सिर्फ ₹200 में देखें स्थायी तरंगें！स्पीकर और iPad से बनाएं आसान कंपन प्रयोग

मैं हूँ साइंस ट्रेनर केन कुवाको। हर दिन एक नया प्रयोग!

गिटार की तार आखिर उसी खास आकार में क्यों कंपन करती है?

जब आप गिटार बजाते हैं, तो उसकी तार वास्तव में कैसी गति करती है? दिलचस्प बात यह है कि तार केवल दाएँ-बाएँ नहीं हिलती। कुछ विशेष आवृत्तियों पर एक ऐसा अद्भुत दृश्य बनता है जिसमें लगता है मानो तरंगें रुक गई हों। इस घटना को “स्थिर तरंग” (Standing Wave) कहा जाता है। संगीत और भौतिकी के इस खूबसूरत मिलन को आज हम लगभग 400 येन के स्पीकर और एक iPad की मदद से अपनी आँखों के सामने साकार करेंगे!

वीडियो में स्थिर तरंगें बहुत स्पष्ट दिखाई देती हैं। आज मैं आपको यह उपकरण बनाने का तरीका बताऊँगा। इसकी लागत केवल कुछ सौ येन है और इसे बनाना भी बेहद आसान है, इसलिए ज़रूर आज़माइए।

स्थिर तरंग क्या होती है?

बनाने की विधि पर जाने से पहले, थोड़ा विज्ञान समझ लेते हैं। जब किसी तार में तरंग भेजी जाती है, तो वह दोनों सिरों से परावर्तित होकर वापस आती है और मूल तरंग से मिल जाती है। कुछ विशेष परिस्थितियों में यह संयोजन ऐसा पैटर्न बनाता है जिसमें तरंग स्थिर दिखाई देती है। यही स्थिर तरंग है। इसमें एंटी-नोड (जहाँ कंपन सबसे अधिक होता है) और नोड (जहाँ बिल्कुल कंपन नहीं होता) नियमित अंतराल पर दिखाई देते हैं। दृश्य ऐसा लगता है मानो तरंगें समय में जम गई हों। गिटार, वायलिन और अन्य तार वाले वाद्ययंत्रों की मधुर ध्वनि भी इसी सिद्धांत पर आधारित है।

आवश्यक सामग्री

स्पीकर, iPad, USB पावर सप्लाई, कैंची, कटर, पतली डोरी (लगभग 1.4 मिमी व्यास वाली सबसे उपयुक्त)

यह वह स्पीकर है जिसे मैंने इस प्रयोग के लिए खरीदा था।

iBUFFALO स्पीकर, USB कनेक्शन, बिना एसी एडाप्टर, 1W, सफेद रंग

डायसो में मिलने वाला 300 येन वाला स्पीकर भी अच्छी तरह काम करेगा। उसकी निर्माण प्रक्रिया लगभग समान है।

बनाने की विधि

चरण 1: सामने का कवर हटाएँ

सबसे पहले स्पीकर के सामने लगे कवर को निकालें। थोड़ा बल लगाने पर यह आसानी से निकल जाता है।

चरण 2: कोन की झिल्ली हटाएँ

अब स्पीकर के कोन (जो ध्वनि उत्पन्न करता है) पर लगी झिल्ली को काटकर निकाल दें। कटर से हल्का चीरा लगाने के बाद इसे हाथ से खींचकर हटाया जा सकता है। बाएँ (L) और दाएँ (R) दोनों स्पीकरों पर यही प्रक्रिया करें।

यही इस प्रयोग की सबसे महत्वपूर्ण बात है। सामान्य स्पीकर में कोन हवा को कंपन कर ध्वनि उत्पन्न करता है। लेकिन जब कोन हटा दिया जाता है, तो कंपन की ऊर्जा सीधे डोरी तक पहुँचती है, जिससे उसकी गति को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

पहले कटर से चीरा लगाएँ।

फिर हाथ से धीरे-धीरे झिल्ली निकालें।

अंत में यह कुछ ऐसा दिखाई देगा। ध्यान रखें कि तारें न कटें।

चरण 3: डोरी बाँधें और काम पूरा!

अब कंपन करने वाले हिस्सों के बीच डोरी बाँध दीजिए।

यह डोरी 100 येन की दुकानों में आसानी से मिल जाती है। 1.4 मिमी व्यास वाली सबसे उपयुक्त रहती है।

तैयार उपकरण कुछ ऐसा दिखेगा।

उपयोग कैसे करें: iPad से आवृत्ति नियंत्रित करें

अब केवल iPad से स्पीकर को ध्वनि संकेत भेजना है। चूँकि कोन हटा दिया गया है, इसलिए आवाज़ लगभग नहीं सुनाई देगी, लेकिन डोरी शानदार तरीके से कंपन करेगी।

जब आप धीरे-धीरे आवृत्ति बदलते हैं, तो अचानक एक क्षण ऐसा आता है जब डोरी स्थिर तरंग का आकार बना लेती है।

वह “वाह!” वाला पल ही इस प्रयोग का सबसे रोमांचक हिस्सा है।

USB पावर सप्लाई स्पीकर को बिजली देने के लिए उपयोग की जाती है। यह भी 100 येन की दुकान से आसानी से मिल जाती है।

पूरा सेटअप कुछ ऐसा दिखाई देता है।

यहाँ वास्तविक स्थिर तरंग बनने का दृश्य है।

ध्वनि की आवृत्ति AFG नामक ऐप के माध्यम से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित की जा सकती है। AFG के बारे में अधिक जानकारी यहाँ उपलब्ध है।

理科実験の頼れる相棒！簡単操作で周波数を自由自在に設定できる無料アプリ『Audio Function Generator』（AfG）

नारिका का लो-फ़्रीक्वेंसी ऑस्सिलेटर ऐप CR-WEB भी बहुत उपयोगी है।

डिजिटल और एनालॉग के बीच छिपा हुआ रोमांच

जब ICT के उपयोग की बात होती है, तो अक्सर लोग केवल डिजिटल उपकरणों की कल्पना करते हैं। लेकिन इस प्रयोग में डिजिटल तकनीक की मदद से आवृत्ति को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है, जबकि सामने बँधी साधारण डोरी सुंदर पैटर्न में कंपन करती है। मुझे लगता है कि यही संयोजन छात्रों के मन पर सबसे गहरा प्रभाव छोड़ता है।

स्थिर तरंगों के बारे में किताबों में चित्र देखकर सीखा जा सकता है, लेकिन जब कोई डोरी आपकी आँखों के सामने सचमुच तरंगों का आकार बनाती है, तब अचानक एहसास होता है—”अरे, यही तो तरंग है!”। ऐसा अनुभव वास्तव में अविस्मरणीय होता है।

इसे एक बार ज़रूर आज़माइए।

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विज्ञान के रहस्यों और रोमांच को आम लोगों तक पहुँचाना मेरा लक्ष्य है! घर पर किए जा सकने वाले मज़ेदार विज्ञान प्रयोगों और उनकी आसान व्याख्याओं को मैं नियमित रूप से साझा करता हूँ। समय निकालकर अन्य लेख भी अवश्य पढ़िए।

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