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अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य तरंगों में क्या अंतर है?

कक्षा 11 भौतिकीNCERT अध्याय: तरंगेंRead this in English

परीक्षा के लिए तैयार उत्तर

अनुप्रस्थ तरंग में माध्यम के कण तरंग के चलने की दिशा के लंबवत दोलन करते हैं और शृंग व गर्त बनते हैं, जैसे डोरी पर तरंग। अनुदैर्ध्य तरंग में कण तरंग के चलने की दिशा में ही आगे-पीछे दोलन करते हैं और संपीडन व विरलन बनते हैं, जैसे हवा में ध्वनि तरंग। अनुप्रस्थ यांत्रिक तरंगों के लिए अपरूपण गुणांक वाला माध्यम चाहिए।

विस्तार से समझें

यांत्रिक तरंग माध्यम में ऊर्जा ले जाती है, लेकिन माध्यम को अपने साथ नहीं ले जाती। हर कण सिर्फ़ अपनी माध्य स्थिति के इधर-उधर दोलन करता है और विक्षोभ को पड़ोसी कण तक पहुँचा देता है। दोनों तरह की तरंगों में फ़र्क इस बात का है कि कण का दोलन तरंग के चलने की दिशा के मुक़ाबले किस दिशा में है। तनी डोरी का एक सिरा ऊपर-नीचे हिलाने से अनुप्रस्थ तरंग बनती है; लंबी स्प्रिंग को उसकी लंबाई में आगे-पीछे धकेलने से अनुदैर्ध्य तरंग।

अनुप्रस्थ तरंगें: कण तरंग की दिशा के समकोण पर चलते हैं। सबसे ऊँचे बिंदु शृंग और सबसे नीचे बिंदु गर्त कहलाते हैं। ऐसी तरंगों के लिए माध्यम को आकार बदलने का विरोध करना चाहिए, यानी उसमें अपरूपण गुणांक होना चाहिए। इसलिए अनुप्रस्थ यांत्रिक तरंगें ठोसों में और डोरियों पर चलती हैं, लेकिन द्रवों या गैसों के अंदर से नहीं। डोरी पर इनकी चाल v = √(T/μ) होती है, जहाँ T तनाव और μ प्रति एकांक लंबाई द्रव्यमान है।

अनुदैर्ध्य तरंगें: कण तरंग की दिशा में ही आगे-पीछे चलते हैं, जिससे संपीडन (ज़्यादा दाब और घनत्व वाले क्षेत्र) और विरलन (कम दाब और घनत्व वाले क्षेत्र) बनते हैं। ये आयतन प्रत्यास्थता गुणांक पर निर्भर करती हैं, जो हर माध्यम में होता है, इसलिए ये ठोस, द्रव और गैस तीनों में चलती हैं। हवा में ध्वनि अनुदैर्ध्य तरंग है। तरल में इसकी चाल v = √(B/ρ) होती है, जहाँ B आयतन प्रत्यास्थता गुणांक और ρ घनत्व है।

याद रखने योग्य बातें

  1. अनुप्रस्थ तरंग: कण तरंग के चलने की दिशा के लंबवत दोलन करते हैं।
  2. अनुदैर्ध्य तरंग: कण तरंग के चलने की दिशा में ही दोलन करते हैं।
  3. अनुप्रस्थ में शृंग और गर्त बनते हैं; अनुदैर्ध्य में संपीडन और विरलन।
  4. अनुप्रस्थ यांत्रिक तरंगें सिर्फ़ ठोसों और डोरियों में; अनुदैर्ध्य तरंगें ठोस, द्रव और गैस तीनों में चलती हैं।
  5. चाल: डोरी पर v = √(T/μ); तरल में ध्वनि की चाल v = √(B/ρ)।

परीक्षा टिप

उत्तर दो कॉलम वाली तालिका में लिखिए: कणों के दोलन की दिशा, शृंग-गर्त बनाम संपीडन-विरलन, किन माध्यमों में चलती हैं, और हर एक का एक उदाहरण। साथ में दोनों तरंगों का छोटा चित्र बनाइए।

छात्र यह भी पूछते हैं

अनुप्रस्थ यांत्रिक तरंगें हवा में क्यों नहीं चल सकतीं?
अनुप्रस्थ तरंग के लिए माध्यम को आकार बदलने का विरोध करना होता है, जिसके लिए अपरूपण गुणांक चाहिए। गैसों और द्रवों में अपरूपण गुणांक नहीं होता, इसलिए उनके अंदर अनुप्रस्थ यांत्रिक तरंगें नहीं चल पातीं। हवा में सिर्फ़ ध्वनि जैसी अनुदैर्ध्य तरंगें चलती हैं।
संपीडन और विरलन क्या होते हैं?
अनुदैर्ध्य तरंग में संपीडन वह क्षेत्र है जहाँ कण पास-पास सिमट जाते हैं, इसलिए वहाँ दाब और घनत्व सामान्य से ज़्यादा होते हैं। विरलन वह क्षेत्र है जहाँ कण दूर-दूर फैल जाते हैं, इसलिए वहाँ दाब और घनत्व सामान्य से कम होते हैं।
ठोस में तरंग अनुप्रस्थ होती है या अनुदैर्ध्य?
ठोस में आयतन प्रत्यास्थता और अपरूपण दोनों गुणांक होते हैं, इसलिए उसमें दोनों तरह की यांत्रिक तरंगें चल सकती हैं। भूकंप की तरंगें इसका उदाहरण हैं: ये पृथ्वी की चट्टानों में अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों रूपों में चलती हैं और अलग-अलग चाल से पहुँचती हैं।

अध्याय के नाम से अपनी किताब में विषय खोजें और अपने संस्करण से मिलान करें; नाम और क्रम बदल सकते हैं। ये Know.it की व्याख्याएँ हैं, आधिकारिक NCERT समाधान नहीं।