அலைவுகள்

அலைவுகள் (OSCILLATIONS)

வாழ்க்கை என்பது குழப்பத்தின் இரு நிலைகளுக்கு இடையே நிகழும் மாறா அலைவுகளாகும்... – HL.மென்கென் (HLMenken)

கற்றலின் நோக்கங்கள்:

இந்த அலகில் மாணவர்கள் அறிந்து கொள்ள இருப்பது

• அலைவுறு இயக்கம் - சீரலைவு இயக்கம் மற்றும் சீரற்ற அலைவு இயக்கம் 

• தனிச்சீரிசை இயக்கம்

• தனிச்சீரிசை இயக்கத்தின் வரைபட விளக்கம்

• கோணச் சீரிசை இயக்கம் 

• நேர்கோட்டு சீரிசை அலையியற்றி - கிடைத்தள மற்றும் செங்குத்து அலைவுகள் 

• சுருள்வில்களின் தொகுப்புகள்: தொடரிணைப்பு மற்றும் பக்க இணைப்பு 

• தனி ஊசல்

• ஆற்றலுக்கான கோவை - நிலை ஆற்றல், இயக்க ஆற்றல் மற்றும் மொத்த ஆற்றல்

• அலைவுகளின் வகைகள் கட்டற்ற அலைவுகள், தடையுறு அலைவுகள், நிலை நிறுத்தப்பட்ட அலைவுகள் மற்றும் திணிப்பு அதிர்வுகள் 

• ஒத்ததிர்வின் கருத்து

அறிமுகம்

தஞ்சாவூர் நடனப் பொம்மையை  [தஞ்சாவூர் தலையாட்டி பொம்மை] நீங்கள் பார்த்திருக்கிறீர்களா? இது ஓர் உலகப் புகழ்பெற்ற தமிழகக் கலாச்சாரத்தைப் பிரதிபலிக்கும் பொம்மையாகும். இந்த பொம்மையை ஆட்டிவிட்டால் உடல் தொடர்ச்சியாக முன்னும் பின்னும் இயங்கி, பின்னர் இயக்கம் படிப்படியாக குறைந்து நிற்கிறது. இதே போல் நாம் சாலையில் நடக்கும் பொழுது, நம்முடைய கைகளும், கால்களும் முன்னும் பின்னும் இயக்கத்தை மேற்கொள்ளும் போது நிகழும். தாய் தன் குழந்தையை தூங்க வைப்பதற்காக தொட்டிலை ஆட்டும் பொழுது தொட்டிலானது முன்னும் பின்னும் இயக்கமடையும். முன்னர் (Volume 1) விவாதித்த இயக்கங்களிலிருந்து இவ்வகையான அனைத்து இயக்கங்களும் வேறுபட்டவை. இந்த இயக்கங்கள் படம் 10.2 இல் விளக்கமாகக் காட்டப்பட்டுள்ளன. இத்தகைய இயக்கங்களை அலைவுறு இயக்கம் அல்லது அதிர்வுறு இயக்கம் என்று அழைக்கின்றோம். கூட நிகழ்கின்றது.

ஒரு திடப்பொருளின் வெப்பநிலை உயரும் பொழுது அணுக்கள் அதனுடைய நடுநிலை அல்லது சமநிலையைப் பொருத்து அதிர்வடைகிறது. கட்டிடங்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் எந்திரவியல் கருவிகளை ஆகியவற்றை வடிவமைத்தல் போன்ற பொறியியல் பயன்பாடுகளில் அதிர்வு இயக்கம் பற்றிய கற்றல் மிகவும் முக்கியத்துவத்தை பெறுகிறது.

சீரலைவு மற்றும் சீரற்ற அலைவு இயக்கம் 

இயற்பியலில் இயக்கமானது, மீண்டும், மீண்டும் நிகழும் இயக்கம் சீரலைவு இயக்கம், எனவும் மீண்டும், மீண்டும் நிகழாத இயக்கம் சீரற்ற அலைவு இயக்கம் எனவும் இருவகையாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. 

1. சீரலைவு இயக்கம் (Periodic motion)

சீரான கால இடைவெளியில் தானாகவே மீண்டும், மீண்டும் நிகழும் எந்த ஒரு இயக்கமும் சீரலைவு இயக்கம் எனப்படும். எடுத்துக்காட்டு ஊசல் கடிகாரத்தில் உள்ள முட்கள், தொட்டிலின் அலைவுகள், சூரியனைச் சுற்றிவரும் புவியின் இயக்கம், வளரும் மற்றும் தேயும் சந்திரன் மற்றும் சில. 

1. சீரற்ற அலைவு இயக்கம் (Non-Periodic motion) 

சீரான கால இடைவெளியில் தானாகவே மீண்டும், மீண்டும் நிகழாத எந்த ஒரு இயக்கமும் சீரற்ற அலைவு இயக்கம் எனப்படும். 

எடுத்துக்காட்டு: நில நடுக்க நிகழ்வு, எரிமலை வெடிப்பு போன்றவை.

எடுத்துக்காட்டு 10.1

கீழ்க்காணும் இயக்கங்களில், சீரலைவு மற்றும் சீரற்ற அலைவு இயக்கங்களை வகைப்படுத்துக.

(a) ஹேலியின் வால்மீன் (Halley's comet) 

(b) மேகங்களின் இயக்கம் 

(c) புவியைச் சுற்றிவரும் சந்திரனின் இயக்கம்.

தீர்வு 

(a) சீரலைவு இயக்கம் 

(b) சீரற்ற அலைவு இயக்கம் 

(c) சீரலைவு இயக்கம்

எடுத்துக்காட்டு 10.2 

கீழ்க்கண்ட சார்புகளில், எந்த சார்பு காலத்தைப் பொருத்து சீரலைவு மற்றும் சீரற்ற அலைவு இயக்கத்தைக் குறிக்கும்? 

(a) sin ωt + cos ωt

(b) In ωt

தீர்வு 

(a) சீரலைவு இயக்கம் 

(b) சீரற்ற அலைவு இயக்கம்

சிந்தனைக்கு 

புவியானது சூரியனை சுற்றிவரும் இயக்கம் சீரற்ற அலைவு இயக்கம் எனில் நிகழ்வது என்ன? – விவாதிக்க

அலைவுறு இயக்கம் (Oscillatory motion) 

ஒரு பொருள் அல்லது துகளானது குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் மீண்டும் மீண்டும் முன்னும் பின்னும் இயக்கத்தை மேற்கொள்ளுமானால் அவ்வியக்கம் அலைவுறு இயக்கம் (அல்லது அதிர்வியக்கம்) எனப்படும்.

எடுத்துக்காட்டுகள் நமது இதயதுடிப்பு, பூச்சியின் சிறகின் இயக்கம், தாத்தாவின் கடிகாரம் (Grand father's clock) ஊசல் கடிகாரம்) போன்றவை

அனைத்து அலைவுறு இயக்கமும் சீரலைவு இயக்கமாகும். ஆனால் அனைத்து சீரலைவு இயக்கங்களும் அலைவுறு இயக்கமாகாது என்பதை கவனத்தில் கொள்ளவும். (படம் 10.3 ல் காட்டப்பட்டுள்ளது)