம், அது பயணிக்கும் ஊடகத்தால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது, ஒரு நூலின் இறுக்கம் அல்லது அது நகரும் காற்று போல — நீங்கள் மூலத்தை எவ்வளவு வேகமாக அதிரச் செய்கிறீர்கள் என்பதால் அல்ல. வேகம் நிலையாக இருப்பதால், நீங்கள் அனுப்பும் ஒவ்வொரு சுழற்சியும் அதே வேகத்தில் பொருந்த வேண்டும், எனவே வேகமான அலைவு சுழற்சிகளை அதிக நெருக்கமாக, குறுகிய அலைநீளமாக அடுக்குகிறது.
சூத்திரம்
v = f · λ
- v — அலை வேகம் (m/s): அலை வடிவம் ஊடகம் வழியாக எவ்வளவு வேகமாக நகர்கிறது
- f — அதிர்வெண் (Hz): ஒவ்வொரு வினாடியும் ஒரு புள்ளியை எத்தனை அலை சுழற்சிகள் கடக்கின்றன
- λ — அலைநீளம் (m): ஒரு முழு அலை சுழற்சியின் நீளம்
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு அலை, ஒரு நூலில் பயணிக்கிறது, ஒவ்வொரு வினாடியும் 5 முழு சுழற்சிகளை முடிக்கிறது. ஒவ்வொரு சுழற்சியும் 2 மீட்டர் நீளத்தில் விரிகிறது. அலை எவ்வளவு வேகத்தில் பயணிக்கிறது?
- f = 5 Hz
- λ = 2 m
- v = f · λ
- v = 5 Hz × 2 m
v = 10 m/s
உங்களைச் சோதியுங்கள்
அதே நூல் இன்னும் 10 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் அலைகளை சுமக்கிறது. 5-க்கு பதிலாக 10 ஹெர்ட்ஸில் அதை அதிரச் செய்தால், அலைநீளத்திற்கு என்ன நடக்கும்?
- அது 4 m ஆக இரட்டிப்பாகும்
- அது 2 m-இல் அப்படியே இருக்கும்
- சரியான விடை: அது 1 m ஆக பாதியாகும்
சரி! வேகம் நூலால் நிலைநிறுத்தப்படுகிறது, எனவே λ = v / f = 10 m/s ÷ 10 Hz = 1 m — அதிர்வெண்ணை இரட்டிப்பாக்குவது அலைநீளத்தை பாதியாக்குகிறது.
ஒரு வேறு அலைக்கு 4 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் மற்றும் 3 மீட்டர் அலைநீளம் உள்ளது. அதன் வேகம் என்ன?
- சரியான விடை: 12 m/s
- 7 m/s
- 0.75 m/s
ஆம்! v = f · λ = 4 Hz × 3 m = 12 m/s.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு கிடார் நூலை இறுக்குவது, இந்த சமன்பாட்டை கேட்கக்கூடியதாக்குகிறது: இறுக்கமான நூல் அலைகளை வேகமாக சுமக்கும், எனவே இசைக்கலைஞர் அனுப்பும் ஒவ்வொரு அதிர்வும் உயர் சுருதியாகத் திரும்பும். நூலை வேகமாக அதிரச் செய்வது வேறு ஏதோ செய்யும் — அலை இன்னும் நூல் அனுமதிக்கும் வேகத்தில் பயணிக்கும், ஆனால் சுழற்சிகள் குறுகிய அலைநீளத்தில் நெருக்கமாக அடுக்கப்படும். வேகத்தை நிர்ணயிப்பது இசைக்கலைஞர் அல்ல, ஊடகம்.
பொதுவான தவறுகள்
தவறான எதிர்வினை, மூலத்தை வேகமாக அதிரச் செய்தால் அலை வேகமாகவே பயணிக்கும் என்பது — வேகம் ஊடகத்தால் மட்டுமே நிலைநிறுத்தப்படுகிறது, எனவே வேகமான அலைவு வெறுமனே அலைநீளத்தை சுருக்கும்: v = f · λ ஐ λ = v / f ஆக மறுசீரமைத்தால் அந்த மாற்றம் வெளிப்படையாகும். 10 m/s நூலை 5-க்கு பதிலாக 10 ஹெர்ட்ஸில் அதிரச் செய்தால், அலைநீளம் 2 மீட்டரிலிருந்து 1 மீட்டராக விழும், ஆனால் வேகம் ஒருபோதும் மாறாது. அதிர்வெண் மற்றும் அலைநீளம் சுயாதீன கட்டுப்பாடுகள் அல்ல.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இந்த ஒற்றை சமன்பாடு, முழு அலைகள் பிரிவின் முதுகெலும்பு: டாப்ளர் விளைவு, நிலையான அலை வேகத்தில் மூலத்தின் சொந்த இயக்கம் அந்த அலைநீளங்களை எவ்வாறு சிதைக்கிறது என்பது, துடிப்புகள் இரண்டு கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான அதிர்வெண்கள் ஒன்றுக்கொன்று உள்ளேயும் வெளியேயும் மாறுவது. இது தொகுதிகளையும் தாண்டுகிறது — ஒளியியலில் குறுக்கீடு மற்றும் விளிம்பு விலகல், இதே தொடர்பு வழியாக ஒளியின் அலைநீளத்தால் ஆளப்படுகின்றன.