तरंग सदिश: Difference between revisions

Revision as of 10:52, 3 August 2023

भौतिकी में, तरंग सदिश (या तरंग सदिश) एक ऐसा सदिश (ज्यामितीय) है जिसका उपयोग तरंग का वर्णन करने में किया जाता है, जिसकी विशिष्ट इकाई एक चक्र प्रति मीटर होती है। इसमें यूक्लिडियन सदिश है। इसका परिमाण तरंग की तरंग संख्या (तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती) है, और इसकी दिशा तरंगाग्र के लंबवत है। समदैशिक मीडिया में, तरंग प्रसार की दिशा भी यही है।

एक निकट से संबंधित सदिश कोणीय तरंग सदिश (या कोणीय तरंग सदिश) है, जिसकी विशिष्ट इकाई रेडियन प्रति मीटर है। तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश आनुपातिकता के एक निश्चित स्थिरांक, प्रति चक्र 2 $π$ रेडियन से संबंधित हैं।^{[lower-alpha 1]}

भौतिकी के कई क्षेत्रों में कोणीय तरंग सदिश को मात्र तरंग सदिश के रूप में संदर्भित करना सामान्य बात है, उदाहरण के लिए, क्रिस्टलोग्राफी के विपरीत।^[1]^[2] जो भी उपयोग में है उसके लिए प्रतीक $k$ का उपयोग करना भी सामान्य है।

विशेष सापेक्षता के संदर्भ में, तरंग सदिश चार-सदिश को संदर्भित कर सकता है, जिसमें (कोणीय) तरंग सदिश और (कोणीय) आवृत्ति संयुक्त होती है।

परिभाषा

ज्या तरंग की तरंग दैर्ध्य,

λ

, को एक ही चरण के साथ किन्हीं दो निरंतर बिंदुओं के बीच मापा जा सकता है, जैसे आसन्न शिखर, या गर्त, या पारगमन की समान दिशा के साथ आसन्न शून्य अनुप्रस्थ के बीच, जैसा कि दिखाया गया है।

तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश शब्दों के अलग-अलग अर्थ हैं। यहाँ, तरंग सदिश को ${\tilde {\boldsymbol {\nu }}}$ द्वारा और तरंग संख्या को ${\tilde {\nu }}=\left|{\tilde {\boldsymbol {\nu }}}\right|$ द्वारा दर्शाया गया है। कोणीय तरंग सदिश को $k$ द्वारा और कोणीय तरंग संख्या को $k = | k |$ द्वारा दर्शाया जाता है। ये $\mathbf {k} =2\pi {\tilde {\boldsymbol {\nu }}}$ द्वारा संबंधित हैं।

एक ज्यावक्रीय यात्रा तरंग समीकरण

\psi (\mathbf {r} ,t)=A\cos(\mathbf {k} \cdot \mathbf {r} -\omega t+\varphi )

का अनुसरण करती है, जहाँ:

$r$ स्थिति है,
$t$ समय है,
$ψ$ , $r$ और $t$ का एक फलन है जो तरंग का वर्णन करने वाले विक्षोभ का वर्णन करता है (उदाहरण के लिए, एक समुद्र की लहर के लिए, $ψ$ पानी की अतिरिक्त ऊंचाई होगी, या एक ध्वनि तरंग के लिए, ψ अतिरिक्त वायु दाब होगा)।
$A$ तरंग का आयाम है (दोलन का चरम परिमाण),
$φ$ चरण प्रतिसंतुलन है,
$ω$ तरंग की (अस्थायी) कोणीय आवृत्ति है, जो यह बताती है कि यह समय की प्रति इकाई कितने रेडियन को पार करती है, और समीकरण $\omega ={\tfrac {2\pi }{T}}$ द्वारा, अवधि (भौतिकी) $t$ से संबंधित है।
$k$ तरंग का कोणीय तरंग सदिश है, जो बताता है कि यह प्रति इकाई दूरी तक कितने रेडियन को पार करती है, और समीकरण $|\mathbf {k} |={\tfrac {2\pi }{\lambda }}$ द्वारा तरंग दैर्ध्य से संबंधित है।

तरंग सदिश और आवृत्ति का उपयोग करते हुए समतुल्य समीकरण^[3]

\psi \left(\mathbf {r} ,t\right)=A\cos \left(2\pi \left({\tilde {\boldsymbol {\nu }}}\cdot {\mathbf {r} }-ft\right)+\varphi \right),

है, जहाँ:

$f$ आवृत्ति है
${\tilde {\boldsymbol {\nu }}}$ तरंग सदिश है

तरंग सदिश की दिशा

जिस दिशा में तरंग सदिश बिंदु होते हैं उसे तरंग प्रसार की दिशा से अलग किया जाना चाहिए। तरंग प्रसार की दिशा तरंग के ऊर्जा प्रवाह की दिशा है, और वह दिशा जिस पर छोटा तरंग पैकेट चलेगा, अर्थात समूह वेग की दिशा। निर्वात में प्रकाश तरंगों के लिए, यह पोयंटिंग सदिश की दिशा भी है। दूसरी ओर, तरंग सदिश चरण वेग की दिशा में इंगित करता है। दूसरे शब्दों में, तरंग सदिश, तरंगाग्र के सामान्य सतह पर इंगित करता है, जिसे तरंगाग्र भी कहा जाता है।

वायु, किसी गैस, किसी तरल, अनाकार ठोस (जैसे कांच), और घन क्रिस्टल जैसे क्षीणन समदैशिक में, तरंगसदिश की दिशा तरंग प्रसार की दिशा के समान होती है। यदि माध्यम विषमदैशिक है, तो तरंग सदिश सामान्य रूप से तरंग प्रसार के अतिरिक्त अन्य दिशाओं को इंगित करता है। तरंग सदिश सदैव स्थिर चरण की सतहों के लंबवत होता है।

