हर कोई पुराने ट्रॉप को जानता है जहां एक पावरहाउस ओपेरा गायक सही नोट हिट करता है और शोर से क्रिस्टल ग्लास टूट जाता है, लेकिन क्या यह वास्तव में संभव है? स्थिति दूर की कौड़ी लग सकती है, जैसे कुछ ऐसा जो आपको वास्तविक जीवन की तुलना में फिल्मों या कार्टून में देखने की अधिक संभावना है।
वास्तव में, की घटना गूंज इसका मतलब है कि यह वास्तविक जीवन में तकनीकी रूप से संभव है, चाहे गुंजयमान आवृत्ति (जो मेल खाती हो कांच की प्राकृतिक आवृत्ति) किसी की आवाज या एक या कई संगीत द्वारा निर्मित होती है उपकरण।
अनुनाद के बारे में अधिक जानने से आपको समझ में आता है कि ध्वनि कैसे काम करती है, कई सिद्धांतों को रेखांकित करती है संगीत वाद्ययंत्र और यांत्रिक प्रणाली जैसे स्विंग सेट या रस्सी में गति को कैसे बढ़ाया या घटाया जाए पुल।
अनुनाद की परिभाषा
शब्द गूंज मूल रूप से लैटिन से आता है रेजोनैंटिया, जिसका अर्थ है "गूंज", और यह प्रतिध्वनि से निकटता से संबंधित है, जिसका अर्थ है एक प्रतिध्वनि या "फिर से ध्वनि" लौटाना। इन दो परिभाषाएँ पहले से ही ध्वनि तरंगों से संबंधित हैं और आपको भौतिकी में शब्द के अर्थ की एक मूल तस्वीर देती हैं भी।
हालाँकि, अधिक विशेष रूप से, भौतिकी में अनुनाद की परिभाषा तब होती है जब बाहरी दोलन या कंपन की आवृत्ति किसी वस्तु (या गुहा) से मेल खाती है। प्राकृतिक आवृत्ति, और इसके परिणामस्वरूप या तो यह कंपन करता है या इसके दोलन के आयाम को बढ़ाता है।
यांत्रिक प्रणालियों में, अनुनाद ध्वनि या अन्य कंपनों के प्रवर्धन, सुदृढीकरण या लंबे समय तक चलने को संदर्भित करता है। जैसा कि ऊपर की परिभाषा में है, इसके लिए एक आवृत्ति पर एक बाहरी आवधिक बल लागू करने की आवश्यकता होती है वस्तु के लिए गति की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर, जिसे कभी-कभी गुंजयमान भी कहा जाता है आवृत्ति।
सभी वस्तुओं में एक प्राकृतिक आवृत्ति या गुंजयमान आवृत्ति होती है, जिसे आप उस आवृत्ति के रूप में सोच सकते हैं जिस पर वस्तु कंपन करने के लिए "पसंद" करती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक क्रिस्टल ग्लास को एक नाखून से टैप करते हैं, तो यह अपनी गुंजयमान आवृत्ति पर कंपन करना शुरू कर देगा और संबंधित पिच के साथ एक "टिंग" उत्पन्न करेगा। कंपन की आवृत्ति वस्तु के भौतिक गुणों पर निर्भर करती है, और आप तना हुआ तार जैसी कुछ चीजों के लिए इसकी बहुत अच्छी भविष्यवाणी कर सकते हैं।
अनुनाद के उदाहरण - ध्वनि अनुनाद
अनुनाद के कुछ उदाहरणों के बारे में जानने से आपको अपने दैनिक जीवन में मिलने वाले अनुनाद के विभिन्न रूपों को समझने में मदद मिलेगी। सबसे सामान्य और सरल उदाहरण ध्वनि तरंगें हैं, क्योंकि जब आप अपने मुखर डोरियों को दाईं ओर कंपन करते हैं आवृत्ति (आपके गले और मुंह की गुहा के लिए), आप भाषण स्वर और संगीत स्वर उत्पन्न कर सकते हैं जो अन्य लोग सुन सकता है।
