आकाश नीला क्यों है अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों में से एक है। इस प्रश्न का संक्षिप्त उत्तर है: पृथ्वी के वायुमंडल और सूर्य के प्रकाश के कारण। यदि पृथ्वी पर वायुमंडल नहीं होता, तो आकाश दिन में उतना ही काला होता जितना रात में।
आसमान आज के लिए नीला और रातों के लिए काला है। जो चीज दिन को रात से अलग करती है वह है सूर्य का प्रकाश जो रात में अनुपस्थित होता है, क्योंकि तब हम पृथ्वी के उस हिस्से पर होते हैं जो सूर्य से दूर होता है। यह हमें पहले संकेत देता है कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं – सूरज की रोशनी आकाश के रंग को प्रभावित करती है।
धूप और रंग
सूरज सफेद है, जैसा कि सूरज की किरणें हैं, जो हमसे सूर्य तक (लगभग) 150 मिलियन किलोमीटर की यात्रा करनी चाहिए। सूर्य को सफेद कहना थोड़ा भ्रामक हो सकता है क्योंकि सफेद वास्तव में एक रंग नहीं है, जिसका अर्थ है कि यह सिर्फ एक रंग नहीं है। इसमें कई रंग होते हैं (अधिक पेशेवर रूप से इसे इस तरह कहा जा सकता है: सफेद एक बहुरंगी रंग है, जिसमें रंगों की एक सतत श्रृंखला होती है)। यहाँ इसका वास्तव में क्या अर्थ है।
प्रिज्म जैसे उपकरण का उपयोग करके प्रकाश की सफेद किरणों को रंगीन रंगों के एक सुंदर स्पेक्ट्रम में अलग किया जा सकता है। यह एक दीर्घकालिक घटना है जिसमें सफेद धूप बारिश की बूंदों के माध्यम से रंगों के रंगीन स्पेक्ट्रम में टूट जाती है।
हम प्रकाश को एक तरंग के रूप में भी देख सकते हैं, और यह समझने के लिए कि आकाश नीला क्यों है, हमें ऐसा करना चाहिए। तो, सामान्यतया, प्रकाश एक निश्चित लंबाई (या आवृत्ति) की एक तरंग (अधिक औपचारिक रूप से: विद्युत चुम्बकीय विकिरण) है।
दृश्य प्रकाश की तरंगें (यही हमारी आंखें हमारे मस्तिष्क का पता लगा सकती हैं और एक छवि में बदल सकती हैं) में लगभग 400 से 700 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य होती है, और इस संदर्भ में, रंग केवल कुछ तरंग दैर्ध्य होते हैं। उदाहरण के लिए, लाल रोशनी में लगभग 625 से 740 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य होती है, हरे रंग की रोशनी में 500 से 565 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य होती है, नीले रंग की तरंग दैर्ध्य 380 से 440 नैनोमीटर होती है, और वायलेट की तरंग दैर्ध्य 380 से 440 नैनोमीटर होती है।
हम यहां जिस प्रश्न का उत्तर दे रहे हैं, उसके संबंध में निम्नलिखित बातों को याद रखना महत्वपूर्ण है:
- नीले और बैंगनी प्रकाश में प्रकाश के अन्य दृश्यमान रंगों की तुलना में सबसे कम तरंग दैर्ध्य होता है,
- सूर्य हमारी आंखों के रास्ते में खाली जगह से होकर गुजरता है जब तक कि वह पृथ्वी के वायुमंडल में नहीं पहुंच जाता। और जैसे-जैसे आप इससे गुजरते हैं, दिलचस्प चीजें होती हैं जो आसमान को नीला कर देती हैं।
पृथ्वी का वातावरण
सामान्य तौर पर पृथ्वी का वायुमंडल कैसा है? यह पृथ्वी का मेंटल है, जो विभिन्न गैसों से बना है (और यह अस्तित्व में है क्योंकि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है कि उन्हें अपने आप में “टेदर” कर सकता है)। हम सभी जानते हैं कि इन्हीं गैसों में से एक है ऑक्सीजन, जिसे जीने के लिए लोगों की जरूरत होती है।