उदाहरण के लिए, जब तरंग असमदिग्वर्ती होने की दशा से होकर गुजरती है, जैसे कि क्रिस्टल प्रकाशिकी या तलछटी चट्टान के माध्यम से ध्वनि तरंगें, तो तरंग सदिश तरंग प्रसार की दिशा में यथार्थ रूप से इंगित नहीं कर सकता है।^[4]^[5]

ठोस अवस्था भौतिकी में

ठोस-अवस्था भौतिकी में, क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉन या इलेक्ट्रॉन छिद्र का तरंगसदिश (जिसे के-सदिश भी कहा जाता है) इसके क्वांटम यांत्रिकी तरंग क्रिया का तरंगसदिश होता है। ये इलेक्ट्रॉन तरंगें सामान्य ज्यावक्रीय तरंगें नहीं हैं, परन्तु उनमें प्रकार का आवरण (तरंगें) होता है जो ज्यावक्रीय होता है, और तरंगसदिश को उस आवरण तरंग के माध्यम से परिभाषित किया जाता है, सामान्यतः भौतिकी परिभाषा का उपयोग करके। अधिक सूचना के लिए बलोच की प्रमेय देखें।^[6]

विशेष सापेक्षता में

विशेष सापेक्षता में गतिशील तरंग सतह को समष्टि काल में ऊनविम पृष्ठ (एक 3डी उपसमष्टि) के रूप में माना जा सकता है, जो तरंग सतह से गुजरने वाली सभी घटनाओं से बनता है। तरंगावली (कुछ चर $X$ द्वारा चिह्नित) को समष्टि काल में ऐसे ऊनविम पृष्ठ के एक-पैरामीटर वर्ग के रूप में माना जा सकता है। यह चर $X$ समष्टि काल में स्थिति का अदिश फलन है। इस अदिश का व्युत्पन्न सदिश है जो तरंग, चार-तरंगसदिश की विशेषता बताता है।^[7]

चार-तरंगसदिश तरंग चार-सदिश है जिसे मिन्कोवस्की समष्टि में इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

K^{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}},{\vec {k}}\right)=\left({\frac {\omega }{c}},{\frac {\omega }{v_{p}}}{\hat {n}}\right)=\left({\frac {2\pi }{cT}},{\frac {2\pi {\hat {n}}}{\lambda }}\right)\,

जहां कोणीय आवृत्ति ${\tfrac {\omega }{c}}$ अस्थायी घटक और तरंगसंख्या सदिश ${\vec {k}}$ स्थानिक घटक है।

वैकल्पिक रूप से, तरंग संख्या k को चरण-वेग $v p$ द्वारा विभाजित कोणीय आवृत्ति ω के रूप में या व्युत्क्रम अवधि T और व्युत्क्रम तरंग दैर्ध्य λ के संदर्भ में लिखा जा सकता है।

जब स्पष्ट रूप से लिखा जाता है तो इसके सहप्रसरण और सदिशों के प्रतिप्रसरण और सदिशों के सहप्रसरण और प्रतिप्रसरण रूप इस प्रकार हैं:

{\begin{aligned}K^{\mu }&=\left({\frac {\omega }{c}},k_{x},k_{y},k_{z}\right)\,\\[4pt]K_{\mu }&=\left({\frac {\omega }{c}},-k_{x},-k_{y},-k_{z}\right)\end{aligned}}

सामान्यतः, तरंग चार-सदिश का लोरेंत्ज़ अदिश परिमाण है:

K^{\mu }K_{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}}\right)^{2}-k_{x}^{2}-k_{y}^{2}-k_{z}^{2}=\left({\frac {\omega _{o}}{c}}\right)^{2}=\left({\frac {m_{o}c}{\hbar }}\right)^{2}

चार-तरंगसदिश द्रव्यमान रहित कण (फोटोनिक) कणों के लिए कारण संरचना स्पर्शरेखा सदिश है, जहां शेष द्रव्यमान $m_{o}=0$ है।

शून्य चार-तरंगसदिश का उदाहरण सुसंगत, एकरंगा प्रकाश की किरण होगी, जिसमें चरण-वेग $v_{p}=c$ है।

K^{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}},{\vec {k}}\right)=\left({\frac {\omega }{c}},{\frac {\omega }{c}}{\hat {n}}\right)={\frac {\omega }{c}}\left(1,{\hat {n}}\right)\,

{प्रकाश-जैसा/शून्य के लिए}

जिसमें चार-तरंग सदिश के स्थानिक भाग की आवृत्ति और परिमाण के बीच निम्नलिखित संबंध होगा:

K^{\mu }K_{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}}\right)^{2}-k_{x}^{2}-k_{y}^{2}-k_{z}^{2}=0

{प्रकाश-जैसा/शून्य के लिए}

चार-तरंगसदिश चार-संवेग से इस प्रकार संबंधित है:

P^{\mu }=\left({\frac {E}{c}},{\vec {p}}\right)=\hbar K^{\mu }=\hbar \left({\frac {\omega }{c}},{\vec {k}}\right)

चार-तरंगसदिश चार-आवृत्ति से इस प्रकार संबंधित है:

K^{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}},{\vec {k}}\right)=\left({\frac {2\pi }{c}}\right)N^{\mu }=\left({\frac {2\pi }{c}}\right)\left(\nu ,\nu {\vec {n}}\right)

चार-तरंगसदिश चार-वेग से इस प्रकार संबंधित है:

K^{\mu }=\left({\frac {\omega }{c}},{\vec {k}}\right)=\left({\frac {\omega _{o}}{c^{2}}}\right)U^{\mu }=\left({\frac {\omega _{o}}{c^{2}}}\right)\gamma \left(c,{\vec {u}}\right)

