അനുനാദം

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ ഒരു വസ്തുവിന്റെ കമ്പനം (vibration) കൊണ്ട് മറ്റൊരു വസ്തുവിന് അതേ ആവൃത്തിയിൽ കമ്പനമുണ്ടാകുന്ന ഗുണവിശേഷമാണ് അനുനാദം (Resonance) . കമ്പനങ്ങൾ പൊതുവേ രണ്ടു വിധത്തിലുണ്ട് - സ്വാഭാവികവും (natural) പ്രണോദിതവും (forced). ഒരു വസ്തുവിന് തനതായുള്ള കമ്പനത്തെ അതിന്റെ സ്വാഭാവിക കമ്പനമെന്നു പറയുന്നു. റബർച്ചുറ്റികയിൽ അടിച്ച സ്വരിത്രവും (fork) സ്ഥിരാവസ്ഥയിൽ നിന്നു വ്യതിചലിപ്പിച്ച സരളപെൻഡുലവും (simple pendulom) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതു സ്വാഭാവികകമ്പനമാണ്. നേരെ മറിച്ച് കമ്പിതമായ സ്വരിത്രം ഒരു ഭരണിയിലുള്ള വായു സ്തംഭത്തിനുമുകളിൽ ഭരണിയുടെ വായ്‌വട്ടത്തോട് അടുപ്പിച്ചു വയ്ക്കുകയാണെങ്കിൽ സ്വരിത്രത്തിന്റെ കമ്പനം മൂലം ഭരണിയിലെ വായുസ്തംഭവും കമ്പനം ചെയ്യുന്നു; ഇവിടെ വായുസ്തംഭത്തിന്റേത് പ്രണോദിത കമ്പനമാകുന്നു. ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്വാഭാവിക കമ്പനംമൂലം മറ്റൊരു വസ്തുവിന് കമ്പനം ഉണ്ടാവുകയാണെങ്കിൽ രണ്ടാമത്തേതിന്റെ കമ്പനം പ്രണോദിതമാണ്. പ്രണോദിത കമ്പനത്തിൽ കമ്പിതവസ്തു കമ്പനവസ്തുവിന്റെ ആവൃത്തിയിൽ കമ്പനം ചെയ്യുമ്പോൾ, അനുനാദം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. തദവസരത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതുകൊണ്ട് കമ്പനത്തിന്റെ തീവ്രത അത്യുച്ചമായിരിക്കും.

Increase of amplitude as damping decreases and frequency approaches resonant frequency of a driven damped simple harmonic oscillator.

യാന്ത്രിക അനുനാദം

തുല്യദൈർഘ്യമുള്ള രണ്ടു സരളപെൻഡുലങ്ങൾ ഒരേ തിരശ്ചീനതലത്തിൽ (horizontal plane) നിന്ന് ഇളകുന്നവിധത്തിൽ ഘടിപ്പിക്കുക. അതിൽ ഒരു പെൻഡുലം മാത്രം മന്ദമായി ചലിപ്പിക്കുക; മറ്റേത് സ്ഥിരനിലയിൽതന്നെ നിർത്തുക. അല്പസമയം കഴിയുമ്പോൾ രണ്ടാമത്തെ പെൻഡുലവും ചലിക്കുന്നതു കാണാം. സമയം കഴിയുന്തോറും ആദ്യത്തെ പെൻഡുലത്തിന്റെ ചലനവേഗം കുറഞ്ഞ് അതു സ്ഥിരനിലയോടടുക്കുകയും രണ്ടാമത്തേതിന്റെ ചലനവേഗം കൂടുകയും ചെയ്യും. ഒരു ഘട്ടത്തിൽ ആദ്യത്തെ പെൻഡുലം സ്ഥിരനിലയിലാകുകയും രണ്ടാമത്തേത് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ആയാമത്തോടെ (amplitude) ചലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു പെൻഡുലത്തിന്റെ ചലനം മറ്റേതിൽ പ്രണോദിത കമ്പനവും തദ്വാരാ അനുനാദവും സൃഷ്ടിക്കുതാണിവിടെ കാണുന്നത്. അടുത്ത നിമിഷത്തിലാകട്ടെ, രണ്ടാമത്തെ പെൻഡുലത്തിന്റെ വേഗം കുറയാൻ തുടങ്ങും; ആദ്യത്തേത് ചലനം ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ സ്ഥിതിവിശേഷം തുടർന്നു പോകുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള അനുനാദത്തെ യാന്ത്രിക അനുനാദം (Mechanical resonance) എന്നു വിളിക്കുന്നു.

ധ്വാനിക അനുനാദം

മുകളറ്റം തുറന്ന ഒരു നാളികയിൽ ജലം നിറയ്ക്കുക. ജലവിതാനം ഇഷ്ടാനുസരണം ക്രമപ്പെടുത്തുവാനുള്ള സജ്ജീകരണം ഇതിൽ ഉണ്ടായിരിക്കണം. അതിനുശേഷം കമ്പനം ചെയ്യിച്ച ഒരു സ്വരിത്രത്തെ നാളികയ്ക്കുമുകളിൽ അഗ്രഭാഗത്തോടടുത്തുവച്ച്, ജലവിധാനം ക്രമപ്പെടുത്തി, ജലനിരപ്പിനുമുകളിൽ നാളികയിലുള്ള വായുസ്തംഭത്തിന്റെ അളവ് വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുക. ഒരു ഘട്ടത്തിൽ വായുസ്തംഭം സ്വരിത്രത്തിന്റെ കമ്പനത്തിനോടൊത്ത് അനുനാദം സൃഷ്ടിക്കുകയും ഏറ്റവും കൂടുതൽ ശബ്ദം ഉളവാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരേ ആവൃത്തിയുള്ള രണ്ടു സ്വരിത്രങ്ങൾകൊണ്ടും അനുനാദം പ്രദർശിപ്പിക്കാം. ഇങ്ങനെയുള്ള അനുനാദത്തെ ധ്വാനിക അനുനാദം (Acoustical resonance) എന്നു വിളിക്കുന്നു.