लेकिन बहुतों को यह जानकर आश्चर्य होता है कि इसका अधिकांश भाग नाइट्रोजन में चला जाता है। वायुमंडल में ऑक्सीजन का अनुपात लगभग 21% और नाइट्रोजन का अनुपात 78% है। वायुमंडल में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं के साथ सूर्य के प्रकाश की परस्पर क्रिया हमारे आकाश को नीला बनाती है।
सूर्य की किरणों का वायुमंडल में बिखराव
जब सूर्य की किरणें वायुमंडल में प्रवेश करती हैं, वायु क्षेत्र से बिना रुके गुजरती हैं, तो वे नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं से “टकराने” लगती हैं। एक परिघटना है जिसे हम प्रकीर्णन या रेले प्रकीर्णन कहते हैं (लॉर्ड रेले के अनुसार, जिन्होंने इस घटना का वर्णन 1871 में किया था)। ऐसा प्रकीर्णन तब होता है जब कण आकार जिस पर प्रकाश बिखरा होता है, उस प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटा होता है (और यह वातावरण में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं के लिए सच है, जो दृश्य सूर्य के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटे होते हैं)।
रेले प्रकीर्णन के बारे में जो महत्वपूर्ण है वह यह है कि यह प्रकाश की तरंग दैर्ध्य या रंग पर निर्भर करता है: लघु-तरंग दैर्ध्य प्रकाश सबसे अधिक बिखरता है, और लंबी-तरंग दैर्ध्य प्रकाश सबसे कम (यदि संयोग से, तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति तक) बिखरता है। उदाहरण के लिए, सामान्य नीली रोशनी लाल बत्ती की तुलना में लगभग 5 गुना अधिक कुशलता से बिखरती है।
जैसे ही सूर्य की किरणें वायुमंडल से गुजरती हैं, बैंगनी किरणें सबसे अधिक बिखरती हैं, इसके बाद नीली किरणें आती हैं। इसे बैंगनी और नीले रंग के रूप में माना जा सकता है जो सफेद सूरज की रोशनी से “दूर भागते हैं” और फिर से व्यवस्थित होते हैं, यानी पूरे आकाश में फैलते हैं और अंत में आंखों तक पहुंचते हैं, आकाश की रंगीन छवि बनाते हैं। हालाँकि, यदि बैंगनी नीले से अधिक फैला हुआ है, तो आकाश बैंगनी नहीं, बल्कि नीला क्यों है?
इसके लिए दो कारण हैं। सबसे पहले, हम ध्यान दें कि नीले रंग की तुलना में सौर स्पेक्ट्रम में कम बैंगनी रंग होते हैं। दूसरे, मानव आंखें वायलेट की तुलना में नीले रंग के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। यही कारण है कि आकाश हमें नीला दिखाई देता है। और अगर वायुमंडल नहीं होता, तो यह काला होता, क्योंकि आकाश में सूर्य के प्रकाश को बिखेरने के लिए कोई अणु नहीं होते।
सूर्योदय और सूर्यास्त के समय आसमान लाल क्यों होता है?
सूर्योदय और सूर्यास्त के समय, सूर्य के प्रकाश को हमारी आँखों तक पहुँचने के लिए आकाश में सूर्य के उच्च होने की तुलना में वायुमंडल से अधिक दूरी तय करनी पड़ती है। इस मामले में, बैंगनी और नीला विकिरण कई बार यादृच्छिक दिशाओं में बिखरा हुआ है और अंततः हमारी आंखों तक नहीं पहुंचता है। और अगर वातावरण की उस परत में बहुत सारे धूल के कण और स्मॉग हैं, तो उन पर बिखराव और भी अधिक लाल होने में योगदान देगा, सुंदर सूर्यास्त का निर्माण करेगा।