लोरेंत्ज़ परिवर्तन

चार-तरंगसदिश का लोरेंत्ज़ परिवर्तन लेना सापेक्षवादी डॉपलर प्रभाव प्राप्त करने की विधि है। लोरेंत्ज़ आव्यूह को

\Lambda ={\begin{pmatrix}\gamma &-\beta \gamma &\ 0\ &\ 0\ \\-\beta \gamma &\gamma &0&0\\0&0&1&0\\0&0&0&1\end{pmatrix}}

के रूप में परिभाषित किया गया है।

ऐसी स्थिति में जहां तीव्र गति से चलने वाले स्रोत द्वारा प्रकाश उत्सर्जित किया जा रहा है और कोई पृथ्वी (प्रयोगशाला) फ्रेम में पाए गए प्रकाश की आवृत्ति जानना चाहता है, हम लोरेंत्ज़ परिवर्तन को निम्नानुसार लागू करेंगे। ध्यान दें कि स्रोत एक फ्रेम $S s$ में है और पृथ्वी अवलोकन फ्रेम, $S obs$ में है। लोरेंत्ज़ परिवर्तन को तरंग सदिश

k_{s}^{\mu }=\Lambda _{\nu }^{\mu }k_{\mathrm {obs} }^{\nu }

पर लागू करने और मात्र $\mu =0$ घटक को देखने के लिए चयन करने से

{\begin{aligned}k_{s}^{0}&=\Lambda _{0}^{0}k_{\mathrm {obs} }^{0}+\Lambda _{1}^{0}k_{\mathrm {obs} }^{1}+\Lambda _{2}^{0}k_{\mathrm {obs} }^{2}+\Lambda _{3}^{0}k_{\mathrm {obs} }^{3}\\[3pt]{\frac {\omega _{s}}{c}}&=\gamma {\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{c}}-\beta \gamma k_{\mathrm {obs} }^{1}\\&=\gamma {\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{c}}-\beta \gamma {\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{c}}\cos \theta .\end{aligned}}

प्राप्त होता है जहां $\cos \theta$ के संबंध में $k^{0},k^{1}=k^{0}\cos \theta$ $k^{1}$ की दिशा कोटिज्या है।

इसलिए,

{\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{\omega _{s}}}={\frac {1}{\gamma (1-\beta \cos \theta )}}

स्रोत दूर जा रहा है (रेडशिफ्ट)

उदाहरण के रूप में, इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक ( $\theta =\pi$ ) से दूर जा रहा है, यह बन जाता है:

{\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{\omega _{s}}}={\frac {1}{\gamma (1+\beta )}}={\frac {\sqrt {1-\beta ^{2}}}{1+\beta }}={\frac {\sqrt {(1+\beta )(1-\beta )}}{1+\beta }}={\frac {\sqrt {1-\beta }}{\sqrt {1+\beta }}}

स्रोत (ब्लूशिफ्ट) की ओर बढ़ रहा है

इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक ( $θ = 0$ ) की ओर बढ़ रहा है, यह बन जाता है:

{\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{\omega _{s}}}={\frac {1}{\gamma (1-\beta )}}={\frac {\sqrt {1-\beta ^{2}}}{1-\beta }}={\frac {\sqrt {(1+\beta )(1-\beta )}}{1-\beta }}={\frac {\sqrt {1+\beta }}{\sqrt {1-\beta }}}

स्रोत स्पर्शरेखीय रूप से घूम रहा है (अनुप्रस्थ डॉपलर प्रभाव)

इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत पर्यवेक्षक ( $θ = π /2$ ) के संबंध में अनुप्रस्थ रूप से घूम रहा है, यह बन जाता है:

{\frac {\omega _{\mathrm {obs} }}{\omega _{s}}}={\frac {1}{\gamma (1-0)}}={\frac {1}{\gamma }}

यह भी देखें

समतल तरंग विस्तार
घटना का तल

संदर्भ

↑ In most contexts, both the radian and the cycle (or period) are treated as the dimensionless quantity 1, reducing this constant to 2π.

↑ Physics example: Harris, Benenson, Stöcker (2002). Handbook of Physics. p. 288. ISBN 978-0-387-95269-7.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
↑ Crystallography example: Vaĭnshteĭn (1994). Modern Crystallography. p. 259. ISBN 978-3-540-56558-1.
↑ Vaĭnshteĭn, Boris Konstantinovich (1994). आधुनिक क्रिस्टलोग्राफी. p. 259. ISBN 978-3-540-56558-1.
↑ Fowles, Grant (1968). आधुनिक प्रकाशिकी का परिचय. Holt, Rinehart, and Winston. p. 177.
↑ "This effect has been explained by Musgrave (1959) who has shown that the energy of an elastic wave in an anisotropic medium will not, in general, travel along the same path as the normal to the plane wavefront ...", Sound waves in solids by Pollard, 1977. link
↑ Donald H. Menzel (1960). "§10.5 Bloch wave". Fundamental Formulas of Physics, Volume 2 (Reprint of Prentice-Hall 1955 2nd ed.). Courier-Dover. p. 624. ISBN 978-0486605968.
↑ Wolfgang Rindler (1991). "§24 Wave motion". विशेष सापेक्षता का परिचय (2nd ed.). Oxford Science Publications. pp. 60–65. ISBN 978-0-19-853952-0.

अग्रिम पठन

Brau, Charles A. (2004). Modern Problems in Classical Electrodynamics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514665-3.

[1] In most contexts, both the radian and the cycle (or period) are treated as the dimensionless quantity 1, reducing this constant to 2π.