സംഗീത ധ്വാനികം

ഒരു നിശ്ചിത സ്വരത്തിന്റെ ആവർത്തിക്കനുസരിച്ച് അനുനാദം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന കമ്പനം, സംഗീതോപകരണങ്ങളിൽ ഉണ്ടാക്കാവുന്നതാണ്. ഇവയാണ് സംഗീത ധ്വാനികം (Musical acoustics).

വൈദ്യുത അനുനാദം

റേഡിയോവിലെ നോബ് (Knob) തിരിച്ച് ഒരു നിശ്ചിത സ്റ്റേഷൻ ക്രമപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, യഥാർഥത്തിൽ ചെയ്യുന്നത് ആ സ്റ്റേഷന്റെ ആവർത്തിക്കനുസരണമായി റേഡിയോവിലെ സ്വീകാരീ പരിപഥത്തെ(selector circuit) അനുനാദം ചെയ്യിക്കുകയാണ്. പ്രേരകത്വം (Inductance-L), ധാരിത (Capacitance-C), രോധകം (Resistance-R) എന്നിവ ശ്രേണി (series) ആയി ഘടിപ്പിച്ച ഒരു വൈദ്യുത-പരിപഥത്തിൽ ω/2πആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു പ്രത്യാവർത്തി പൊട്ടൻഷ്യൽ (alternating potential) നല്കിയാൽ, പ്രേരക ലംബരോധവും(inductive reactance) ധാരിത ലംബരോധത്തിന്റെ (capacitive reactance) വ്യുത്ക്രമവും തുല്യമാകുന്ന സ്ഥിതി വരികയാണെങ്കിൽ, അതായത് Lω=1/2π√LC, പ്രസ്തുത പരിപഥം ആരോപിത വോൾട്ടതയുമായി (impressed voltage) അനുനാദം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. അനുനാദ ആവൃത്തി, 1/2πLC ആയിരിക്കും. ഇത്തരത്തിലുള്ള അനുനാദങ്ങളെ വൈദ്യുത അനുനാദം (Electrical Resonance) എന്നു പറയുന്നു.

പ്രത്യേകതകൾ

അടിസ്ഥാനനാദത്തോടൊപ്പം സ്വയം ധ്വനിച്ച് കേൾക്കുന്ന 'സ്വയംഭു'സ്വരം; അനുരണനാത്മകധ്വനി എന്നും ഇതിനു പേരുണ്ട്. അടിസ്ഥാനനാദത്തിന്റെ മേന്മ അതിൽ ലയിച്ചിരിക്കുന്ന അനുനാദങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. വലിച്ചുകെട്ടിയ ഒരു തന്ത്രി മീട്ടിവിട്ടാൽ ആ തന്ത്രി അതിനുള്ള മുഴുവൻ നീളത്തിൽ ഒന്നായി ചലിക്കുന്നതിനു പുറമേ, അംശങ്ങളായി സ്വയം രൂപം പൂണ്ടും ചലിക്കുന്നു.

ഈ അംശങ്ങളുടെ കമ്പനാവൃത്തി (frequency of vibration) വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും. അങ്ങനെ ഭാഗികമായ ഈ ചലനങ്ങൾ അതിസൂക്ഷ്മങ്ങളായ അനേകം മേൽസ്വരങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഈ മേൽസ്വരങ്ങൾ സ്ഥായിസ്വരത്തിന്റെ അനുവാദിസ്വരങ്ങളായിരിക്കും. തന്ത്രിവാദ്യങ്ങളുടെ തന്ത്രിയിലും സുഷിരവാദ്യങ്ങളുടെ നാളിയിലും ഈ പ്രക്രിയ നടക്കുന്നുണ്ട്. സംഗീതവാദ്യങ്ങളുടെ ഘടന ഈ അനുനാദങ്ങളെ പോഷിപ്പിക്കാൻ ഉതകുന്നതരത്തിൽകൂടി സംവിധാനം ചെയ്തിരിക്കുന്നു. ഈ അനുരണനാത്മകധ്വനികൾ സ്ഥായിസ്വരത്തോടൊത്തു ഹൃദയഹാരിയായ നാദധാരയുതിർക്കുന്നു. പാശ്ചാത്യ സംഗീതശാസ്ത്രത്തിൽ 'Overtones','Upper partials' തുടങ്ങിയ സംജ്ഞകൾകൊണ്ട് വിവക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന അനുനാദത്തെപ്പറ്റി പല വിശ്രുത ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരും സമഗ്രമായ പഠനം നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. നോ: അനുസ്വരം, അനുവാദിസ്വരം

കടപ്പാട്: കേരള സർക്കാർ ഗ്നൂ സ്വതന്ത്ര പ്രസിദ്ധീകരണാനുമതി പ്രകാരം ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച മലയാളം സർ‌വ്വവിജ്ഞാനകോശത്തിലെ അനുനാദം എന്ന ലേഖനത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിക്കിപീഡിയയിലേക്ക് പകർത്തിയതിന് ശേഷം പ്രസ്തുത ഉള്ളടക്കത്തിന് സാരമായ മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടാകാം.