आकाश नीला क्यों है? इसका जवाब पाएं साइंस के अनुसार

Akash Nila Kyun Dikhai Deta Hai

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पहले प्रश्नों में से एक जिज्ञासु बच्चा अक्सर प्राकृतिक दुनिया के बारे में पूछता है “आकाश नीला क्यों है?” यह प्रश्न कितना व्यापक है फिर भी इसके बारे में कई गलत धारणाएँ और गलत उत्तर हैं – क्योंकि यह महासागर से प्रतिबिंबित होता है; क्योंकि ऑक्सीजन एक नीले रंग की गैस है; क्योंकि सूरज की रोशनी में एक नीली रंगत होती है – जबकि सही उत्तर हमेशा से अनदेखा किया जाता है।

सही मायने में, आकाश नीला होने के कारण तीन साधारण कारकों को एक साथ रखा गया है: सूर्य का प्रकाश कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के प्रकाश से बना होता है, पृथ्वी का वायुमंडल अणुओं से बना होता है जो अलग-अलग मात्राओं द्वारा अलग-अलग तरंगदैर्घ्य की रोशनी बिखेरते हैं, और हमारी आँखों की संवेदनशीलता।

इन तीन चीजों को एक साथ रखें, और एक नीला आकाश अपरिहार्य है। यहां बताया गया है कि यह सब एक साथ आता है।

सूर्य के प्रकाश के सभी विभिन्न रंगों से बना है … और फिर कुछ! हमारे सूर्य का प्रकाश क्षेत्र लगभग 6,000 K पर इतना गर्म है, कि यह पराबैंगनी से, उच्चतम ऊर्जा पर और दृश्यमान, बैंगनी से लाल रंग तक, और फिर अवरक्त भाग में गहरे तक प्रकाश का एक व्यापक स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करता है।

उच्चतम ऊर्जा प्रकाश भी सबसे कम-तरंगदैर्ध्य (और हाई- फ्रीक्वेंसी) प्रकाश है, जबकि निम्न ऊर्जा प्रकाश में उच्च-ऊर्जा समकक्षों की तुलना में लंबी-तरंगदैर्ध्य (और कम- फ्रीक्वेंसी) होती है।

 

यदि आपने कभी प्रिज्म के साथ खेला है या इंद्रधनुष देखा है, तो आप जानते हैं कि प्रकाश विभिन्न रंगों से बना होता है। “ये रंग होते है: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, इंडिगो और वायलेट।

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ये रंग विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का सिर्फ एक छोटा हिस्सा बनाते हैं, जिसमें पराबैंगनी तरंगें, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगें शामिल होती हैं। इसका मतलब है कि अदृश्य तरंगें जो सनबर्न का कारण बनती हैं, हमें हमारे बचे हुए को गर्म करने की अनुमति देती हैं, और हमें रेडियो सुनने के लिए प्रकाश के सभी रूप हैं।

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अलग-अलग लंबाई की तरंगों के रूप में प्रकाश चलता है: कुछ कम होते हैं, जिससे ब्लर लाइट बनती है, और कुछ लंबे होते हैं, जिससे रेडर लाइट बनती है। जैसे ही सूरज की रोशनी हमारे वायुमंडल में पहुँचती है, हवा में अणु ब्लर लाइट को बिखेरते हैं लेकिन लाल लाइट को गुजरने देते हैं। वैज्ञानिक इस Rayleigh scattering कहते हैं।

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जब सूर्य आकाश में ऊंचाई पर होता है, तो वह अपना असली रंग: सफेद दिखाई देता है। सूर्योदय और सूर्यास्त के समय, हमें अधिक लाल सूरज दिखाई देता हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि सूरज की रोशनी हमारे वातावरण की एक मोटी परत से गुजर रही होती है। यह रास्ते में नीले और हरे रंग की रोशनी बिखेरता है, जिससे रेडर लाइट गुजरती है और बादलों को लाल, नारंगी, और गुलाबी रंग के सुंदर सरणी में रोशन करती है।

तो जब आप एक प्रिज़म से सूर्य के प्रकाश को अपने व्यक्तिगत घटकों में विभाजित करते हुए देखते हैं, तो इसका कारण यह है कि प्रकाश बिल्कुल अलग हो जाता है यह इस तथ्य के कारण कि लाल लाइट में ब्लर लाइट की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य होती है।

