5. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు (Electromagnetic Waves)
మనం అయస్కాంతం, దాని ధర్మాల గురించి చిన్నపుడు చదువుకునే ఉంటాము. ఉత్తర ధృవం నుంచి అయస్కాంత శక్తి రేఖలు అర్ధచంద్రాకారంలో దక్షిణ ధృవానికి చేరుకుంటాయి. వాటిని ఛేదించే రాగి తీగ ఉన్నప్పుడు ఆ తీగలో ఉన్న స్థిరంగా ఉండే ఎలెక్ట్రాన్స్ అయస్కాంత శక్తితో కదల్చబడి ప్రక్కవాటిని తోసుకుంటూ ‘విద్యుత్ చ్ఛాలక బలంగా’ (Electro Motive Force) మారి బల్బులోని నిరోధం పెరిగిన ఇరుకు మార్గం అయిన ఫిలమెంట్ లో వేగంగా పోయి దాని ఉష్ణోగ్రతని పెంచి కాంతిని వెదజల్లేటట్లు చేస్తాయి. విద్యుదయస్కాంత తరంగాల గురించి తెలుసు కోవడానికి ముందు మనము చిన్నపుడు వాడిన సైకిల్ డైనమో సూత్రాన్ని గుర్తుతెచ్చుకోవాలి. డైనమో లో పైన బొడిపిలా కనిపించే చిన్న చక్రం నడుస్తున్న సైకిల్ టైర్ని ఆనుకుని చక్రంతో బాటు తిరుగుతూ సైకిల్ ముందున్న దీపాన్ని వెలిగిస్తోందని గమనించే ఉంటారు. అది తిరుగుతూ దాన్ని పట్టికుని ఉన్న అయస్కాంతాన్ని రాగి తీగల చుట్ట మధ్య తిప్పుతూ దానినుంచి బయటకి వచ్చే రెండు తీగల ద్వారా వచ్చే విద్యుత్తుని ముందున్న బల్బ్ కి అందించితే, అది వెలిగి మనకి దారి చూపిస్తుంది. దాని నిర్మాణం పక్కన బొమ్మ లో చూడొచ్చు. ఆ బొడిపి ఒక చుట్టు లో సగం తిరిగేసరికి రెండు తీగలలో ఒకటి పాజిటివ్ ఛార్జ్ ని పొందితే రెండోది ఏది లేకుండా అంటే నెగెటివ్ ఛార్జ్ తో ఉంటుంది. బొడిపి ఒక చుట్టు పూర్తి అయ్యేసరికి ఇంతకు ముందు ఏదైతే ఏ ఛార్జ్ లేకుండా ఉందో అది పాజిటివ్ ఛార్జిని సంతరించుకుని రెండోది ఏ ఛార్జ్ లేకుండా (Negetive) గా ఉండిపోతుంది. ఈ విధంగా పక్క బొమ్మలో చూపిన విధంగా ఒక డోలనం పూర్తి అయ్యేసరికి రెండు తీగల మధ్య చార్జీలు మారుతూ వస్తాయి. దీనినే మనం ఏకాంతరవిద్యుత్ లేక ‘ఆల్టర్ నేటింగ్ కరెంటు’ అంటాము. సైకిల్ వేగం పెంచినా తగ్గించినా డైనమో వేగం కూడా దాని ప్రకారం మారి ప్రతి సెకనుకు ఉత్పత్తి అయ్యే తరంగ వేగం పెరగడం గాని తగ్గడం గాని జరుగుతుంది. అదే అయస్కాంత శక్తి ని పెంచితే 'విస్తారం' అనగా వోల్టేజ్ పెరిగి, మరీ ఎక్కువైతే పట్టుకుంటే 'షాక్' కి గురి చేస్తుంది. మన ఇళ్ళకి పంపిణీ చేసే విద్యుత్తు ఇదే పద్ధతిన పెద్ద ఎత్తున తయారు చేయబడుతున్నది. ఎటొచ్చీ దాని వేగం ఖచ్చితంగా ఉంచి అయస్కాంత శక్తిని పెంచుతారు- 120 వోల్ట్స్, అరవై హెర్ట్జ్ పంపిణి కి కుదిరేటట్లు. విద్యుత్ వాడకం పెరిగినకొద్దీ విస్తారం తగ్గుతూ ఉంటుంది కాబట్టి ఆ విస్తారాన్ని నిలబెట్టేందుకు అయస్కాంత శక్తిని మారుస్తూ వస్తారు. దీనిని ఎవరు పక్కన ఉండి చెయ్యరు, దానంతట అదే మారేటట్లు నియంత్రిస్తారు.
