তরঙ্গ কী? কীভাবে সেগুলি তৈরি হয় এবং তাদের বিভিন্ন ধরণের কী কী?

আজকের এই প্রবন্ধে আমরা তরঙ্গ সম্পর্কে আলোচনা করব। তরঙ্গ বলতে আমরা কী বুঝি, তরঙ্গের কী কী প্রকার রয়েছে, তরঙ্গের কী কী বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কীভাবে তরঙ্গের গতি নির্ণয় করা যায়, তরঙ্গের অপবর্তন কী এবং তরঙ্গের অধিব্যাপন কী, এই সমস্ত বিষয়গুলো নিয়ে আলোচনা করব। তরঙ্গ পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক ধারণা। আমাদের চারপাশে আমরা যে সমস্ত ঘটনা দেখতে পাই তার অনেকগুলোই তরঙ্গের আচরণ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। তরঙ্গ আলোর প্রচার, শব্দের প্রচার, তাপের প্রচার ইত্যাদি ঘটনাকে ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে। তাই তরঙ্গ সম্পর্কে জানা পদার্থবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এই প্রবন্ধে আমরা তরঙ্গের মৌলিক ধারণাগুলো সম্পর্কে জানব, যা আমাদের তরঙ্গের আচরণ বুঝতে এবং আমাদের চারপাশের বিশ্বের বিভিন্ন ঘটনাকে ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করবে।

তরঙ্গ কি

তরঙ্গ হল একটি শক্তির মাধ্যম যা একটি মাধ্যমের মধ্যে দিয়ে প্রসারিত হয়। এটি একটি দোলক গতি, যা মাধ্যমের কণাগুলিকে একটি স্থানিক এবং সময়ের মধ্যে একটি নিয়মিত দোলক ব্যবস্থার মধ্যে স্থানচ্যুত করে। তরঙ্গ মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলতে পারে, যেমন: পানি, বাতাস, বা একটি কঠিন বস্তু।

তরঙ্গগুলি তাদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য, পর্যায়কাল, প্রশস্ততা এবং বেগ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। তরঙ্গদৈর্ঘ্য হল দুটি পরপর অবস্থিত ক্রেস্ট বা ট্রাফের মধ্যবর্তী দূরত্ব। পর্যায়কাল হল একটি সম্পূর্ণ দোলন সম্পূর্ণ করার জন্য তরঙ্গের নির্দিষ্ট সময়। প্রশস্ততা তরঙ্গের মধ্যবর্তী সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন বিন্দুর মধ্যে দূরত্ব। বেগ হল যে হারে তরঙ্গ মাধ্যমের মধ্যে দিয়ে চলে।

তরঙ্গ বিভিন্ন ধরনের হতে পারে, যেমন: যান্ত্রিক তরঙ্গ, যেমন শব্দ এবং ভূমিকম্প তরঙ্গ; এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ, যেমন রেডিও তরঙ্গ, মাইক্রোওয়েভ এবং দৃশ্যমান আলো। যান্ত্রিক তরঙ্গগুলি মাধ্যমের মধ্যে ভরের একটি দোলন প্রয়োজন, যখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গগুলি বিদ্যুৎ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের দোলনের মাধ্যমে প্রচারিত হয়।

যান্ত্রিক তরঙ্গ এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ

তরঙ্গের দুটি মূল ধরন। তরঙ্গ হলো শক্তি বা তথ্যের একটি প্রচার যা কোনো মাধ্যমের মধ্য দিয়ে অগ্রসর হয়।

যান্ত্রিক তরঙ্গ মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়, যেমন পানি, বাতাস বা একটি সংস্থা। যান্ত্রিক তরঙ্গে, মাধ্যমটি স্থানচ্যুত হয় এবং তারপরে তার মূল অবস্থানে ফিরে আসে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি একটি পাথর পুকুরে ফেলেন, তখন এটি একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ তৈরি করে যা পানির পৃষ্ঠে তরঙ্গের আকারে বাইরে দিকে ছড়িয়ে পড়ে।

