पानी की सतह पर छुपी हुई रेखाएँ! दो पत्थर फेंककर खोजें तरंगों का जादुई वृत्त (तरंगों के व्यतिकरण पैटर्न का अवलोकन)

नमस्ते, मैं साइंस ट्रेनर केन कुवाको हूँ। मेरे लिए हर दिन एक नया प्रयोग है।

चमकती हुई नदी की सतह हो या बारिश के बाद सड़क पर बने पानी के गड्ढे, क्या आपने कभी गौर किया है कि इन रोज़मर्रा के नज़ारों में भी खूबसूरत ज्यामितीय आकृतियाँ छिपी होती हैं? हमारी दुनिया गणित के कुछ अनदेखे नियमों से बहुत ही करीने से सजाई गई है। आज हम एक ऐसे ही मज़ेदार प्रयोग के बारे में बात करेंगे जो लहरों के बीच होने वाली इस अनोखी लुका-छिपी को उजागर करेगा।

प्रकृति के कैनवास को करीब से देखें

चलिए, सबसे पहले लहरों की हलचल को समझने की कोशिश करते हैं। समुद्र के किनारे जो लहरें हम देखते हैं, वे काफी जटिल होती हैं। किनारे पर पानी कम गहरा होने की वजह से पीछे वाली लहरें आगे वाली लहरों से टकरा जाती हैं और उनका असली आकार बिगड़ जाता है।

इसीलिए, लहरों की शुद्ध हलचल को देखने के लिए हम “नेशनल म्यूजियम ऑफ नेचर एंड साइंस” की इस लहरें पैदा करने वाली मशीन का सहारा लेंगे। यहाँ आप देख सकते हैं कि एक खास लय में उठने वाली लहरें कितनी नियम के साथ आगे बढ़ती हैं।

यहाँ आप देख सकते हैं कि लहरें कैसे एक सीध में चलती हैं और किनारे से टकराकर वापस लौटती हैं। यह लहरों का एक-आयामी (1D) रूप है।

प्रकृति की जादुई चित्रकारी: लहरों का व्यतिकरण

अब बात करते हैं पानी की सतह पर फैलती लहरों के दो-आयामी (2D) रूप की। जब दो लहरें आपस में मिलती हैं, तो वे एक खास पैटर्न बनाती हैं जिसे व्यतिकरण (Interference) कहा जाता है। आइए इसे इस वीडियो में देखते हैं। शायद पहली बार में यह साफ़ न दिखे, इसलिए थोड़ा गौर से देखिएगा। क्या आपको पानी पर कुछ ऐसी धारियाँ दिख रही हैं जहाँ लहरें एक-दूसरे को शांत कर रही हैं और पानी एकदम स्थिर लग रहा है?

भौतिक विज्ञान में इन रेखाओं को कमज़ोर करने वाला अतिपरवलय (Destructive Hyperbola) कहा जाता है। जब दो लहरें मिलती हैं और एक का उभार दूसरे के गड्ढे से टकराता है, तो वे एक-दूसरे के असर को खत्म कर देती हैं। इन्हीं शांत बिंदुओं के मेल से ये खूबसूरत वक्र तैयार होते हैं।

महज़ कुछ रुपयों के सामान से विज्ञान की जादुई नज़र

जब मैंने इन लहरों को देखा, तो मेरे मन में आया कि क्यों न इस अद्भुत नज़ारे को और भी साफ़ तरीके से देखने के लिए घर पर ही एक मशीन बनाई जाए! इसके लिए मैंने एक बहुत ही साधारण चीज़ का इस्तेमाल किया।

जी हाँ, मैंने इस हेड मसाजर (सिर की मालिश करने वाला यंत्र) का उपयोग किया।

यह हेड वेव बार है (जिसे मैंने एक सस्ते स्टोर से खरीदा था)

जैसे ही इसका स्विच ऑन करते हैं, मोटर की वजह से इसकी उंगलियाँ तेज़ी से कांपने लगती हैं। मुझे विचार आया कि क्या इससे एक साथ कई लहरें बनाई जा सकती हैं? मैंने घर जाकर इसकी तीन उंगलियाँ काट दीं ताकि सिर्फ दो मुख्य स्रोत ही बचें।

और फिर जैसे ही मैंने इन कांपते हुए सिरों को पानी की सतह से छुआ…

अरे वाह! यह तो वाकई कमाल है!

इस वीडियो में देखिए कि कैसे यह जुगाड़ वाला मसाजर एकदम सटीक व्यतिकरण पैटर्न बना रहा है।

अक्सर लोग फिजिक्स का नाम सुनकर डर जाते हैं और भारी-भरकम फॉर्मूलों के बारे में सोचने लगते हैं। लेकिन असल में यह बहुत सरल है। जब दो लहरें टकराती हैं, तो वे या तो मिलकर बड़ी हो जाती हैं या फिर एक-दूसरे को मिटा देती हैं। बस इतनी सी बात है! जब मैंने नदी किनारे अपने छात्रों के साथ ये लहरें देखी थीं, तो उनकी आँखों में एक अलग ही चमक थी। उन्हें यकीन नहीं हो रहा था कि किताब में पढ़ी बातें हकीकत में इतनी खूबसूरत दिख सकती हैं।

अगली बार जब आप किसी नदी या तालाब के पास जाएँ, तो यह प्रयोग ज़रूर करें। बस दो पत्थर एक साथ पानी में फेंकें। जहाँ दोनों लहरें मिलेंगी, वहाँ आपको ये जादुई धारियाँ ज़रूर दिखेंगी। असल में रोज़मर्रा में छिपे विज्ञान के रहस्यों को ढूँढने में बच्चे बड़ों से ज़्यादा माहिर होते हैं, क्योंकि उनकी नज़र में दुनिया को देखने का एक अलग और साफ़ नज़रिया होता है।

और अधिक जानें: रोज़मर्रा की ज़िंदगी में छिपा गणित

अगर आपको इस प्रयोग में मज़ा आया और आप प्रकृति के और भी रहस्यों को खोजना चाहते हैं, तो मैं आपको “रोज़मर्रा की ज़िंदगी में छिपे गणितीय वक्र” (Daily Life Mathematical Curves) नाम की यह डीवीडी-बुक ज़रूर पढ़ने की सलाह दूँगा।

सूरजमुखी के बीजों की बनावट से लेकर फव्वारों के गिरने के अंदाज़ तक, इसमें विज्ञान के ढेरों राज़ छिपे हैं। आप हैरान रह जाएँगे कि हमारी दुनिया कितनी सटीक गणनाओं से बनी है!

रोज़मर्रा की ज़िंदगी में छिपे गणितीय वक्र (Amazon)

संपर्क और जानकारी

विज्ञान की दुनिया को अपने करीब लाएँ! मैंने यहाँ घर पर किए जाने वाले मज़ेदार प्रयोगों और उनके आसान तरीकों को साझा किया है। और अधिक जानकारी के लिए नीचे दिए गए लिंक देखें:

・विज्ञान की मेरी डायरी अब एक किताब का रूप ले चुकी है। अधिक जानकारी के लिए यहाँ क्लिक करें। ・मेरे (केन कुवाको) बारे में जानने के लिए यहाँ देखें। ・लेखन, व्याख्यान या टीवी प्रोग्राम के लिए संपर्क करने हेतु यहाँ क्लिक करें। ・नए अपडेट्स के लिए मुझे X (ट्विटर) पर फॉलो करें!

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３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

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• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

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