మన చుట్టూ వాతావరణంలో ఉన్న గాలి ఎక్కడనుంచో వస్తున్న శబ్ద తరంగాలని కుదించి, విస్తరించి మోసుకుని వచ్చి మన చెవులలోని శబ్ద గ్రహణ పొరని తాకేటట్లు చేస్తాయి. అవి ప్రతి ఒక్క శబ్దంలోని ప్రత్యేకతలని అనగా మానవ, జంతు, పక్షి, చెట్ల మధ్యనుండి వచ్చే గాలి, వాయిద్యాల నాదాలు, మొదలైన శబ్దాల వివరణలని విశదీకరించి అవి ఎక్కడనించి వస్తున్నాయో ఆదిశని కూడా తెలుసుకుని మన మెదడుకి అందించి మనల్ని ఆనందింపచేస్తాయి. అంటే 30 నుంచి 20,000 కంపనాలు (సైకిల్స్ లేక హెర్ట్జ్) తరంగాల పరిధిలో ఉండే శబ్ద తరంగాలు గాలిలో మోసుకుని వచ్చి ఆ పరిజ్ఞానాన్ని మన చెవిలోని గ్రాహ్య పొరకి అందిస్తే ఆ పరిజ్ఞానం అక్కడి నరాలు మన మెదడుకి చేర్చి మనకి భాషలోని భావాన్ని గాని, సంగీతంలోని మాధుర్యాన్ని గాని అందిస్తాయి. 20,000 కంపనాలు దాటిన కొద్దీ దాని గ్రాహ్య పరిజ్ఞాన శక్తి మానవునికి క్రమంగా తగ్గుతూ వస్తుంది. ఆ కంపన శ్రేణి వినికిడి పరిధి లోనే ఉన్నా దూరం పెరుగుతున్న కొద్దీ దాని శక్తి క్షీణిస్తూ క్రమంగా వినిపించడం మానేస్తుంది. శబ్ద శక్తిని 'డెసిబెల్' అనే కొలమానికంలో కొలుస్తారు. వాటి విలువలు మనకి సులభంగా అర్ధమయ్యేందుకు పక్క పటం ఉపయోగ పడుతుంది. వీటిని దూర ప్రాంతాలకి పంపించాలంటే తీగల పై గాని రేడియో తరంగాలపైనా గాని మాత్రమే పంపించగలుగుతాము. సాధారణంగా ఎక్కువ దూరం వినపడాలంటే అరవడం గాని 'లౌడ్ స్పీకర్' వంటి సాధనాలని వాడడం గాని చెయ్యాలి. ఆ విధంగా గాలిలో మన సందేశాల యొక్క శబ్ద ప్రకంపనాలని తీవ్రతరం చెయ్యగలుగుతాము. కానీ అన్నిచోట్లా అది సాధ్యం కాదు. మాములుగా మాట్లాడే మాటల్ని దూర ప్రాంతాలకు అంద చెయ్యాలంటే, టెలిఫోన్ వంటి సాధనాల్ని వాడాల్సి ఉంటుంది. అది రాగి తీగల ద్వారా గాని అటువంటి సాధనాలనుపయోగించుకుని గాని శబ్దతరంగాలని విద్యుత్తరంగాలుగా మార్చి కొన్ని మైళ్ళు పంపించగలుగుతుంది. అంతకంటే ఎక్కువదూరం పంపాలి అంటే శ్రవ్య పౌనఃపున్యాల వాహక నౌకగా ఆ తరంగాలని వేరే తక్కువ తరంగ దైర్ఘ్యంగల తరంగాలతో సమ్మిళితం (Modulation) చేసి పంపించవచ్చు. వాటి ప్రదర్శన పక్కపటంలో చూడొచ్చు. అవి ఎక్కువ దూరం వెళ్లగలిగినా కూడా కొంత దూర ప్రయాణం తరువాత అవి వాటి విస్తరాన్ని పోగొట్టుకుంటాయి. మళ్ళీ, మళ్ళీ వాటి విస్తరాన్ని పెంచుకుంటూ కావలసిన గమ్యాన్ని చేర్చవచ్చు. ఇదే పద్దతిని రాగి తీగల ద్వారాగాని, రేడియో తరంగాలపైన గాని ఉపగ్రహంద్వారా మైక్రోవేవ్ తరంగాలపైన గాని చేర్చవచ్చు. కాంతి పుంజాలని కూడా ఇదే విధంగా సమాచారాన్ని పంపిణీ చెయ్యడానికి వాడవచ్చు. అతిసన్నని గాజు తీగల ద్వారా కాంతి సంకేతాలని అతివేగంగా అతికొద్ది పునోద్దీపనలతో వేలకొద్ది మైళ్ళు పంపవచ్చు. వీటినే ‘ఆప్టికల్ ఫైబర్ ‘ పై సమాచార పంపిణీ అంటారు.