यह तथ्य कि विभिन्न तरंग दैर्ध्य का प्रकाश विभिन्न पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया का जवाब देता है, हमारे दैनिक जीवन में अत्यंत महत्वपूर्ण और उपयोगी साबित होता है।

आपके धूप के चश्मे पर पतली कोटिंग अल्ट्रावायलेट, बैंगनी और नीली रोशनी को दर्शाती है, लेकिन लम्बी-तरंग दैर्ध्य हरे, पिले, संतरे और लाल से गुजरने की अनुमति देती है। और छोटे, अदृश्य कण जो हमारे वायुमंडल को बनाते हैं – अणु जैसे नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, साथ ही आर्गन परमाणु – तरंग दैर्ध्य के सभी प्रकाश का बिखराव करता हैं, लेकिन कम-तरंग दैर्ध्य प्रकाश को और अधिक कुशलता से बिखेरते हैं।

क्योंकि ये अणु प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत छोटे होते हैं, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य जितनी छोटी होती है, उतना ही बेहतर होता है।

वास्तव में, मात्रात्मक रूप से, यह Rayleigh scattering के रूप में (एक माध्यम में कणों द्वारा प्रकाश का प्रकीर्णन, तरंगदैर्ध्य में परिवर्तन के बिना) जाना जाने वाला एक नियम का पालन करता है, जो हमें सिखाता है कि लंबी-तरंगदैर्ध्य की सीमा पर लाल रोशनी की तुलना में मानव दृष्टि के शॉर्ट-वेवलेंथ सीमा पर वायलेट प्रकाश नौ गुना अधिक बार होता है। (प्रकीर्णन तीव्रता चौथी शक्ति के लिए तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है: मैं ing λ-4।)

जबकि पृथ्वी के वायुमंडल के दिन सूर्य की रोशनी हर जगह पड़ती है, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य तरंगों के बिखरने की संभावना केवल 11% होती है, और इसलिए वायलेट लाइट के रूप में, इसे अपनी आंखों के लिए बनाएं।

जब सूर्य आकाश में ऊंचाई पर होता है, इस कारण पूरा आकाश नीला होता है। यह आपके द्वारा देखा गया सूर्य से दूर एक ब्राइट नीला दिखाई देता है, क्योंकि उन दिशाओं में देखने के लिए (और इसलिए अधिक नीले प्रकाश) वातावरण अधिक है। किसी भी दिशा में आप देख सकते हैं, आप सूर्य के प्रकाश से आने वाली बिखरी हुई रोशनी को अपनी आंखों के बीच के वातावरण की संपूर्णता से टकराते हुए देख सकते हैं और जहां बाहरी स्थान शुरू होता है। यह आकाश के रंग के लिए कुछ दिलचस्प परिणाम हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सूर्य कहां है और आप कहां देख रहे हैं।

यदि सूर्य क्षितिज से नीचे है, तो प्रकाश को बड़ी मात्रा में वायुमंडल के माध्यम से यात्रा करना पड़ता है।

ब्लर लाइट दूर से, सभी दिशाओं में बिखर जाती है, जबकि रेडर लाइट के बिखरने की संभावना बहुत कम होती है, जिसका अर्थ है कि यह आपकी आंखों में पहुंचती है। यदि आप सूर्यास्त के बाद या सूर्योदय से पहले किसी हवाई जहाज में हैं, तो आप इस आशय का एक शानदार दृश्य प्राप्त कर सकते हैं।

यह अंतरिक्ष से, विवरणों से और अंतरिक्ष यात्रियों की वापसी की छवियों से भी बेहतर दृश्य है।

सूर्योदय / सूर्यास्त या चन्द्रोदय / चंद्रमास के दौरान, सूर्य (या चंद्रमा) से आने वाले प्रकाश को स्वयं जबरदस्त मात्रा में वातावरण से गुजरना पड़ता है; क्षितिज के जितना करीब होगा, उतनी ही रोशनी से वातावरण को गुजरना होगा। जबकि नीली रोशनी सभी दिशाओं में बिखरी हुई है, लाल लाइट बहुत कम कुशलता से बिखेरती है।