অন্যদিকে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ মাধ্যম ছাড়াই সঞ্চারিত হতে পারে। এই তরঙ্গগুলো তৈরি হয় তড়িৎ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের মিথষ্ক্রিয়ার মাধ্যমে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের উদাহরণ হলো আলো, রেডিও তরঙ্গ এবং এক্স-রে।

আমাদের দৈনন্দিন জীবনে আমরা বিভিন্ন ধরনের তরঙ্গের সাথে মোকাবিলা করি। উদাহরণস্বরূপ, আমরা আলোর মাধ্যমে দেখি, যা একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ। আমরা রেডিও এবং টেলিভিশন তরঙ্গের মাধ্যমে যোগাযোগ করি, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গও। আমরা যখন সাঁতার কাটি বা নৌকা চালাই, তখন আমরা যান্ত্রিক তরঙ্গের সাথে মোকাবিলা করি যা পানির পৃষ্ঠে তৈরি হয়।

তরঙ্গ আমাদের জীবনের একটি অপরিহার্য অংশ। তারা আমাদের যোগাযোগ করতে, দেখতে, শুনতে এবং অনেক কাজ করতে সাহায্য করে। তরঙ্গের মূলনীতি বুঝতে পারলে আমরা আমাদের চারপাশের বিশ্বকে আরও ভালোভাবে বুঝতে পারি।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য, কম্পাঙ্ক এবং আয়তন

তরঙ্গের তিনটি প্রধান বৈশিষ্ট্য রয়েছে: ।

তরঙ্গদৈর্ঘ্য হল একই পর্যায়ে বা অবস্থানে দুটি প্রতিবেশী শীর্ষ (শীর্ষক) বা নিম্নতম (অতল) এর মধ্যবর্তী দূরত্ব। এটি গ্রীক অক্ষর ল্যাম্বডা (λ) দিয়ে প্রকাশ করা হয় এবং সাধারণত মিটার (m), সেন্টিমিটার (cm) বা মিলিমিটার (mm) এ পরিমাপ করা হয়।

কম্পাঙ্ক হল এক সেকেন্ডে তরঙ্গের পূর্ণ চক্রের সংখ্যা। এটি হার্জ (Hz) এককে পরিমাপ করা হয়, যা এক সেকেন্ডে একটি চক্রের সমান।

আয়তন হল একক সময়ে তরঙ্গের দ্বারা স্থানান্তরিত শক্তির পরিমাণ। এটি ওয়াট (W) এককে পরিমাপ করা হয়।

এই তিনটি বৈশিষ্ট্য তরঙ্গের আচরণ এবং বৈশিষ্ট্য বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। তরঙ্গদৈর্ঘ্য তরঙ্গের গতি এবং কম্পাঙ্ক নির্ধারণ করে, যখন আয়তন তরঙ্গের শক্তি এবং তীব্রতা নির্ধারণ করে।

তরঙ্গের বেগ

তরঙ্গ হলো এক ধরনের শক্তি যা একটি মাধ্যমের মধ্য দিয়ে চলতে পারে। যখন কোনো মাধ্যমে কোনো ব্যাঘাত ঘটে, তখন সেই ব্যাঘাত থেকে শক্তি চারদিকে তরঙ্গের আকারে ছড়িয়ে পড়ে। এই তরঙ্গের আকারটিই আমরা দেখতে পাই। হলো এক সেকেন্ডে তরঙ্গের যে দূরত্ব অতিক্রম করে। নির্ভর করে মাধ্যমের ধর্মের উপর। সাধারণত কঠিন মাধ্যমে বেশি হয় এবং তরল মাধ্যমে কম হয়। ের একক হলো মিটার/সেকেন্ড (m/s)।

