जादू जैसा प्रयोग! स्पीकर और डोरी से ‘स्थित तरंग’ को नियंत्रित करने की किफायती विधि

मैं केन कुवाको, आपका साइंस ट्रेनर हूँ। हर दिन एक प्रयोग है।

क्या आप ‘आवाज़’ के अनदेखे रूप को देखना नहीं चाहेंगे? शायद आपको लगता होगा कि साइंस लैब के उपकरण बहुत महंगे होते हैं, लेकिन सच कहूँ तो, आप रोज़मर्रा की चीज़ों से भी हैरतअंगेज़ और दमदार प्रयोग कर सकते हैं। आज, मैं आपको ‘स्थायी तरंगों’ (Stationary Waves) को देखने वाला एक ऐसा उपकरण दिखाऊंगा, जिसमें रस्सी किसी जीव की तरह नाचती है। मैंने अपने स्कूल के टीचर I-सेंसेई के साथ मिलकर, 100-येन शॉप की चीज़ों का इस्तेमाल करके, एक सस्ता और शानदार उपकरण बनाया है। यह स्कूल टीचर्स के लिए तो बेहतरीन है ही, साथ ही घर पर साइंस प्रोजेक्ट के लिए भी एकदम सही है।

विज्ञान की रेसिपी: रोज़मर्रा की चीज़ों से प्रयोग उपकरण बनाएं

अगर आप सोच रहे हैं कि ‘भौतिकी (Physics) के प्रयोग’ के लिए ख़ास उपकरणों की ज़रूरत होगी, तो ऐसा नहीं है। इस बार हमें बस नीचे दी गई चीज़ों की ज़रूरत है। इनका कुल ख़र्च एक लंच के बिल से भी कम होगा।

तैयारी के लिए ज़रूरी चीज़ें: एक सस्ता स्पीकर (जिसे हम बाद में खोलेंगे)। उदाहरण के लिए, डायसो (Daiso) में 300 येन में मिलने वाला स्पीकर बहुत शक्तिशाली था। इसमें 3W की आउटपुट शक्ति है, जिससे रस्सी को ज़्यादा मज़बूती और ज़ोरदार ढंग से हिलाया जा सकता है। बेहतरीन पुर्ज़े ढूंढना और वैज्ञानिक प्रयोगों को अपडेट करते रहना ही इस काम का सबसे बड़ा मज़ा है।

・मज़बूत धागा (या पतंग उड़ाने वाला धागा) ・वज़न/भार (मछली पकड़ने वाला वज़न या 5-येन के सिक्कों का बंडल भी इस्तेमाल किया जा सकता है) ・कटिंग बोर्ड स्टैंड (100-येन शॉप से ख़रीदा गया)

・USB चार्जर (100-येन शॉप से ख़रीदा गया)

・साउंड सोर्स के लिए स्मार्टफोन या आईपैड (एक फ्री ‘टोन जेनरेटर’ ऐप डाउनलोड करके रखें। कोई भी ऐसा ऐप जो ख़ास फ्रीक्वेंसी की आवाज़ निकाल सके, काम करेगा)

अब इन चीज़ों को जोड़ते हैं। स्पीकर के हिलने वाले हिस्से से धागा बांधें, दूसरा सिरा कटिंग बोर्ड स्टैंड पर टांग दें, और उसे वज़न/भार से कसकर सीधा रखें।

तो, अब स्विच ऑन! जब आप इसे सचमुच हिलाते हैं…

कैसा लगा? आप अपनी आँखों से साफ़-साफ़, सुंदर तरंगों (Waves) का आकार देख सकते हैं। यह स्थायी तरंग (Stationary Wave) पिछले किसी भी उपकरण से कहीं ज़्यादा स्पष्ट दिखाई दे रही है। यह देखकर आपको सच में मज़ा आएगा!

प्रयोग के नुस्खे और ‘अनुनाद’ (Resonance) का जादू

यह प्रयोग दिखने में आसान है, पर इसके पीछे का विज्ञान गहरा है। जब आप ऐप का इस्तेमाल करके स्पीकर से निकलने वाली आवाज़ की फ्रीक्वेंसी को कम से ज़्यादा करते हैं, तो एक ख़ास फ्रीक्वेंसी की आवाज़ आते ही, रस्सी अचानक ज़ोर से हिलने लगती है और एक सुंदर लहर का आकार ले लेती है। भौतिकी (Physics) में इसी घटना को ‘अनुनाद’ (Resonance) कहते हैं, और इस दौरान बनने वाली न हिलने वाली तरंग को ही ‘स्थायी तरंग’ (Stationary Wave) कहा जाता है।

प्रयोग में सफलता के नुस्खे: ‘मूल मोड (Fundamental Mode)’ (जब केवल एक तरंग बनती है) को एकदम से ढूंढना मुश्किल होता है। सबसे पहले, फ्रीक्वेंसी को एडजस्ट करें और ‘तीसरी-हार्मोनिक’ या ‘चौथी-हार्मोनिक’ (जब तरंगों के 3 या 4 उभार दिखते हैं) को खोजने की कोशिश करें। इन्हें ढूंढना आसान होता है। एक बार जब आप इन्हें ढूंढ लेते हैं, तो अनुमान लगाकर फ्रीक्वेंसी को कम करते जाएं और ‘दूसरी-हार्मोनिक’ और फिर ‘मूल मोड’ को बनाने की कोशिश करें। ‘मूल मोड’ बनने में, आवाज़ शुरू करने और रस्सी के हिलना शुरू करने के बाद, थोड़ा वक़्त लग सकता है, इसलिए धैर्य रखें और इंतज़ार करें।

प्रोफ़ेशनल का एक नुस्खा: चुपचाप प्रयोग करने की तरकीब

कुछ दिनों पहले मैं नारिका गया था और वहाँ मैंने स्थायी तरंगों को देखने वाला एक उपकरण (स्ट्रिंग स्थायी तरंग प्रयोग सेट) देखा। ज़ाहिर है, वह हाथ से बनाए गए उपकरण से अलग था; उसमें ज़्यादा शक्ति थी और मैं साफ़ स्थायी तरंगों को देख पाया।

यह भी दिलचस्प है कि जब कंपन करने वाले उपकरण को खड़ा किया जाता है, तो कंपन की फ्रीक्वेंसी आधी हो जाती है। मैंने शायद मेल्ड का प्रयोग (?) जैसा कुछ बहुत अच्छे से देखा। मैंने इसकी नकल करते हुए सोचा कि अगर मैं अपने डायसो उपकरण के वाइब्रेटिंग हिस्से को ऊपर की तरफ़ करके, उस पर कोई रूलर लगा दूं, तो क्या मुझे और साफ़ तरंगें नहीं मिलेंगी? और मैंने जब ऐसा किया, तो मुझे बेहतरीन स्थायी तरंगें मिलीं।

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