परीक्षा अभ्यास

तरङ्ग डोरीको लम्बाइतिर (तेर्सो) अगाडि बढ्छ, तर डोरीको हरेक भाग तलमाथि (ठाडो) चल्छ। यसरी डोरीका भाग तरङ्ग जाने दिशासँग समकोण बनाएर कम्पन गर्छन्। अणुहरू तरङ्ग जाने दिशासँग लम्ब भएर कम्पन गर्ने तरङ्गलाई ट्रान्सभर्स तरङ्ग भनिन्छ।

भूकम्पीय तरङ्ग यान्त्रिक तरङ्ग हुन्। यी तरङ्ग चट्टान भएर जाँदा (1) चट्टानले तिनको केही ऊर्जा शोषण गर्छ र (2) ऊर्जा झन् झन् ठुलो क्षेत्रमा फैलिँदै जान्छ। यसकारण केन्द्रबिन्दुबाट जति टाढाको ठाउँ हो, त्यहाँको जमिनको हरेक भागमा त्यति कम ऊर्जा पुग्छ र धक्का पनि त्यति कमजोर हुन्छ।

शरीरको एउटा खण्डको चित्र बनाउन कम्प्युटरलाई धेरै दिशाबाट शरीर भएर कति एक्स-रे पार हुन्छ भन्ने थाहा हुनुपर्छ। स्रोत (र त्यसको ठिक अर्कोपट्टिका डिटेक्टर) लाई 360° घुमाएर मेसिनले हरेक दिशाबाट नाप लिन्छ। यसरी कुनै भाग अर्को भागको पछाडि लुकेर रहँदैन र कम्प्युटरले विस्तृत क्रस-सेक्सनल (र त्रिआयामिक) चित्र बनाउन सक्छ।

सिटी स्क्यानमा निकै ठुलो मात्रामा एक्स-रे प्रयोग हुन्छ। यसले छिटो विभाजन भइरहेका कोषलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ र हुर्कँदै गरेको शिशुलाई हानि हुन सक्छ। अल्ट्रासोनोग्राफीमा भने अल्ट्रासाउन्ड प्रयोग गरिन्छ। यो ध्वनि तरङ्ग भएकाले कोषलाई हानि गर्दैन। तैपनि यसबाट शिशुको आकार, अवस्था, मुटुको धड्कन र चाल प्रस्टसँग देखिन्छ। यसलाई आवश्यक परेजति पटक दोहोर्‍याउन पनि सकिन्छ।

माध्यमका अणुहरूलाई साथै नलगी एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा ऊर्जा पुर्‍याउने पेरियोडिक डिस्टरबेन्सलाई तरङ्ग भनिन्छ। उदाहरणका लागि, लहरका साथ पोखरीभरि ऊर्जा सर्छ, तर पानी भने आफ्नै ठाउँमा तलमाथि मात्र हुन्छ।

• i.चित्र 10.2 मा जस्तै ट्रान्सभर्स तरङ्ग: थोप्ला थोप्ला भएको विश्राम रेखाको वरिपरि तलमाथि हुने चिल्लो वक्ररेखा कोर्नुहोस्। क्रेस्ट, ट्रफ, विश्राम स्थिति, एम्प्लिच्युड (विश्राम रेखादेखि क्रेस्टसम्म), तरङ्ग लम्बाइ (एउटा क्रेस्टदेखि अर्कोसम्म), तरङ्ग जाने दिशा (सतहतिर) र पानीको कम्पनको दिशा (तलमाथि) नामाङ्कन गर्नुहोस्।
• ii.चित्र 10.1 मा जस्तै लङ्गिच्युडिनल तरङ्ग: बायाँतिर मुख कोर्नुहोस् र हावामा ठाडा रेखाहरू कोर्नुहोस्। ती रेखा कतै एकअर्काको नजिक खाँदिएका र कतै फुकेका हुनुपर्छ। कम्प्रेसन, रेयरफेक्सन, तरङ्ग लम्बाइ (एउटा कम्प्रेसनको बिचदेखि अर्कोको बिचसम्म), तरङ्ग जाने दिशा (मुखबाट टाढातिर) र हावाको कम्पनको दिशा (उही रेखामा अगाडि-पछाडि) नामाङ्कन गर्नुहोस्।