आपके वोकल कॉर्ड्स के कंपन से ध्वनि तरंगें उत्पन्न होती हैं, जो वास्तव में हवा में बनी दबाव तरंगें होती हैं बारी-बारी से संपीड़ित खंड (औसत घनत्व से अधिक के साथ) और विरलन (औसत से कम के साथ) घनत्व)।
अधिकांश संगीत वाद्ययंत्र उसी तरह काम करते हैं। उदाहरण के लिए, एक पीतल के वाद्य यंत्र में, मुखपत्र के खिलाफ खिलाड़ी के होठों का कंपन प्रारंभिक कंपन पैदा करता है, और जब यह गुंजयमान यंत्र से मेल खाता है पाइप के आकार के लिए आवृत्ति (या इसके एक गुणक) में वह फूंकता है, प्रतिध्वनि होती है, और दोलन का आयाम उल्लेखनीय रूप से बढ़ता है और एक उत्पन्न करता है श्रव्य स्वर।
वुडविंड इंस्ट्रूमेंट्स में, एक "रीड" होता है जो कंपन करता है क्योंकि हवा उसके ऊपर से गुजरती है, और फिर से अनुनाद और प्रवर्धन की वही प्रक्रिया इस छोटे कंपन को एक श्रव्य संगीत स्वर में बदल देती है। गिटार जैसे स्ट्रिंग वाद्ययंत्र थोड़े अलग होते हैं, लेकिन स्ट्रिंग्स में कंपन की एक गुंजयमान आवृत्ति होती है, और ध्वनि उत्पन्न करने के लिए ध्वनि तरंगें गुहा में प्रतिध्वनित होती हैं (उदाहरण के लिए, एक ध्वनिक गिटार के शरीर में जगह में) जोर से।
एक सरल उदाहरण तब होता है जब आप किसी उपकरण या प्लेट को जमीन पर गिराते हैं। उत्पन्न होने वाला क्लैंग उपकरण या प्लेट के गुंजयमान आवृत्ति पर कंपन के कारण होता है। ध्वनि उत्पन्न करने के इस सरल तरीके का उपयोग सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किए गए ट्यूनिंग फोर्क द्वारा किया जाता है, जिन्हें इस प्रकार डिज़ाइन किया गया है अपनी प्राकृतिक आवृत्ति के रूप में एक विशिष्ट पिच का निर्माण करने के लिए, जिसे संगीतकार तब अपने वाद्ययंत्रों को ट्यून कर सकते हैं सेवा मेरे।
अनुनाद के उदाहरण - यांत्रिक अनुनाद
हालांकि अनुनाद आमतौर पर ध्वनि तरंगों को संदर्भित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, यांत्रिक अनुनाद कुछ मायनों में समझने में आसान होता है। एक साधारण उदाहरण एक बच्चा है जो पहली बार झूला पंप करना सीख रहा है। झूले की दोलन गति की एक प्राकृतिक आवृत्ति होती है, और जब बच्चा धक्का देना सीखता है (यानी, एक आवधिक बल लागू करें) झूले की प्राकृतिक आवृत्ति पर, उनका धक्का बहुत अधिक हो जाता है प्रभावी। इसके फलस्वरूप झूले के दोलन का आयाम बढ़ जाता है और उस पर बैठा व्यक्ति हर बार ऊँचा उठता जाता है।
हालाँकि, किसी वस्तु की प्राकृतिक आवृत्ति को मारना हमेशा अच्छी बात नहीं होती है। उदाहरण के लिए, एक रस्सी के पुल पर एक साथ चलने वाले सैनिक इसे नियंत्रण से बाहर कर सकते हैं और यदि वे इसकी प्राकृतिक आवृत्ति पर कदम रखते हैं तो संभवतः गिर भी सकते हैं। इस तरह के मामलों में, सामान्य उन्हें "कदम तोड़ने" के लिए कह सकता है, इसलिए वे पुल की प्राकृतिक आवृत्ति पर आवधिक बल लागू नहीं कर रहे हैं।
और भी अधिक स्थिर पुल डिज़ाइनों में गुंजयमान आवृत्तियाँ होती हैं, लेकिन यह केवल दुर्लभ कारणों में एक समस्या का कारण बनता है (जैसे कि ब्रॉटन सस्पेंशन ब्रिज, इंग्लैंड में एक पुल जो १८३१ में ढह गया, माना जाता है कि सैनिकों के कदम से कदम मिलाकर चलने के कारण पुल)।