इसका मतलब यह है कि सूर्य की (या चंद्रमा की) डिस्क से होने वाली रोशनी दोनों ही लाल रंग की हो जाती है, बल्कि सूर्य और चंद्रमा के आस-पास के प्रकाश से भी – यह प्रकाश जो हमारी आंखों तक पहुंचने से ठीक पहले एक बार वातावरण से गुजरती हैं और बिखर जाती है – अधिमानतः उस समय लाल होता है।

और कुल सूर्य ग्रहण के दौरान, जब चंद्रमा की छाया आपके ऊपर पड़ती है और प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश को आपके आस-पास के वातावरण के बड़े हिस्से से टकराने से रोकती है, क्षितिज लाल हो जाता है, लेकिन कोई और जगह नहीं।

समग्रता के पथ के बाहर के वातावरण पर प्रकाश पड़ने से प्रकाश सभी दिशाओं में बिखर जाता है, यही कारण है कि अधिकांश स्थानों पर आकाश अभी भी दिखाई देता है। लेकिन क्षितिज के पास, वह प्रकाश जो सभी दिशाओं में बिखर जाता है, आपकी आंखों तक पहुंचने से पहले फिर से बिखरने की संभावना है। लाल प्रकाश की सबसे अधिक संभावना तरंग दैर्ध्य है, जिससे अंततः अधिक कुशलता से बिखरी नीली रौशनी को पार किया जा सकता है।

तो कुल मिलाकर यह सब कहा जा सकता हैं कि, आप शायद एक और सवाल है: अगर कम तरंग दैर्ध्य प्रकाश अधिक कुशलता से बिखरे हुए है, तो आकाश वायलेट क्यों नहीं दिखता है? दरअसल, नीले प्रकाश की तुलना में वास्तव में अधिक मात्रा में वायलेट प्रकाश होता है, लेकिन साथ ही साथ अन्य रंगों का मिश्रण भी होता है। क्योंकि आपकी आंखों में तीन प्रकार के शंकु हैं (रंग का पता लगाने के लिए), साथ ही मोनोक्रोमैटिक छड़ के साथ, यह चारों तरफ से संकेत हैं जो रंग असाइन करने के लिए आपके मस्तिष्क द्वारा व्याख्या करने की आवश्यकता होती है।

प्रत्येक प्रकार के शंकु, और छड़ें, विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होती हैं, लेकिन वे सभी आकाश द्वारा कुछ हद तक उत्तेजित हो जाते हैं। हमारी आँखें नीले, सियान और प्रकाश की हरी तरंग दैर्ध्य की तुलना में अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती हैं क्योंकि वे वायलेट करते हैं। भले ही अधिक बैंगनी प्रकाश है, लेकिन यह इतना मजबूत नहीं है कि हमारे दिमाग को मजबूत सिग्नल मिले।

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Akash Ka Rang Neela Kyun Dikhai Deta Hai

यह तीन चीजों का एक साथ संयोजन है:

यह तथ्य कि सूरज की रोशनी कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के प्रकाश से बनी है,

वायुमंडलीय कण बहुत छोटे होते हैं और कम-तरंग दैर्ध्य प्रकाश को लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य प्रकाश की तुलना में अधिक कुशलता से बिखेरते हैं,

और हमारी आंखों की प्रतिक्रियाएं वे विभिन्न रंगों के लिए करते हैं,

यह आकाश मानव को नीला दिखाई देता है। यदि हम पराबैंगनी में बहुत कुशलता से देख सकते हैं, तो आकाश संभवतः अधिक बैंगनी और पराबैंगनी दिखाई देगा; यदि हमारे पास केवल दो प्रकार के शंकु (जैसे कुत्ते में) होते हैं, तो हम दिन के दौरान नीले आकाश को देख सकते हैं, लेकिन लाल, नारंगी और सूर्यास्त के नालों को नहीं। लेकिन मूर्ख मत बनो: जब आप अंतरिक्ष से पृथ्वी को देखते हैं, तो यह नीला है, लेकिन वातावरण का इससे कोई लेना-देना नहीं है!

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