හඬ වෙනස්වෙන ඇම්බියුලන්ස් නළාවේ රහස

රාවය 
20 - දෙසැම්බර් - 2015

"ඔබ කලබල වීදියක් කෙළවර, බස් නැවතුමක, එහෙමත් නැත්නම් සාප්පුවක දොරකඩ රැඳී සිටිනවා. ඒ මොහොතේ ඈත සිට පැමිණෙන ගිලන් රථයක් (Ambulance) සයිරන් හඬ නගමින් ඔබව පසුකර වේගයෙන් ඇදී යනවා."

මීට සමාන අත්දැකීමකට මුහුණ නොදුන් අයෙක් දශක තුනකට ආසන්න කාලයක් තිස්සේ යුද ගැටුම් පැවති ශ්‍රී ලංකාවෙන් නම් සොයාගැනීම ඉතා දුලබයි. අද අපි කතාකරන්න යන්නේ ගිලන්රථය ගැනවත්, එය තුළ සිටින රෝගීන් ගැනවත් නොවෙයි. ගිලන් රථයෙන් නැගෙන සයිරන් නළා හඬ පිළිබඳවයි.

ගිලන් රථයේ සයිරන් නළා හඬ, ඔබ දෙසට පැමිණෙන විට නගන හඬට වඩා, ඔබව පසුකර යන විට නගන හඬෙහි යම් වෙනසක් සිදුවී ඇතිබව ඔබටත් දැනුණාද? තවත් සැලකිල්ලෙන් සවන් යොමා බැලුවොත්, සයිරන් නළාව ඔබ වෙතට පැමිණෙන අවස්ථාවේ නැගෙන හඬත්,එය ඔබව පසුකරන මොහොතේ නැගෙන හඬත්, රථය ඔබෙන් ඉවතට ඇදී යන විට ඇසෙන හඬත් එකිනෙකට වෙනස් බව නිරීක්ෂණය කරන්නට හැකිවේවි. මෙතැනදී ඔබට දැනෙන්නේ අදාළ ශබ්දයේ තාරතාවයේ (pitch) වෙනසක්.

මේ සංසිද්ධිය පිටුපස සැඟවුණු අපූරු රහස භෞතික විද්‍යාවෙන් පහදාගත හැකියි. එය හඳුන්වන්නේ 'ඩොප්ලර් ආචරණය' (Doppler effect) නමින්.

ශබ්දය ඔබ වෙතට ගමන් කරන්නේ තරංග (waves) වශයෙන්. මුලින්ම, ශබ්ද තරංග නිකුත් කරන සයිරන් නළාව, නිසලව සිටින ඔබ දෙසට චලනය වෙනවා. සයිරන් නළාව ඔබ දෙසට ලං වෙනවාත් එක්කම, ශබ්ද තරංගයේ 'තරංග පෙරමුණු'වලට (wave crests) ඔබ වෙතට ලංගාවෙන්න ගෙවා දැමිය යුතු දුර මදින් මද අඩුවෙනවා. අනුයාත තරංග පෙරමුණු දෙකක් සැලකුවොත්, පළවෙනි තරංග පෙරමුණ ඔබ වෙතට ළඟා වෙන්නට ගතකළ කාලයට වඩා අඩු කාලයකිනුයි දෙවැනි තරංග පෙරමුණ ඔබ වෙත ලඟාවෙන්නේ. මේ හේතුව නිසා ඔබ වෙතට පැමිණෙන සයිරන් නලාවේ ශබ්ද තරංගයේ තරංග පෙරමුණු, එකිනෙක 'කැටිවීමක්' සිදුවෙනවා.

ගිලන් රථය ඔබෙන් ඉවතර ඇදී යද්දී සිදුවන්නේ මෙහිම විලෝමය. සයිරන් නළාව මදින් මද ඔබෙන් ඉවතට යන නිසා පළමු තරංග පෙරමුණ ඔබ වෙත ළඟා වෙන්නට ගතකරන කාලයට වඩා වැඩි කාලයක්, දෙවන තරංග පෙරමුණට ගතවෙනවා. ඉතින්, ඔබෙන් ඉවතට ඇදී යන සයිරන් නලාවේ ශබ්ද තරංගයේ, තරංග පෙරමුණු අතර පරතරය වැඩි වී, තරංගය 'විහිදීමක්' සිදුවෙනවා.

ඔබට සයිරන් නළා හඬේ නියම තාරතාවය අසන්නට ලැබෙන්නේ ගිලන් රථය ඔබව පසුකර යන ඇසිල්ලේදී පමණයි.

ඉහත කී ආචරණය ගැන මුල්වරට ලිඛිතව සඳහන් කළේ 1842 දී ඔස්ට්‍රේලියානු ජාතික භෞතික විද්‍යාඥයෙක් වන ක්‍රිස්ටියන් ඩොප්ලර් (Christian Doppler) විසින්.

ඩොප්ලර් ආචරණය සයිරන් නළා හඬට හෝ ශබ්ද තරංගවලට සීමා වූවක් නොවෙයි. චලනය වෙන වස්තූන්ගෙන් නිකුත් කෙරෙන තරංග සම්බන්ධව ඩොප්ලර් ආචරණයේ ප්‍රායෝගික යෙදීම් ගණනාවක් හඳුනාගන්නට පුළුවනි.