तरङ्ग लम्बाइ (वा आवृत्ति) को क्रममा मिलाइएका सबै विद्युत् चुम्बकीय तरङ्गको पूरै शृङ्खलालाई विद्युत् चुम्बकीय वर्णपट भनिन्छ: रेडियो तरङ्ग, माइक्रोवेभ, इन्फ्रारेड तरङ्ग, प्रकाश, अल्ट्राभायलेट तरङ्ग, एक्स-रे र गामा रे। रेडियो तरङ्गको तरङ्ग लम्बाइ सबैभन्दा लामो र आवृत्ति सबैभन्दा कम हुन्छ। गामा रेको तरङ्ग लम्बाइ सबैभन्दा छोटो हुन्छ भने आवृत्ति र ऊर्जा सबैभन्दा बढी हुन्छ।

सबैभन्दा कम तरङ्ग लम्बाइ (सबैभन्दा बढी आवृत्ति): गामा रे। उपयोग: रेडियोथेरापी (क्यान्सर कोष नष्ट गर्ने); शल्यक्रियाका उपकरण र खाद्यपदार्थको निर्मलीकरण; न्युक्लियर उपचार पद्धतिमा ट्रेसर।
सबैभन्दा बढी तरङ्ग लम्बाइ (सबैभन्दा कम आवृत्ति): रेडियो तरङ्ग। उपयोग: रेडियो र टिभी प्रसारण; ब्रह्माण्डको अध्ययन गर्ने रेडियो टेलिस्कोप।

• i.A सिटी स्क्यानको चित्र हो। यो धेरै खण्डबाट कम्प्युटरले बनाएको त्रिआयामिक चित्र भएकाले हड्डी आफ्नो वास्तविक आकारमा, जुनसुकै छेउबाट हेर्न सकिन्छ। B एक्स-रे फोटो हो। यो एउटै चेप्टो छायाचित्र हो। यसमा हड्डी सेता देखिन्छन् र एकअर्कामा खप्टिन्छन्।
• ii.एक्स-रे फोटोग्राफी: बिरामीलाई एक्स-रे ट्युब र फिल्म वा डिटेक्टरको बिचमा राखिन्छ। एक्स-रेको छोटो झोक्का शरीर भएर पठाइन्छ। हड्डीले धेरै र कोमल तन्तुले कम एक्स-रे शोषण गर्छ भने हावाले लगभग केही पनि शोषण गर्दैन। छाया फिल्म वा डिटेक्टरमा रेकर्ड हुन्छ र स्क्रिनमा देखाइन्छ। सिटी स्क्यान: बिरामीलाई स्क्यानरको घेराभित्र सर्ने टेबलमा सुताइन्छ। एक्स-रे स्रोत र त्यसको ठिक अर्कोपट्टिका डिटेक्टर शरीरको वरिपरि घुमेर हरेक दिशाबाट नाप लिन्छन्। ती नापलाई कम्प्युटरले खण्डका चित्रमा र आवश्यक परे त्रिआयामिक चित्रमा बदल्छ।
• iii.एक्स-रे फोटोग्राफी: भाँचिएका हड्डी, दाँतका जरा, फोक्सोका सङ्क्रमण तथा निलिएका वस्तुको चेकजाँच। सिटी स्क्यान: भित्री चोटपटक र रगत बगेको (जस्तै मस्तिष्कमा), ट्युमर, रगत जमेको तथा फोक्सो, मस्तिष्क र अरू अङ्गको अवस्थाको चेकजाँच।

1. इकोलोकेसन: चमेरा र डल्फिनले बाटो र आहार पत्ता लगाउँछन्।
2. सोनार र फेथोमिटर: समुद्रको गहिराइ नापिन्छ तथा माछा, पनडुब्बी र डुबेका जहाज खोजिन्छन्।
3. अल्ट्रासोनोग्राफी: शरीरभित्रका अङ्ग र गर्भमा रहेको शिशु हेरिन्छ।
4. अल्ट्रासोनिक रुलर, पार्किङ सेन्सर र बर्गलर अलार्म: दुरी नापिन्छ तथा अवरोध र घुसपैठिया पत्ता लगाइन्छ।

(यसबाहेक स्टेथोस्कोप र मेगाफोनमा परावर्तनबाट ध्वनिलाई डोर्‍याइन्छ। सभाहलमा परावर्तित ध्वनि दर्शकसम्म राम्रोसँग पुगोस् भनेर त्यसको डिजाइन पनि मिलाइन्छ।)