[2] Physics example: Harris, Benenson, Stöcker (2002). Handbook of Physics. p. 288. ISBN 978-0-387-95269-7.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[3] Crystallography example: Vaĭnshteĭn (1994). Modern Crystallography. p. 259. ISBN 978-3-540-56558-1.

[4] Vaĭnshteĭn, Boris Konstantinovich (1994). आधुनिक क्रिस्टलोग्राफी. p. 259. ISBN 978-3-540-56558-1.

[fowles-5] Fowles, Grant (1968). आधुनिक प्रकाशिकी का परिचय. Holt, Rinehart, and Winston. p. 177.

[pollard-6] "This effect has been explained by Musgrave (1959) who has shown that the energy of an elastic wave in an anisotropic medium will not, in general, travel along the same path as the normal to the plane wavefront ...", Sound waves in solids by Pollard, 1977. link

[7] Donald H. Menzel (1960). "§10.5 Bloch wave". Fundamental Formulas of Physics, Volume 2 (Reprint of Prentice-Hall 1955 2nd ed.). Courier-Dover. p. 624. ISBN 978-0486605968.

[8] Wolfgang Rindler (1991). "§24 Wave motion". विशेष सापेक्षता का परिचय (2nd ed.). Oxford Science Publications. pp. 60–65. ISBN 978-0-19-853952-0.