మనం ఎటువంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు ఉపయోగించకపోయినా, విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు చాల తక్కువ విస్తారంలో మన చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూనే ఉంటాయి. భారీ విద్యుత్ పరికరాలు వాడకంలోకి తెచ్చినప్పుడు, తీసివేసినప్పుడు, సెల్ ఫోన్లు పరిసరాల్లో ఉన్నప్పుడు, (పనిచేయకపోయినా కూడా) దరిదాపులలో ఉపయోగంలో ఉన్న రేడియో ట్రాన్స్మిటర్లు మొదలైన పరికరాలు మనకి తెలియకుండానే (చాల తక్కువ విస్తారంలో ఉండడం వల్ల) అవి మనని తాకుతుంటాయి. ఎటొచ్చి ఆ సాధనాలు రేడియో తరంగాలని ఎంత శక్తితో ఎంత దూరంనుంచి పంపుతున్నాయి అన్న విషయం పై - వాటి ప్రభావం మనపై ఎంత ఉంటుంది అన్నది నిర్ధారణ చేసుకోవచ్చు. మనచుట్టూ వెలుగు నింపి మన పరిసరాల్ని చూడగలిగేటట్లు చేసే సౌర కిరణాలు కూడా విద్యుదయస్కాంత తరంగాల కూటమే. వాటి ప్రభావం లేనిదే మన చుట్టూ ఉన్న రంగుల మయమైన పరిసరాల అందచందాలు మనని ముగ్ధుల్ని చెయ్యలేవు. నిజానికి ఒక్కొక్క రంగు ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగాల సంపుటే. ఈ రేడియో తరంగాలు అనేక రకాలుగా విభజింపబడి వివిధ రకాలుగా మనకి ఉపయోగపడుతున్నాయి. సూర్య గోళంలో అనుక్షణం లక్షల సంఖ్యలో జరిగే విస్ఫోటనాలు ఒకటి నుంచి అనంత (infinity) ప్రకంపనాలని జనింపచేస్తాయి. వాటిలో కొన్ని సూర్యగోళాన్ని దాటి బయటికి రాలేవు. కొన్నిటిని మన భూమిని చుట్టివున్న వాతావరణం అడ్డుకుంటుంది. కానీ కాంతి కిరణాలు, ‘అల్ట్రా వయొలెట్’ కిరణాలూ మన వాతావరణాన్ని ఛేదించుకుని భూమిని చేరుకో గలుగుతాయి. ఈ ప్రకంపనాలు ఒక స్థాయిని (వెరీ హై ఫ్రీక్వెన్సీ) మించితే సూదుల్లాగా భూమిచుట్టూ ఉన్న వాతావరణంలో దూసుకుపోయి భూమిని తాకుతాయి. ఆ విధంగా సూర్యరశ్మి లోని వెలుగు మనకి మన పరిసరాలలోని అందాలు చూపిస్తూ, వాడి, వేడి తీవ్రతలతో మనని శీతాకాలంలో వెచ్చదనంతో అలరిస్తూ, వేసవిలో బాధిస్తూ, మామిడికాయలు లాంటి పదార్ధాలని, బట్టలని ఎండబెట్టుకోవడానికి ఉపయోగపడుతున్నాయి. అదేవిధంగా మనకి కాంతిని ఇచ్చే ఏసాధనమైన సరే, రంగుని బట్టి ఆ ప్రత్యేక తరంగ సంపుటిని గాని, తెలుపు ఐతే అన్ని రంగుల మిశ్రమ తరంగ సంపుటిని గాని విడుదల చేస్తాయి.
