ස්ථාවර තරංග

ස්ථාවර තරංග

( Standing Waves / Stationary waves )

 

එකම ස්ථානයක් හරහා එකිනෙකට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශා වලට ගමන් කරන සර්වසම ප්‍රගමන තරංග දෙකක් අධිස්ථාපනය වීමෙන් සෑදෙන තරංගය ස්ථාවර තරංගයක් ලෙස හැඳින්වේ.

ස්ථාවර තරංගයක් යම් කිසි මායිමකින් සීමා වූ පරාසයක් තුල සිදුවන කම්පනයක ප්‍රතිඵලයකි.

 

ඇදි තන්තුවක ඇතිවන ස්ථාවර තරංග

 

 

ස්ථාවර තරංග වල ලක්ෂණ

Characteristics of standing waves

1. තරංග ආකෘතිය ගමන් නොකරයි.

2. තරංගය හා බැඳි ශක්තියේ ප්‍රචාරණයක් නොමැත.

3. ස්ථාවර තරංගය පවතින මාධ්‍යයේ වූ අංශු වල විස්තාර පිහිටුම අනුව වෙනස් වේ.

(එකිනෙකට ආසන්න අංශු වල විස්තාර එකිනෙකට වෙනස් වේ.)

* විස්තාපන අවම වන ලක්ෂ්‍ය විස්තාපන නිස්පන්ද (Nodes) ලෙසත්, විස්තාපන උපරිම වන ලක්ෂ්‍ය විස්තාපන ප්‍රස්පන්ද (Antinodes) ලෙසත්  හැදින්වේ.

4. අනුයාත නිස්පන්ද දෙකක් අතර හෝ අනුයාත ප්‍රස්පන්ද 2 ක් අතර දුර තරංග ආයාමයෙන් අඩක් වන අතර අනුයාත නිස්පන්දයක් හා ප්‍රස්පන්දයක් අතර දුර

   තරංග ආයාමයෙන් 1/4 කි.

5. ස්ථාවර තරංගය පවතින මාධ්‍යයේ වූ සියලුම අංශුවලට එකම කම්පන සංඛ්‍යාතයක් ඇත.

විස්තාපන ප්‍රස්පන්දයක පවතින අංශු අවම වේගයෙන් ද විස්තාපන නිස්පන්දයක පවතින අංශු උපරිම වේගයෙන් ද කම්පනය වේ.

6. අනුයාත නිස්පන්ද 2 ක් අතර ලක්ෂ වල කම්පන සමකලාස්ථ වේ

7. ස්ථාවර තරංගයක් පවතින මාධ්‍යයක විස්තාපන නිස්පන්දයක් පවතින ස්ථානයක පවතින අංශු උපරිම පිඩනයකට යටත් වේ. එබැවින් එවැනි ස්ථානයක් පීඩන ප්‍රස්පන්දයක් ලෙස  හැඳින්වේ.

***ස්ථාවර තරංගයකට එයට යාබදව ඇති වාතයේ හෝ වෙනත් මාධ්‍යයක අංශූන් කම්පනය කර ඒ මගින් ප්‍රගමන තරංගයක් ඇති කර එම මාධ්‍යය තුලින් ශක්තිය ප්‍රචාරණය කළ හැකිය.

 

ස්ථාවර තරංග සහ ප්‍රගමන තරංග අතර වෙනස්කම්

 

 ප්‍රගමන තරංග  ස්ථාවර තරංග
තරංග ආකෘතිය ගමන් කරයි තරංග ආකෘතිය ගමන් නොකරයි
ශක්තිය ප්‍රචාරණය කරයි ශක්තිය ප්‍රචාරණය නොකරයි

 

 නුගැසුම් ඇතිවීම  (Beats)

එකවර ඇතිවන ආසන්න වශයෙන් සමාන සංඛ්‍යාත ඇති තරංග 2 ක් අධිස්ථාපනය වීමෙන් නුගැසුම් ඇතිවේ.  

මෙහිදී තරංග දෙකෙහි ස්වර වල සාමාන්‍ය අගය සංඛ්‍යාතය වශයෙන් ඇති තනි තරංගයක් නිර්මාණය  වේ. අධිස්ථාපනය වන තරංග දෙකෙහි විස්තාර වල වෙනස්වීම අනුව නව තරංගයෙහි විස්ථාරය ආවර්තීය ලෙස අඩු වැඩි වීමක් සිදුවේ. 

යම් අවස්ථාවක අධිස්ථාපනය වන තරංග දෙකෙහි ම ශීර්ෂ එකම ස්ථානයකට පැමිණීමෙන් එම ස්ථානයේ අංශු වල කැළඹීම උපරිම වේ. එවිට සම්ප්‍රයුක්තය උපරිම වේ. (නිර්මාණකාරී නිරෝධනය.) එමෙන්ම සමහර අවස්ථාවල අධිස්ථාපනය වන තරංග දෙකෙහි ම ශීර්ෂයක් සහ නිම්නයක් එකම ස්ථානයකට පැමිණේ එවිට සම්ප්‍රයුක්තය අවම වේ. (නාශක නිරෝධනය.) නමුත් මුල් තරංග දෙකෙහි සංඛ්‍යාත එකිනෙකට සමාන නොවන නිසා  නැවතත් ඉහත සංසිද්ධිය සිදුවන්නේ කිසියම් කාලයකට පසුවයි. එම කාලය අතර තරංගය පු්අ තරංග වල විස්තාරයන්ගේ සාමාන්‍ය අගයට අනුව නිර්මාණය වේ. 

මෙම සංසිද්ධිය නැවත නැවත ඇතිවීම නුගැසුම් ඇතිවීම ලෙස හඳුන්වයි.  මෙම විස්තාරය උපරිම වන අවස්ථාවල දී පළමු තරංග 2 සමකලාස්ථ වේ.

 

නුගැසුම් සංඛ්‍යාතය (Beat frequency)

ඒකක කාලයක් කාලයක් තුළ දී සම්ප්‍රයුක්ත තරංගයේ විස්තාරය උපරිම වන වාර සංඛ්‍යාතය නුගැසුම් සංඛ්‍යාතය ලෙස හැඳින්වේ. 

පළමු තරංගයේ සංඛ්‍යාතය f1 ලෙසත් දෙවන තරංගයේ සංඛ්‍යාතය f2 ලෙසත් ගනිමු.

එවිට t කාලයකට පසු 

පළමු තරංගය ඇති කරන පූර්ණ චක්‍ර සංඛ්‍යාව =f1 t

දෙවන තරංගය ඇති කරන පූර්ණ චක්‍ර සංඛ්‍යාව =f2 t

t කාලයක දී දෙවන ස්වරය, පළමු ස්වරයට වඩා එක් පූර්ණ චක්‍රයක් වැඩිපුර ඇති කරයි නම් 

f1 t - f2 t = 1

 t  = 1 / (f1  - f2 ) වේ.