1. रोहन छिमेकीको घरतिर फर्केर आफ्नै घरअगाडि उभिन्छन् र छोटो, तीखो आवाज निकाल्छन् (ताली बजाएर वा दुई काठका टुक्रा ठोकेर)।
2. ताली बजेसँगै एक जना साथीले स्टप वाच सुरु गर्छन् र छिमेकीको भित्ताबाट प्रतिध्वनि सुनिनासाथ रोक्छन्। (अझ राम्रोसँग समय नाप्न रोहनले एकनासको तालमा धेरै पटक ताली बजाउन सक्छन्। हरेक ताली अघिल्लो तालीको प्रतिध्वनिमै ठ्याक्कै पर्ने गरी बजाए दुई तालीबिचको समय प्रतिध्वनिको समय बराबर हुन्छ।)
3. यो काम केही पटक दोहोर्‍याएर औसत समय t निकालिन्छ।
4. ध्वनि घरसम्म गएर फर्कने भएकाले दुरी d = (ध्वनिको वेग × t) ÷ 2 हुन्छ। उदाहरणका लागि, t = 0.3 s भए d = 340 × 0.3 ÷ 2 = 51 m।

(घर कम्तीमा करिब 17 m टाढा भए मात्र प्रतिध्वनि छुट्टै सुनिन्छ।)

अल्ट्रासोनिक सेन्सर मोड्युल (HC-SR04) केही सय रुपैयाँमा पाइन्छ। यसमा सेन्डर र रिसिभर छेउछेउमै हुन्छन्। यसमा एउटा माइक्रोकन्ट्रोलर बोर्ड (Arduino जस्तो), एउटा बजर र ब्याट्री थप्नुहोस्।

भागहरू: अल्ट्रासोनिक सेन्सर (सेन्डर र रिसिभर), सानो माइक्रोकन्ट्रोलर बोर्ड, बजर (वा LED), तार र ब्याट्री।
यसले कसरी काम गर्छ:

1. सेन्डरले ढोकातिर एक सेकेन्डमा धेरै पटक अल्ट्रासाउन्डको छोटो पल्स पठाउँछ।
2. पल्स अगाडिको भित्ता (वा मानिस) बाट परावर्तन हुन्छ र रिसिभरले प्रतिध्वनि ग्रहण गर्छ।
3. माइक्रोकन्ट्रोलरले प्रतिध्वनिको समय नापेर दुरी निकाल्छ (दुरी = 343 m/s × समय ÷ 2)।
4. सामान्य अवस्थामा यो दुरी भित्तासम्मको हुन्छ। कोही ढोकाबाट हिँड्दा प्रतिध्वनि चाँडो फर्कन्छ (दुरी छोटो हुन्छ) र माइक्रोकन्ट्रोलरले बजर बजाउँछ।

चित्र: ढोकाको एकापट्टि सेन्डर र रिसिभर लेखिएको एउटा बाकस; सेन्डरबाट अगाडिको भित्तासम्म र फेरि रिसिभरसम्म तीर; बिमलाई काटेर हिँडिरहेको एउटा मानिस; सेन्सरबाट कन्ट्रोलर बोर्डसम्म र त्यहाँबाट बजर र ब्याट्रीसम्म तार।

कोठाका भित्ता, छत र भुइँमा नरम र प्वालयुक्त पदार्थ प्रयोग गरेर अनावश्यक ध्वनि शोषण गर्ने प्रविधिलाई अकस्टिक सुरक्षा भनिन्छ। यसले ध्वनिलाई पटक पटक परावर्तन हुन दिँदैन।
उपाय: भित्तामा फोम बोर्ड वा मसिना प्वाल भएका प्यानल टाँस्ने, पर्दा र कार्पेट राख्ने तथा भित्तालाई खस्रो बनाउने।
उपयोग: यसबाट सिनेमा हल, अडिटोरियम, सङ्गीत कोठा, रेकर्डिङ स्टुडियो (रेडियो नेपालका जस्ता) तथा सभाहलमा बोली र सङ्गीत प्रस्ट सुनिन्छ। बाहिरको हल्ला भित्र र भित्रको हल्ला बाहिर जान पनि पाउँदैन।

अल्ट्रासाउन्डको प्रयोगबाट शरीरभित्रका अङ्गको चेकजाँच गर्ने प्रविधिलाई अल्ट्रासोनोग्राफी भनिन्छ।

चरण: छालामा जेल लगाएर ट्रान्सड्युसर थिचिन्छ। ट्रान्सड्युसरले शरीरभित्र उच्च आवृत्तिको अल्ट्रासाउन्ड पठाउँछ। तन्तुहरूबिचको हरेक सिमानामा यसको केही भाग परावर्तन हुन्छ र ट्रान्सड्युसरले प्रतिध्वनि ग्रहण गर्छ। हरेक प्रतिध्वनिको बल र समयका आधारमा कम्प्युटरले स्क्रिनमा चित्र बनाउँछ। यस चित्रलाई सोनोग्राम भनिन्छ।