তরঙ্গ অপবর্তনের সূত্র

টি হল একটি সমীকরণ যা দুটি মাধ্যমের সীমানায় একটি তরঙ্গের দিক পরিবর্তনের সাথে এর গতির পরিবর্তনের সম্পর্ককে বর্ণনা করে। এই সূত্রটি প্রথম প্রস্তাব করেন ডাচ বিজ্ঞানী উইলেব্রোড স্নেলিয়াস ১৬২১ সালে। সূত্রটি নিম্নরূপ:

sin(θ₁) / sin(θ₂) = v₁ / v₂

যেখানে θ₁ হল ঘটন তরঙ্গের দিক, θ₂ হল প্রতিফলিত তরঙ্গের দিক, v₁ হল ঘটন মাধ্যমের গতি এবং v₂ হল প্রতিসার মাধ্যমের গতি।

এই সূত্রটি দুটি মাধ্যমের মধ্যে একটি তরঙ্গের পথ নির্ধারণে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি তরঙ্গ বায়ু থেকে পানিতে প্রবেশ করে, তাহলে তরঙ্গটি প্রতিসারিত হবে এবং এর গতি হ্রাস পাবে। এই ক্ষেত্রে, ঘটন তরঙ্গের দিকটি বায়ু-পানি সীমানার সাথে একটি কোণ θ₁ তৈরি করবে এবং প্রতিফলিত তরঙ্গের দিকটি সীমানার সাথে একটি কোণ θ₂ তৈরি করবে। ব্যবহার করে, আমরা θ₂ এর মান নির্ধারণ করতে পারি, যা আমাদের তরঙ্গের পথ নির্ধারণ করতে সাহায্য করবে।

রচনাত্মক এবং ধ্বংসাত্মক অধিব্যাপন

তরঙ্গ হল একটি বিশেষ ধরনের ব্যাঘাত যা একটি মাধ্যমের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। এটি মাধ্যমের কণাকে সরানো ছাড়াই শক্তি বহন করে। তরঙ্গ বিভিন্ন ধরনের হতে পারে, যেমন যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা একটি দৃঢ় মাধ্যমের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, এবং তড়িচুম্বকীয় তরঙ্গ, যা শূন্যস্থানের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে।

যান্ত্রিক তরঙ্গগুলির মধ্যে শব্দ তরঙ্গ, জল তরঙ্গ এবং ভূমিকম্পের তরঙ্গ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। শব্দ তরঙ্গগুলি বায়ু বা অন্যান্য নমনীয় মাধ্যমের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, এবং এগুলি আমাদের শুনতে দেয়। জল তরঙ্গগুলি পানির পৃষ্ঠের উপরে প্রবাহিত হয় এবং এগুলি দেখতে পাওয়া যায় এবং অনুভব করা যায়। ভূমিকম্পের তরঙ্গগুলি ভূমিকম্পের সময় তৈরি হয় এবং এগুলি ভূমিকম্প পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।

তড়িচুম্বকীয় তরঙ্গগুলি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র নিয়ে গঠিত। এগুলি শূন্যতার মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে এবং এগুলি দৃশ্যমান আলো, রেডিও তরঙ্গ এবং এক্স-রে অন্তর্ভুক্ত করে। দৃশ্যমান আলো হল তরঙ্গের একটি পরিসর যা মানুষের চোখ দেখতে পারে, এবং এটি বস্তু দেখতে আমাদের দেয়। রেডিও তরঙ্গগুলি তরঙ্গের একটি পরিসর যা রেডিও যোগাযোগে ব্যবহৃত হয়, এবং এক্স-রেগুলি তরঙ্গের একটি পরিসর যা ঔষধ এবং বিজ্ঞানে ব্যবহৃত হয়।

তরঙ্গগুলি আমাদের জীবনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তারা যোগাযোগ, পরিবহন এবং চিকিৎসা সহ বিভিন্ন কাজে ব্যবহৃত হয়। তরঙ্গগুলি প্রকৃতিতেও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যেমন ভূমিকম্পের তরঙ্গগুলি ভূমিকম্পের সময় তৈরি হয় এবং জল তরঙ্গগুলি জলের পৃষ্ঠের উপরে প্রবাহিত হয়।