చెవులు శబ్ద రూపంలో ఉన్న సుమారు 20,000 ప్రకంపనాల వరకు గ్రహించి (ఇది వినే వారి చెవి గ్రహణ సామర్ధ్యాన్ని బట్టి మారుతుంది; సంగీత కళాకారులకి కొంచెం ఎక్కువ ఉంటుంది) మనకు ఆకళింపు చేసుకునే సామర్ధ్యాన్ని ఒనగూరుస్తే, మనకు భగవంతుడు ఇచ్చిన కళ్ళు, ౩౦ నుంచి ౩౦౦ గిగా హెర్ట్జ్ గా ప్రసరిస్తున్న విద్యుదయస్కాంత తరంగాల కాంతి పుంజాలననువదించి మన పరిసరాల సొబగుల్ని మన మెదడుకి అవగాహన కలిగించే సాధనంగా పనిచేస్తాయి. వాటి పరిధి ‘వేవ్ లెంగ్త్’ లెక్కలో అయితే పది నానో మీటర్లనుంచి వెయ్యి మైక్రోమీటర్ల వరకు, అనగా ఫ్రీక్వెన్సీ లెక్కలో 30 గిగా హెర్జ్ నుంచి - 300 గిగా హెర్ట్జ్స్ వరకు (ఒక గిగా హెర్ట్జ్స్ అంటే 1,000,000,000 HZ). ఈ తరంగాలని వెలుగునిచ్చే ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ సాధనాలు కూడా తయారుచేస్తాయి. డేటా, మాటలు, సంగీతం, బొమ్మలు, వీడియో వంటి సాధనాలని వీ హెచ్ ఫ్, మైక్రోవేవ్, కో యాక్సిల్ కేబుల్, ఆప్టికల్ కేబుల్స్, ఉపగ్రహము, మొదలైన సాధనాల ద్వారా సరఫరా చెయ్యొచ్చు. దూరసంచార వ్యవస్థ మొత్తం 300 - 20,000 హెర్ట్జ్ 'వాయిస్ బ్యాండ్' లో 300 నుంచి 3400 హెర్జ్ వరకు ఉన్న బ్యాండుని మాత్రమే సరఫరా చేస్తుంది. అంటే సంగీతం యక్క నాణ్యత గమ్యం చేరేసరికి కుంచించుకు పోయి దెబ్బతింటుంది. టీవీ, రేడియో లు మొత్తం బ్యాండ్ ను గమ్యానికి చేర్చడం వల్ల వాటి నాణ్యత ఏమాత్రం తగ్గదు.
ఇంత చిన్న వ్యాసంలో శబ్దాల పాత్ర, రేడియో తరంగాల లేక విద్యుత్ అయస్కాంత తరంగాల ద్వారా వాటి ప్రయాణం ఏవిధంగా సాగుతుంది అన్నది తెలియచెప్పడం సాహసమే అవుతుంది, అయినా ఇక్కడ ఒక చిన్ని ప్రయత్నం చెయ్యడం జరిగింది. వివరించడంలో ఎంతవరకు కృతకృత్యుడయ్యానన్నది పాఠకులుగా మీరే చెప్పాలి.
-o0o-