වැඩි දුර යන්නට වුවමනා නැහැ. ගෙමිදුලට බැස තරු පිරුණු රෑ අහස දෙස බලා හිඳීමෙන්ම ඔබට ඩොප්ලර් ආචරණයේ යෙදීම් නිරීක්ෂණය අරඹන්නට හැකියි.

රාත්‍රී අහසේ සමහරක් තරු රත් පැහැයෙනුත්, තවත් සමහර තරු නිල් පැහැයෙනුත් දර්ශනය වෙනවා. නිල් ආලෝකයේ සංඛ්‍යාතය, රතු ආලෝකයේ සංඛ්‍යාතයට වඩා ඉහළයි. පෘථිවිය වෙතට ළඟා වෙන තාරකාවකින් නිකුත් වෙන තරංග පෙරමුණුවල හැසිරීමත්, කලින් සඳහන්කල සයිරන් නලාවේ ශබ්ද තරංගයේ හැසිරීමට සමානයි. ඉතින් එහි දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාතය ඉහළ අගයක් ගන්නවා. ඒ නිසයි පෘථිවියවෙතට ළඟාවෙන තාරකා නිල් පැහැයෙන් දිස්වෙන්නේ. 

පෘථිවියෙන් ඈතට ගමන් ගන්නා තාරකාවලදී සිදුවන්නේ ඉහත පැහැදිලිකිරීමේ විලෝමය. රත් පැහැයෙන් එම තාරකා දර්ශනය වෙන්නේ ඒවායේ ආලෝක තරංගවල දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාතය සාපේක්ෂව පහළ අගයක් ගන්නා නිසයි. 

සමහර විට ඔබ ඩොප්ලර් ආචරණය අත්වින්දේ ඉහත කී තරම් සුන්දර අත්දැකීමක් හරහා නොව, අධික වේගයෙන් රිය පැදවීම හේතුවෙන් වරදකරුවෙක් වූ අවස්ථාවක වෙන්නට පුළුවනි. 

රථවාහන පොලීසියේ මහතුන් ඩොප්ලර් ආචරණයෙන් බොහොම හොඳින් වැඩ ගන්නා පිරිසක්. වේග සීමා ඉක්මවූ මෝටර් රථ හඳුනාගැනීමේ උපකරනවලදී භාවිතා වෙන්නේත් ඩොප්ලර් ආචරණයමයි. මෙහිදී සිදුවෙන්නේ, පොලිස් නිලධාරියාගේ අත රැඳි උපකරණයෙන්රේඩාර් (radar) තරංගයක් අදාළ රථය වෙත යොමු කර, රථයෙහි ගැටී පරාවර්තනය වෙන රේඩාර් තරංගයේ හැසිරීම ආධාරයෙන් වේගය නිර්ණය කිරීමයි. 

ඒ වගේම ඩොප්ලර් ආචරණයට පින්සිදුවන්නට ජීවිතය බේරාගත් අයවලුන් අප අතරෙන් සොයාගැනීම අපහසු කාරණයක් නොවෙයි.වෛද්‍ය විද්‍යාවේදී, රුධිර ගලනයේ අසමානතා, රුධිර නාලවල අවහිරවීම් සහ කපාට හරහා රුධිරය කාන්දුවීම් යනාදිය හඳුනාගැනීමටත්, මව් කුස තුළ සිටින දරුවෙක්ගේ හදගැස්ම මැන බැලීමටත් ඩොප්ලර් ආචරණය උපයෝගී කරගැනෙනවා. මේ සඳහා උපයෝගී කරගන්නේ අතිධ්වනි තරංගවල (Ultrasound waves) චලිතයයි.

ඩොප්ලර් ආචරණයෙන් වැඩ ගන්නා සතුන්ද සිටිනවා. වවුලා ඉන් එකෙක්. වවුලන් පියාසැරියේදී අතිධ්වනි තරංග නිකුත් කරනවා. එම තරංගවල හැසිරීම අනුව, පියඹායන මාර්ගයේ ඇති බාධක හඳුනා ගැනීමටත්, ගොදුරු කරගත හැකි කෘමි සත්තුන්ගේ ගමන් මාර්ගය නිර්ණයකිරීමටත් උන්ට පුළුවනි. පරාවර්තිත ශබ්දයෙන් පිහිටීම නිර්ණය කිරීමේ මෙම උපක්‍රමය හඳුන්වන්නේ echolocation නමින්.

ආලෝක වර්ෂ ගණනාවකට එපිටින් නිවෙන දැල්වෙන තාරකාවකින් නිකුත් වෙන ආලෝකයේත්, ඇඟේ ගැටී නොගැටී වේගයෙන් ධාවනය වෙන ගිලන් රථයක සයිරන් නාදයේත්, අන්ධ වවුලෙක් අතරමං නොවී කැදැල්ල වෙත පියාසැලීමේත්, අධික වේගයෙන් රිය පදවනයුරු පොලිස් නිලධරයාට 'අතේ මාට්ටු' වීමේත් පසුපස ඇත්තේ එකම රහසක් බව දැන් ඔබට වැටහෙනවා ඇති. සමහර වෙලාවකට, ඉතා සංකීර්ණයැයි අපි හිතන ඇතැම් දේ මොනතරම් සරලයිද?