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+भौतिकी में, '''तरंग सदिश''' (या [[ लहर |तरंग]] सदिश) एक ऐसा [[वेक्टर (ज्यामितीय)|सदिश (ज्यामितीय)]] है जिसका उपयोग तरंग का वर्णन करने में किया जाता है, जिसकी विशिष्ट इकाई एक चक्र प्रति मीटर होती है। इसमें [[यूक्लिडियन वेक्टर|यूक्लिडियन सदिश]] है। इसका परिमाण तरंग की तरंग संख्या (तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती) है, और इसकी दिशा तरंगाग्र के लंबवत है। समदैशिक मीडिया में, तरंग प्रसार की दिशा भी यही है।
-भौतिकी में, तरंग सदिश (या [[ लहर |तरंग]] सदिश) एक ऐसा [[वेक्टर (ज्यामितीय)|सदिश (ज्यामितीय)]] है जिसका उपयोग तरंग का वर्णन करने में किया जाता है, जिसकी विशिष्ट इकाई एक चक्र प्रति मीटर होती है। इसमें [[यूक्लिडियन वेक्टर|यूक्लिडियन सदिश]] है। इसका परिमाण तरंग की तरंग संख्या (तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती) है, और इसकी दिशा तरंगाग्र के लंबवत है। समदैशिक मीडिया में, तरंग प्रसार की दिशा भी यही है।
+एक निकट से संबंधित '''सदिश कोणीय तरंग''' सदिश (या '''कोणीय तरंग सदिश''') है, जिसकी विशिष्ट इकाई रेडियन प्रति मीटर है। तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश आनुपातिकता के एक निश्चित स्थिरांक, प्रति चक्र 2{{pi}} रेडियन से संबंधित हैं।{{efn|In most contexts, both the radian and the cycle (or [[period of a function|period]]) are treated as the [[dimensionless quantity]] 1, reducing this constant to 2π.}}
-एक निकट से संबंधित सदिश कोणीय तरंग सदिश (या कोणीय तरंग सदिश) है, जिसकी विशिष्ट इकाई रेडियन प्रति मीटर है। तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश आनुपातिकता के एक निश्चित स्थिरांक, प्रति चक्र 2{{pi}} रेडियन से संबंधित हैं।{{efn|In most contexts, both the radian and the cycle (or [[period of a function|period]]) are treated as the [[dimensionless quantity]] 1, reducing this constant to 2π.}}
 भौतिकी के कई क्षेत्रों में कोणीय तरंग सदिश को मात्र तरंग सदिश के रूप में संदर्भित करना सामान्य बात है, उदाहरण के लिए, [[क्रिस्टलोग्राफी]] के विपरीत।<ref>Physics example: {{cite book| url=https://books.google.com/books?id=c60mCxGRMR8C&pg=PA288 | title= Handbook of Physics| author= Harris, Benenson, Stöcker|page=288| isbn=978-0-387-95269-7| year=2002}}</ref><ref>Crystallography example: {{cite book| url=https://books.google.com/books?id=xjIGV_hPiysC&pg=PA259 | title=Modern Crystallography |author=Vaĭnshteĭn| page=259| isbn=978-3-540-56558-1| year=1994}}</ref> जो भी उपयोग में है उसके लिए प्रतीक {{mvar|'''k'''}} का उपयोग करना भी सामान्य है।
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 == परिभाषा ==
 {{See also|यात्रा तरंग}}
-[[File:Sine wavelength.svg|thumb|right|[[साइन लहर|साइन तरंग]] की तरंग दैर्ध्य, {{mvar|λ}}, समान चरण (तरंगों) के साथ किन्हीं दो लगातार बिंदुओं के बीच मापा जा सकता है, जैसे आसन्न शिखर, या गर्त, या पारगमन की समान दिशा के साथ आसन्न शून्य क्रॉसिंग के बीच, जैसा कि दिखाया गया है।]]तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश शब्दों के अलग-अलग अर्थ हैं। यहाँ, तरंग सदिश को <math> \tilde{\boldsymbol{\nu}}  </math> द्वारा और तरंग संख्या को <math>\tilde{\nu} = \left| \tilde{\boldsymbol{\nu}} \right|</math> द्वारा दर्शाया गया है। कोणीय तरंग सदिश को {{math|'''k'''}} द्वारा और कोणीय तरंग संख्या को {{math|1=''k'' = {{abs|'''k'''}}}} द्वारा दर्शाया जाता है। ये <math>\mathbf k = 2\pi \tilde{\boldsymbol{\nu}}</math> द्वारा संबंधित हैं।
+[[File:Sine wavelength.svg|thumb|right|[[साइन लहर|ज्या तरंग]] की तरंग दैर्ध्य, {{mvar|λ}}, को एक ही चरण के साथ किन्हीं दो निरंतर बिंदुओं के बीच मापा जा सकता है, जैसे आसन्न शिखर, या गर्त, या पारगमन की समान दिशा के साथ आसन्न शून्य अनुप्रस्थ के बीच, जैसा कि दिखाया गया है।]]तरंग सदिश और कोणीय तरंग सदिश शब्दों के अलग-अलग अर्थ हैं। यहाँ, तरंग सदिश को <math> \tilde{\boldsymbol{\nu}}  </math> द्वारा और तरंग संख्या को <math>\tilde{\nu} = \left| \tilde{\boldsymbol{\nu}} \right|</math> द्वारा दर्शाया गया है। कोणीय तरंग सदिश को {{math|'''k'''}} द्वारा और कोणीय तरंग संख्या को {{math|1=''k'' = {{abs|'''k'''}}}} द्वारा दर्शाया जाता है। ये <math>\mathbf k = 2\pi \tilde{\boldsymbol{\nu}}</math> द्वारा संबंधित हैं।
 एक ज्यावक्रीय [[यात्रा तरंग]] समीकरण
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 * {{mvar|A}} तरंग का [[आयाम]] है (दोलन का चरम परिमाण),
 * {{mvar|&phi;}} [[चरण ऑफसेट|चरण प्रतिसंतुलन]] है,
-* {{mvar|&omega;}} तरंग की (अस्थायी) [[कोणीय आवृत्ति]] है, जो यह बताती है कि यह समय की प्रति इकाई कितने रेडियन को पार करती है, और समीकरण <math>\omega= \tfrac{2\pi}{T}</math> द्वारा,  [[अवधि (भौतिकी)]] {{mvar|t}}  से संबंधित है।
