आसमान नीला क्यों दिखता है? और सूर्यास्त लाल क्यों होता है

"आसमान नीला क्यों है?" — यह शायद बचपन का सबसे आम सवाल है। इसका जवाब जितना सुंदर है, उतना ही आसान भी, अगर हम प्रकाश के बारे में एक-दो बातें समझ लें। यही विज्ञान यह भी बताता है कि सूर्यास्त लाल-नारंगी क्यों होता है और बादल सफ़ेद क्यों दिखते हैं।

सूरज की रोशनी में छिपे हैं सात रंग

सूर्य का प्रकाश हमें सफ़ेद दिखता है, लेकिन असल में उसमें इंद्रधनुष के सभी रंग मिले होते हैं। हर रंग की अपनी तरंगदैर्ध्य (वेवलेंथ) होती है — लाल रंग की सबसे लंबी और बैंगनी-नीले की सबसे छोटी।

हवा के अणु रंग बिखेरते हैं

पृथ्वी का वायुमंडल नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसी गैसों के बहुत छोटे अणुओं से बना है। जब सूर्य का प्रकाश इनसे टकराता है, तो वह चारों दिशाओं में बिखर जाता है। इसे प्रकीर्णन (scattering) कहते हैं। ब्रिटिश वैज्ञानिक लॉर्ड रैले ने 19वीं सदी में बताया कि छोटे कण छोटी तरंगदैर्ध्य वाले रंगों को कहीं ज़्यादा बिखेरते हैं। इसलिए इसे रैले प्रकीर्णन कहते हैं।

नीला प्रकाश लाल प्रकाश की तुलना में कई गुना ज़्यादा बिखरता है। दिन में जब हम आसमान की किसी भी दिशा में देखते हैं, तो वहाँ से यही बिखरा हुआ नीला प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचता है — और आसमान नीला दिखता है।

तो आसमान बैंगनी क्यों नहीं?

बैंगनी रंग नीले से भी ज़्यादा बिखरता है, फिर भी आसमान बैंगनी नहीं दिखता। इसके तीन कारण हैं:

• सूर्य के प्रकाश में बैंगनी रंग की मात्रा नीले से कम होती है।
• बैंगनी प्रकाश का कुछ हिस्सा ऊपरी वायुमंडल में ही सोख लिया जाता है।
• हमारी आँखें बैंगनी की तुलना में नीले रंग के प्रति ज़्यादा संवेदनशील हैं।

क्या आप जानते हैं? भारत के सी. वी. रमन ने 1921 में समुद्री यात्रा के दौरान भूमध्य सागर का गहरा नीला रंग देखकर सोचा कि समुद्र नीला क्यों है। इसी जिज्ञासा से शुरू हुए शोध ने आगे चलकर "रमन प्रभाव" की खोज तक पहुँचाया।

सूर्यास्त लाल-नारंगी क्यों?

सुबह और शाम को सूर्य क्षितिज के पास होता है, इसलिए उसके प्रकाश को हम तक पहुँचने के लिए वायुमंडल की कहीं ज़्यादा मोटी परत पार करनी पड़ती है। रास्ते में नीला प्रकाश लगभग पूरा बिखरकर दूसरी दिशाओं में चला जाता है, और हम तक मुख्य रूप से लाल, नारंगी और पीला प्रकाश पहुँचता है। धूल और धुएँ के कण भी सूर्यास्त के रंग गहरे कर देते हैं।

बादल सफ़ेद क्यों?

बादलों की पानी की बूँदें हवा के अणुओं से बहुत बड़ी होती हैं। बड़े कण सभी रंगों को लगभग बराबर बिखेरते हैं, इसलिए बादल सफ़ेद या भूरे-सफ़ेद दिखते हैं। जब बादल बहुत घने हो जाते हैं, तो कम प्रकाश उनके पार आ पाता है और वे काले-से दिखने लगते हैं — बारिश के संकेत।

दूसरी दुनियाओं का आसमान

चंद्रमा पर वायुमंडल नहीं है, इसलिए वहाँ प्रकाश बिखरता ही नहीं — दिन में भी आसमान काला दिखता है। मंगल पर धूल भरे वातावरण के कारण दिन में आसमान हल्का भूरा-गुलाबी दिखता है और सूर्यास्त के समय सूर्य के आसपास नीली आभा दिखाई देती है।

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