उपयोग: मिर्गौला र पित्तथैलीको पत्थरी; ट्युमर; कलेजो, आन्द्रा र पाठेघरका रोग; गर्भमा रहेको शिशुको वृद्धि, अवस्था र मुटुको धड्कन; मुटु र यसका भल्भ (इकोकार्डियोग्राफी)। यसमा एक्स-रे प्रयोग नहुने भएकाले यो सुरक्षित छ।

वर्णपटको क्रमअनुसार हरेक भागका दुई-तीनओटा उपयोग लेख्नुहोस्। अन्त्यमा सुरक्षाबारे एउटा अनुच्छेद लेख्नुहोस्।

आधुनिक जीवनशैलीमा विद्युत् चुम्बकीय तरङ्गको भूमिका

बिहान अलार्म बजेदेखि राति बत्ती निभाउँदासम्म विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग हाम्रो काममा आइरहेका हुन्छन्। यी तरङ्ग प्रकाशको गतिमा जान्छन् र यिनलाई माध्यम चाहिँदैन। यिनको तरङ्ग लम्बाइको दायरा पनि निकै ठुलो छ: किलोमिटर लामा रेडियो तरङ्गदेखि परमाणुभन्दा साना गामा रेसम्म। यस वर्णपटको हरेक भागको आफ्नै काम छ।

रेडियो तरङ्गबाट रेडियो र टिभी प्रसारण नेपालको हरेक कुनासम्म, सडक नपुगेका गाउँसम्म पनि पुग्छ। माइक्रोवेभबाट हाम्रा फोन कल, वाइफाइ, ब्लुटुथ र भू-उपग्रहका सङ्केत प्रसारण हुन्छन्। रडारमा माइक्रोवेभ प्रयोग गरेर हवाईजहाजलाई बाटो देखाइन्छ र माइक्रोवेभ ओभनमा खाना तताइन्छ। इन्फ्रारेड तरङ्गको प्रयोग रिमोटबाट टिभी खोल्न, हिटरमा न्यानो पाउन, एक सेकेन्डमै शरीरको तापक्रम नाप्न तथा रातिमा सुरक्षा क्यामेराले देख्न गरिन्छ। इन्टरनेटको धेरैजसो डाटा पनि अप्टिकल फाइबरभित्र इन्फ्रारेड प्रकाशका रूपमा जान्छ।

प्रकाशको सहायताले हामी देख्छौँ। प्रकाशबाटै बिरुवामा प्रकाश संश्लेषण हुन्छ र फोनको स्क्रिनका सबै चित्र हामीसम्म आइपुग्छन्। अल्ट्राभायलेट तरङ्ग पर्दा हाम्रो छालामा भिटामिन D बन्छ। सोडिस विधिबाट पिउने पानी निर्मलीकरण गर्न तथा ट्युब लाइट बाल्न पनि यही तरङ्गको काम पर्छ। एक्स-रेबाट डाक्टरले भाँचिएका हड्डी र फोक्सोका रोग पत्ता लगाउँछन् र विमानस्थलमा झोला जाँचिन्छ। सिटी स्क्यानरमा एक्स-रेकै सहायताले मस्तिष्कलाई खण्ड खण्ड गरी हेरिन्छ। गामा रेबाट क्यान्सर कोष नष्ट गरिन्छ, चिकित्साका उपकरण निर्मलीकरण गरिन्छ र खाना लामो समयसम्म ताजा राखिन्छ।

विद्युत् चुम्बकीय तरङ्गको सहायताले ब्रह्माण्डको अन्वेषण पनि गरिन्छ। रेडियो, इन्फ्रारेड र एक्स-रे टेलिस्कोपबाट हाम्रो आँखाले कहिल्यै देख्न नसक्ने कुरा देखिन्छन्।

तर वर्णपटको उच्च ऊर्जा भएको छेउ होसियारीसाथ प्रयोग गर्नुपर्छ। अल्ट्राभायलेटले छाला डढाउँछ र छालाको क्यान्सर पनि गराउन सक्छ। एक्स-रे र गामा रेबाट कोष र वंशाणुमा क्षति पुग्न सक्छ। सनस्क्रिन र घामे चस्मा, लेडको एप्रोन तथा छोटो समयसम्म मात्र पर्न दिनेजस्ता उचित सुरक्षा अपनाए विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग मानिसले पाएका सबैभन्दा उपयोगी साधनमध्ये एक हुन्। यिनबिना सञ्चार, चिकित्सा, सुरक्षा र विज्ञान कुनै पनि क्षेत्रमा आजको जीवन सम्भव हुँदैनथ्यो।