+* {{mvar|&omega;}} तरंग की (अस्थायी) [[कोणीय आवृत्ति]] है, जो यह बताती है कि यह समय की प्रति इकाई कितने रेडियन को पार करती है, और समीकरण <math>\omega= \tfrac{2\pi}{T}</math> द्वारा, [[अवधि (भौतिकी)]] {{mvar|t}} से संबंधित है।
 * {{math|'''k'''}} तरंग का कोणीय तरंग सदिश है, जो बताता है कि यह प्रति इकाई दूरी तक कितने रेडियन को पार करती है, और समीकरण <math>|\mathbf{k}|= \tfrac{2\pi}{\lambda}</math> द्वारा तरंग दैर्ध्य से संबंधित है।
 तरंग सदिश और आवृत्ति का उपयोग करते हुए समतुल्य समीकरण<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=xjIGV_hPiysC&pg=PA259|title= आधुनिक क्रिस्टलोग्राफी| page=259 |isbn=978-3-540-56558-1 |last=Vaĭnshteĭn|first=Boris Konstantinovich |year=1994}}</ref>
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 {{Main|समूह वेग}}
-जिस दिशा में तरंग सदिश बिंदु होते हैं उसे तरंग प्रसार की दिशा से अलग किया जाना चाहिए। तरंग प्रसार की दिशा तरंग के ऊर्जा प्रवाह की दिशा है, और वह दिशा जिस पर छोटा तरंग पैकेट चलेगा, अर्थात [[समूह वेग]] की दिशा। निर्वात में प्रकाश तरंगों के लिए, यह [[पोयंटिंग वेक्टर|पोयंटिंग सदिश]] की दिशा भी है। दूसरी ओर, तरंग सदिश [[चरण वेग]] की दिशा में इंगित करता है। दूसरे शब्दों में, तरंग सदिश,  [[ लहर सामने |तरंगाग्र]] के सामान्य सतह पर इंगित करता है, जिसे  [[वेवफ्रंट्स|तरंगाग्र]] भी कहा जाता है।
+जिस दिशा में तरंग सदिश बिंदु होते हैं उसे तरंग प्रसार की दिशा से अलग किया जाना चाहिए। तरंग प्रसार की दिशा तरंग के ऊर्जा प्रवाह की दिशा है, और वह दिशा जिस पर छोटा तरंग पैकेट चलेगा, अर्थात [[समूह वेग]] की दिशा। निर्वात में प्रकाश तरंगों के लिए, यह [[पोयंटिंग वेक्टर|पोयंटिंग सदिश]] की दिशा भी है। दूसरी ओर, तरंग सदिश [[चरण वेग]] की दिशा में इंगित करता है। दूसरे शब्दों में, तरंग सदिश, [[ लहर सामने |तरंगाग्र]] के सामान्य सतह पर इंगित करता है, जिसे [[वेवफ्रंट्स|तरंगाग्र]] भी कहा जाता है।
-वायु, किसी गैस, किसी तरल, [[अनाकार ठोस]] (जैसे कांच), और [[घन क्रिस्टल]] जैसे [[क्षीणन]]  [[आइसोट्रॉपी|समदैशिक]] में, तरंगसदिश की दिशा तरंग प्रसार की दिशा के समान होती है। यदि माध्यम विषमदैशिक है, तो तरंग सदिश सामान्य रूप से तरंग प्रसार के अतिरिक्त अन्य दिशाओं को इंगित करता है। तरंग सदिश सदैव स्थिर चरण की सतहों के लंबवत होता है।
+वायु, किसी गैस, किसी तरल, [[अनाकार ठोस]] (जैसे कांच), और [[घन क्रिस्टल]] जैसे [[क्षीणन]] [[आइसोट्रॉपी|समदैशिक]] में, तरंगसदिश की दिशा तरंग प्रसार की दिशा के समान होती है। यदि माध्यम विषमदैशिक है, तो तरंग सदिश सामान्य रूप से तरंग प्रसार के अतिरिक्त अन्य दिशाओं को इंगित करता है। तरंग सदिश सदैव स्थिर चरण की सतहों के लंबवत होता है।
 उदाहरण के लिए, जब तरंग [[असमदिग्वर्ती होने की दशा]] से होकर गुजरती है, जैसे कि [[ क्रिस्टल प्रकाशिकी |क्रिस्टल प्रकाशिकी]] या तलछटी चट्टान के माध्यम से ध्वनि तरंगें, तो तरंग सदिश तरंग प्रसार की दिशा में यथार्थ रूप से इंगित नहीं कर सकता है।<ref name=fowles>{{cite book|last=Fowles|first=Grant|title=आधुनिक प्रकाशिकी का परिचय|year=1968|publisher=Holt, Rinehart, and Winston|page=177}}</ref><ref name=pollard>"This effect has been explained by Musgrave (1959) who has shown that the energy of an elastic wave in an anisotropic medium will not, in general, travel along the same path as the normal to the plane wavefront ...", ''Sound waves in solids'' by Pollard, 1977. [https://books.google.com/books?id=EOUNAQAAIAAJ link]</ref>
 ==ठोस अवस्था भौतिकी में==
-{{Main|बलोच का प्रमेय}}
+{{Main|बलोच की प्रमेय}}
-ठोस-अवस्था भौतिकी में, [[क्रिस्टल]] में [[इलेक्ट्रॉन]] या [[इलेक्ट्रॉन छिद्र]] का तरंगसदिश (जिसे के-सदिश भी कहा जाता है) इसके [[क्वांटम यांत्रिकी]] | क्वांटम-मैकेनिकल [[ तरंग क्रिया |तरंग क्रिया]] का तरंगसदिश होता है। ये इलेक्ट्रॉन तरंगें सामान्य [[sinusoidal]] तरंगें नहीं हैं, लेकिन उनमें प्रकार का ''लिफाफा (तरंगें)'' होता है जो ज्यावक्रीय होता है, और तरंगसदिश को उस लिफाफा तरंग के माध्यम से परिभाषित किया जाता है, सामान्यतः भौतिकी परिभाषा का उपयोग करके। अधिक जानकारी के लिए बलोच का प्रमेय देखें।<ref>{{cite book |author=Donald H. Menzel |title=Fundamental Formulas of Physics, Volume 2 |chapter-url=https://books.google.com/books?id=-miofZvrH2sC&pg=PA624 |page=624 |chapter=§10.5 Bloch wave |isbn=978-0486605968 |year=1960 |edition=Reprint of Prentice-Hall 1955 2nd |publisher=Courier-Dover }}</ref>