एनालॉग घड़ियां समय को बनाए रखने के लिए यांत्रिक अनुनाद और एक घटक की प्राकृतिक आवृत्ति पर भी निर्भर करती हैं। उदाहरण के लिए, पेंडुलम घड़ियाँ समय रखने के लिए पेंडुलम के झूले की प्राकृतिक आवृत्ति का उपयोग करती हैं, और एक संतुलन पहिया उसी मूल सिद्धांत पर काम करता है। यहां तक कि क्वार्ट्ज क्रिस्टल घड़ियां भी अनुनाद आवृत्ति पर निर्भर करती हैं, लेकिन इस मामले में क्रिस्टल को नियंत्रित करता है एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला से दोलन, जिसके परिणामस्वरूप सरलता की तुलना में सटीकता में भारी सुधार होता है डिजाइन।
अनुनाद के अन्य उदाहरण
अनुनाद के और भी कई रूप हैं, और वे सभी एक ही मूल सिद्धांत पर कार्य करते हैं। अनुनाद के दो अन्य उदाहरण जिनसे आप परिचित होंगे, वे यांत्रिक के बजाय विद्युत चुम्बकीय दोलनों से संबंधित हैं। पहला आपका माइक्रोवेव है।
माइक्रोवेव द्वारा उत्पन्न तरंगें आपके भोजन में ऊष्मा उत्पन्न करती हैं क्योंकि उनकी आवृत्ति की प्रतिध्वनि आवृत्ति से मेल खाती है भोजन के अंदर अणु (जैसे, पानी और वसा के अणु), जो उन्हें डगमगाते हैं और बाद में रूप में ऊर्जा छोड़ते हैं गर्मी का।
एक अन्य उदाहरण आपके टीवी या यहां तक कि एक रेडियो एंटीना के लिए एंटीना है। इन उपकरणों को विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अवशोषण को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और जब आप एंटीना को एक विशिष्ट आवृत्ति पर "ट्यून" करते हैं, तो आप डिवाइस के लिए अनुनाद आवृत्ति को समायोजित कर रहे हैं। जब एंटीना की आवृत्ति आने वाले सिग्नल की आवृत्ति से मेल खाती है, तो यह प्रतिध्वनित होता है और आपका टीवी या रेडियो सिग्नल को "उठाता है"।
तो क्रिस्टल कैसे टूटता है?
अब जब आप अनुनाद की परिभाषा के बारे में मुख्य बिंदुओं को समझ गए हैं और अनुनाद आवृत्ति क्या है, आप एक गायक के उत्कृष्ट उदाहरण को समझ सकते हैं जो दाहिनी ओर गाकर एक क्रिस्टल ग्लास तोड़ने का प्रबंधन करता है पिच कांच में एक गुंजयमान आवृत्ति होती है, और यदि गायक एक मिलान आवृत्ति के साथ ध्वनि उत्पन्न करता है, तो कांच कंपन करना शुरू कर देगा। इसे ए कहा जाता है सहानुभूति कंपन क्योंकि गायक के शोर मचाने से पहले, गिलास पूरी तरह से शांत था।
सबसे पहले, कांच में एक छोटा कंपन हो सकता है, लेकिन वास्तव में इसे चकनाचूर करने के लिए सही आवृत्ति पर एक निरंतर और जोर से नोट की आवश्यकता होती है। यदि गायक ऐसा कर सकता है, तो कांच के दोलन का आयाम बढ़ जाता है और अंततः कांच की संरचनात्मक अखंडता से समझौता करना शुरू कर देता है। यह केवल इस बिंदु पर है - जब कांच के कंपन को अधिकतम आयाम तक पहुंचने के लिए नोट को लंबे समय तक बनाए रखा जाता है, तो यह समर्थन कर सकता है - जब कांच वास्तव में टूट जाएगा।