স্থির তরঙ্গ (Standing Wave)

সংজ্ঞা:

দুটি সমান মাত্রার অগ্রগামী তরঙ্গ বিপরীত দিকে অগ্রসর হয়ে একে অপরের উপর আপতিত হলে যে তরঙ্গের সৃষ্টি হয়, তাকে স্থির তরঙ্গ বলা হয়।

উদ্ভব:

একটি তার বা মোটা দড়ির এক প্রান্ত দৃঢ়ভাবে বেঁধে অন্য প্রান্ত দোলা দিলে তরঙ্গটি তার বেয়ে অগ্রসর হয়।

বন্ধ প্রান্তে তরঙ্গ প্রতিফলিত হয়ে ফিরে আসে।

নতুন অগ্রগামী তরঙ্গের সঙ্গে প্রতিফলিত তরঙ্গ আপতিত হলে স্থির তরঙ্গ উদ্ভব হয়।

তরঙ্গ তার বা দড়ি বেয়ে অগ্রসর হয় না, বরং তার অংশের মধ্যে উৎপন্ন ও লুপ্ত হয়।

বৈশিষ্ট্য:

১. কিছু বিন্দুতে কোনো স্পন্দন নেই → নিস্পন্দ বিন্দু (Node)

২. কিছু বিন্দুতে সর্বাধিক স্পন্দন → সুস্পন্দ বিন্দু (Antinode)

৩. নিস্পন্দ ও সুস্পন্দ বিন্দুর অবস্থান স্থির থাকে।

৪. পরপর দুটো সুস্পন্দ বিন্দু বা নিস্পন্দ বিন্দুর মধ্যে দূরত্ব = তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অর্ধেক।

উদাহরণ:

গীটার, একতারা, সেতার ইত্যাদি বাদ্যযন্ত্রের তারে স্থির তরঙ্গ উৎপন্ন হয়।

শব্দ হলো এক ধরনের শক্তি, যা আমাদের শ্রবণ ইন্দ্রিয়ের মাধ্যমে শোনার অনুভূতি সৃষ্টি করে। এটি একটি তরঙ্গাকার প্রক্রিয়ায় এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চারিত হয়, যেখানে পদার্থের কণাগুলো সামনের ও পেছনের দিকে দোলন করে শক্তি পরিবহন করে।

শব্দ তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য:

• শব্দ হলো যান্ত্রিক এবং অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ, যা মাধ্যমের কণার স্পন্দনের দিকের সমান্তরালে অগ্রসর হয়।

• শব্দ উৎপন্ন হয় কোনো বস্তুর কম্পনের ফলে; অর্থাৎ, কম্পনই শব্দের উৎস।

• শব্দ তরঙ্গের সঞ্চালনের জন্য জড় মাধ্যম (বায়ু, জল বা কঠিন পদার্থ) প্রয়োজন; শূন্যস্থানে শব্দ চলতে পারে না।

• শব্দ তরঙ্গের বেগ নির্ভর করে মাধ্যমের প্রকৃতির উপর, যেমন—ঘনত্ব, তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা।
  উদাহরণস্বরূপ, শব্দের বেগ কঠিনে সর্বাধিক, তরলে কম, এবং বায়ুতে সর্বনিম্ন।

• শব্দের তীব্রতা (Intensity) তরঙ্গের বিস্তার (Amplitude)-এর বর্গের সমানুপাতিক; অর্থাৎ, বিস্তার যত বেশি, শব্দ তত জোরে শোনা যায়।

• শব্দ তরঙ্গ প্রতিফলন (Reflection), প্রতিসরণ (Refraction) এবং উপরিপাতন (Diffraction) ঘটাতে সক্ষম।

• শব্দ তরঙ্গের এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে আমরা প্রতিধ্বনি শুনতে পাই এবং বাদ্যযন্ত্রের সুর ভিন্নভাবে অনুভব করি।

শব্দের ব্যবহার (Usages of Sound)

শব্দের প্রচলিত ব্যবহার আমরা দৈনন্দিন জীবনে প্রতিনিয়ত দেখি।

• কথা বলা, গান বা সঙ্গীত শোনা, হৃৎস্পন্দনের শব্দ শোনা, যন্ত্রপাতির শব্দ শোনা ইত্যাদি দৈনন্দিন ব্যবহারের উদাহরণ।

• তবে শব্দের আরও অনেক বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত ব্যবহার রয়েছে। যেমন- গর্ভে থাকা নবজাতক দেখা, মাটির নিচে তেল বা গ্যাসের উপস্থিতি নির্ণয় ইত্যাদি।

১. ত্রিমাত্রিক সিসমিক সার্ভে (3D Seismic Survey):

• মাটির নিচে তেল বা গ্যাস আছে কিনা তা নির্ণয়ের জন্য সিসমিক সার্ভে করা হয়।

• প্রক্রিয়া: মাটির কিছু অংশে ছোট বিস্ফোরণ ঘটানো হয়। বিস্ফোরণের শব্দ মাটির নিচের বিভিন্ন স্তরে প্রতিফলিত হয়ে উপরে ফিরে আসে।

• প্রতিফলিত তরঙ্গগুলো ধরা হয় জিওফোন (Geophone) নামের বিশেষ রিসিভারের মাধ্যমে।

• প্রতিটি প্রতিফলন এবং সময় ব্যবধান বিশ্লেষণ করে মাটির নিচের নিখুঁত ত্রিমাত্রিক ছবি তৈরি করা হয়।

• যেহেতু শব্দের উৎস এবং জিওফোনের অবস্থান জানা থাকে, তাই উৎস থেকে রিসিভারে শব্দ পৌঁছতে কত সময় লেগেছে তা দিয়ে বিভিন্ন স্তরের দূরত্ব নির্ণয় করা যায়।

২. আলট্রাসাউন্ড ক্লিনার (Ultrasound Cleaner):

• ল্যাবরেটরিতে ছোট যন্ত্রপাতি নিখুঁতভাবে পরিষ্কার করতে আলট্রাসাউন্ড ক্লিনার ব্যবহার করা হয়।

• প্রক্রিয়া: যন্ত্রপাতি একটি তরলে ডুবানো হয় এবং সেখানে আলট্রাসাউন্ড তরঙ্গ প্রবাহিত করা হয়।

• আলট্রাসাউন্ডের কম্পনের ফলে যন্ত্রপাতির ভেতরের সব ধুলো ও ময়লা বের হয়ে আসে।