+ठोस-अवस्था भौतिकी में, [[क्रिस्टल]] में [[इलेक्ट्रॉन]] या [[इलेक्ट्रॉन छिद्र]] का तरंगसदिश (जिसे के-सदिश भी कहा जाता है) इसके [[क्वांटम यांत्रिकी]] [[ तरंग क्रिया |तरंग क्रिया]] का तरंगसदिश होता है। ये इलेक्ट्रॉन तरंगें सामान्य [[sinusoidal|ज्यावक्रीय]] तरंगें नहीं हैं, परन्तु उनमें प्रकार का ''आवरण (तरंगें)'' होता है जो ज्यावक्रीय होता है, और तरंगसदिश को उस आवरण तरंग के माध्यम से परिभाषित किया जाता है, सामान्यतः भौतिकी परिभाषा का उपयोग करके। अधिक सूचना के लिए बलोच की प्रमेय देखें।<ref>{{cite book |author=Donald H. Menzel |title=Fundamental Formulas of Physics, Volume 2 |chapter-url=https://books.google.com/books?id=-miofZvrH2sC&pg=PA624 |page=624 |chapter=§10.5 Bloch wave |isbn=978-0486605968 |year=1960 |edition=Reprint of Prentice-Hall 1955 2nd |publisher=Courier-Dover }}</ref>
 ==विशेष सापेक्षता में==
-विशेष सापेक्षता में गतिशील तरंग सतह को स्पेसटाइम में हाइपरसरफेस (एक 3डी उपस्थान) के रूप में माना जा सकता है, जो तरंग सतह से गुजरने वाली सभी घटनाओं से बनता है। तरंगट्रेन (कुछ चर द्वारा चिह्नित)। {{mvar|X}}) को स्पेसटाइम में ऐसे हाइपरसर्फेस के एक-पैरामीटर परिवार के रूप में माना जा सकता है। यह चर {{mvar|X}} स्पेसटाइम में स्थिति का अदिश फलन है। इस अदिश का व्युत्पन्न सदिश है जो तरंग, चार-तरंगसदिश की विशेषता बताता है।<ref>{{cite book |author=Wolfgang Rindler |title=विशेष सापेक्षता का परिचय|pages=[https://archive.org/details/introductiontosp0000rind/page/60 60–65] |section=§24 Wave motion |isbn=978-0-19-853952-0 |year=1991 |edition=2nd |publisher=Oxford Science Publications |url=https://archive.org/details/introductiontosp0000rind/page/60 }}</ref>
+विशेष सापेक्षता में गतिशील तरंग सतह को समष्टि काल में ऊनविम पृष्ठ (एक 3डी उपसमष्टि) के रूप में माना जा सकता है, जो तरंग सतह से गुजरने वाली सभी घटनाओं से बनता है। तरंगावली (कुछ चर {{mvar|X}} द्वारा चिह्नित) को समष्टि काल में ऐसे ऊनविम पृष्ठ के एक-पैरामीटर वर्ग के रूप में माना जा सकता है। यह चर {{mvar|X}} समष्टि काल में स्थिति का अदिश फलन है। इस अदिश का व्युत्पन्न सदिश है जो तरंग, चार-तरंगसदिश की विशेषता बताता है।<ref>{{cite book |author=Wolfgang Rindler |title=विशेष सापेक्षता का परिचय|pages=[https://archive.org/details/introductiontosp0000rind/page/60 60–65] |section=§24 Wave motion |isbn=978-0-19-853952-0 |year=1991 |edition=2nd |publisher=Oxford Science Publications |url=https://archive.org/details/introductiontosp0000rind/page/60 }}</ref>
-फोर-तरंगसदिश तरंग फोर-सदिश है जिसे [[मिन्कोवस्की स्थान]] में इस प्रकार परिभाषित किया गया है:
+चार-तरंगसदिश तरंग चार-सदिश है जिसे [[मिन्कोवस्की स्थान|मिन्कोवस्की]] समष्टि में इस प्रकार परिभाषित किया गया है:
 :<math>K^\mu = \left(\frac{\omega}{c}, \vec{k}\right) = \left(\frac{\omega}{c}, \frac{\omega}{v_p}\hat{n}\right) = \left(\frac{2 \pi}{cT}, \frac{2 \pi \hat{n}}{\lambda}\right) \,</math>
-जहां कोणीय आवृत्ति <math>\tfrac{\omega}{c}</math> अस्थायी घटक और तरंगनंबर सदिश है <math>\vec{k}</math> स्थानिक घटक है।
+जहां कोणीय आवृत्ति <math>\tfrac{\omega}{c}</math> अस्थायी घटक और तरंगसंख्या सदिश <math>\vec{k}</math> स्थानिक घटक है।
-वैकल्पिक रूप से, तरंगनंबर {{mvar|k}} को कोणीय आवृत्ति के रूप में लिखा जा सकता है {{mvar|&omega;}} चरण वेग|चरण-वेग से विभाजित {{mvar|v{{sub|p}}}}, या व्युत्क्रम अवधि के संदर्भ में {{mvar|T}} और व्युत्क्रम तरंग दैर्ध्य {{mvar|&lambda;}}।
+वैकल्पिक रूप से, तरंग संख्या k को चरण-वेग {{mvar|v{{sub|p}}}} द्वारा विभाजित कोणीय आवृत्ति ω के रूप में या व्युत्क्रम अवधि T और व्युत्क्रम तरंग दैर्ध्य λ के संदर्भ में लिखा जा सकता है।
 जब स्पष्ट रूप से लिखा जाता है तो इसके सहप्रसरण और सदिशों के प्रतिप्रसरण और सदिशों के सहप्रसरण और प्रतिप्रसरण रूप इस प्रकार हैं:
@@ Line 55: / Line 55: @@
    K_\mu &= \left(\frac{\omega}{c}, -k_x, -k_y, -k_z \right)
 \end{align}</math>
-सामान्य तौर पर, तरंग चार-सदिश का लोरेंत्ज़ अदिश परिमाण है:
+सामान्यतः, तरंग चार-सदिश का लोरेंत्ज़ अदिश परिमाण है:
 :<math>K^\mu K_\mu = \left(\frac{\omega}{c}\right)^2 - k_x^2 - k_y^2 - k_z^2 = \left(\frac{\omega_o}{c}\right)^2 = \left(\frac{m_o c}{\hbar}\right)^2</math>
-चार-तरंगसदिश [[द्रव्यमान रहित कण]] (फोटोनिक) कणों के लिए कारण संरचना # स्पर्शरेखा वैक्टर है, जहां शेष द्रव्यमान होता है <math>m_o = 0</math>
+चार-तरंगसदिश [[द्रव्यमान रहित कण]] (फोटोनिक) कणों के लिए कारण संरचना स्पर्शरेखा सदिश है, जहां शेष द्रव्यमान <math>m_o = 0</math> है।
-शून्य चार-तरंगसदिश का उदाहरण सुसंगत, [[एकरंगा]] प्रकाश की किरण होगी, जिसमें चरण-वेग होता है <math>v_p = c</math>
+शून्य चार-तरंगसदिश का उदाहरण सुसंगत, [[एकरंगा]] प्रकाश की किरण होगी, जिसमें चरण-वेग <math>v_p = c</math> है।
 :<math>K^\mu = \left(\frac{\omega}{c}, \vec{k}\right) = \left(\frac{\omega}{c}, \frac{\omega}{c}\hat{n}\right) = \frac{\omega}{c}\left(1, \hat{n}\right) \,</math> {प्रकाश-जैसा/शून्य के लिए}
@@ Line 73: / Line 74: @@
 :<math>K^\mu = \left(\frac{\omega}{c}, \vec{k}\right) = \left(\frac{\omega_o}{c^2}\right)U^\mu = \left(\frac{\omega_o}{c^2}\right) \gamma \left(c, \vec{u}\right)</math>
 ===[[लोरेंत्ज़ परिवर्तन]]===
-चार-तरंगसदिश का लोरेंत्ज़ परिवर्तन लेना सापेक्षवादी डॉपलर प्रभाव प्राप्त करने का तरीका है। लोरेंत्ज़ मैट्रिक्स को इस प्रकार परिभाषित किया गया है
+चार-तरंगसदिश का लोरेंत्ज़ परिवर्तन लेना सापेक्षवादी डॉपलर प्रभाव प्राप्त करने की विधि है। लोरेंत्ज़ आव्यूह को
 :<math>\Lambda = \begin{pmatrix}
             \gamma & -\beta \gamma & \ 0 \ & \ 0 \ \\
@@ Line 79: / Line 80: @@
 &             0 & 1     & 0 \\
 &             0 & 0     & 1
-  \end{pmatrix}</math>
+  \end{pmatrix}</math> के रूप में परिभाषित किया गया है।
-ऐसी स्थिति में जहां तेज गति से चलने वाले स्रोत द्वारा प्रकाश उत्सर्जित किया जा रहा है और कोई पृथ्वी (प्रयोगशाला) फ्रेम में पाए गए प्रकाश की आवृत्ति जानना चाहता है, हम लोरेंत्ज़ परिवर्तन को निम्नानुसार लागू करेंगे। ध्यान दें कि स्रोत फ़्रेम में है {{math|''S''<sup>s</sup>}} और पृथ्वी अवलोकन फ्रेम में है, {{math|''S''<sup>obs</sup>}}।
+ऐसी स्थिति में जहां तीव्र गति से चलने वाले स्रोत द्वारा प्रकाश उत्सर्जित किया जा रहा है और कोई पृथ्वी (प्रयोगशाला) फ्रेम में पाए गए प्रकाश की आवृत्ति जानना चाहता है, हम लोरेंत्ज़ परिवर्तन को निम्नानुसार लागू करेंगे। ध्यान दें कि स्रोत एक फ्रेम {{math|''S''<sup>s</sup>}} में है और पृथ्वी अवलोकन फ्रेम, {{math|''S''<sup>obs</sup>}} में है। लोरेंत्ज़ परिवर्तन को तरंग सदिश
-लोरेंत्ज़ परिवर्तन को तरंग सदिश पर लागू करना
 :<math>k^{\mu}_s = \Lambda^\mu_\nu k^\nu_{\mathrm{obs}} </math>
-और मात्र देखने के लिए चयन करना <math>\mu = 0</math> घटक परिणाम देता है
+पर लागू करने और मात्र <math>\mu = 0</math> घटक को देखने के लिए चयन करने से
 :<math>\begin{align}
               k^{0}_s &= \Lambda^0_0 k^0_{\mathrm{obs}} + \Lambda^0_1 k^1_{\mathrm{obs}} + \Lambda^0_2 k^2_{\mathrm{obs}} + \Lambda^0_3 k^3_{\mathrm{obs}} \\[3pt]
@@ Line 89: / Line 89: @@
                       &= \gamma \frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{c} - \beta \gamma \frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{c} \cos \theta.
 \end{align}</math>
-जहाँ <math>\cos \theta </math> की दिशा कोज्या है <math>k^1</math> इसके संबंध में <math>k^0, k^1 = k^0 \cos \theta. </math>
+प्राप्त होता है जहां <math>\cos \theta </math> के संबंध में <math>k^0, k^1 = k^0 \cos \theta </math> <math>k^1</math> की दिशा कोटिज्या है।
-इसलिए
-:{|cellpadding="2" style="border:2px solid #ccccff"
+इसलिए,
+:{| cellpadding="2" style="border:2px solid #ccccff"
 |<math>\frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{\omega_s} = \frac{1}{\gamma (1 - \beta \cos \theta)} </math><br />
 |}
 ====स्रोत दूर जा रहा है (रेडशिफ्ट)====
-उदाहरण के तौर पर, इसे ऐसी स्थिति में लागू करें जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक से दूर जा रहा हो (<math>\theta=\pi</math>), यह बन जाता है:
+उदाहरण के रूप में, इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक (<math>\theta=\pi</math>) से दूर जा रहा है, यह बन जाता है:
 :<math>\frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{\omega_s} = \frac{1}{\gamma (1 + \beta)} = \frac{\sqrt{1-\beta^2}}{1+\beta} = \frac{\sqrt{(1+\beta)(1-\beta)}}{1+\beta} = \frac{\sqrt{1-\beta}}{\sqrt{1+\beta}} </math>
 ====स्रोत (ब्लूशिफ्ट) की ओर बढ़ रहा है====
-इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक की ओर बढ़ रहा है ({{math|1=''&theta;'' = 0}}), यह बन जाता है:
+इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत सीधे पर्यवेक्षक ({{math|1=''&theta;'' = 0}}) की ओर बढ़ रहा है, यह बन जाता है:
 :<math>\frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{\omega_s} = \frac{1}{\gamma (1 - \beta)} = \frac{\sqrt{1-\beta^2}}{1-\beta} = \frac{\sqrt{(1+\beta)(1-\beta)}}{1-\beta} = \frac{\sqrt{1+\beta}}{\sqrt{1-\beta}} </math>
 ====स्रोत स्पर्शरेखीय रूप से घूम रहा है (अनुप्रस्थ डॉपलर प्रभाव)====
-इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत पर्यवेक्षक के संबंध में अनुप्रस्थ रूप से घूम रहा है ({{math|1=''&theta;'' = ''&pi;''/2}}), यह बन जाता है:
+इसे ऐसी स्थिति में लागू करने के लिए जहां स्रोत पर्यवेक्षक ({{math|1=''&theta;'' = ''&pi;''/2}}) के संबंध में अनुप्रस्थ रूप से घूम रहा है, यह बन जाता है:
 :<math>\frac{\omega_{\mathrm{obs}}}{\omega_s} = \frac{1}{\gamma (1 - 0)} = \frac{1}{\gamma} </math>
 == यह भी देखें ==
-*विमान तरंग विस्तार
+*समतल तरंग विस्तार
 *[[घटना का तल]]

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तरंग सदिश: Difference between revisions

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Contents

परिभाषा

तरंग सदिश की दिशा

ठोस अवस्था भौतिकी में