प्रकाश प्रकृति का एक स्थिर, स्थिर तत्व लग सकता है, लेकिन सच्चाई इससे ज़्यादा दूर नहीं हो सकती। प्रकाश हमेशा गतिशील रहता है, और बहुत तेज़। जिस चीज़ से होकर यह नहीं गुज़र सकता, उससे टकराकर यह आगे बढ़ता रहता है

Light may seem like a still, static element of Nature, but nothing could be farther from the truth. Light is perpetually moving, and really fast. What it can't pass through, it bounces off of and continues moving

प्रकाश कैसे यात्रा करता है?

मूल बातें

वहाँ प्रकाश होने दो!

पाठ 2: प्रकाश की गति

इस पाठ में आप सीखेंगे कि प्रकाश क्या है, यह कहां से आता है, तथा प्रिज्म के संपर्क में आने पर यह स्पेक्ट्रम क्यों बन जाता है।

प्रकाश को कौन चलाता है?

हम सभी जानते हैं कि प्रकाश चलता है, लेकिन ऐसा नहीं है कि उसके छोटे-छोटे पैर हैं। तो फिर उसे क्या चला रहा है? जब आप सोचते हैं कि सूर्य की रोशनी पृथ्वी तक पहुँचने के लिए कितनी तेज़ी से यात्रा करती है, तो आपको आश्चर्य होता है कि यह कैसे चलती है। यह ब्रह्मांड में 186,000 मील प्रति सेकंड की गति से यात्रा कर रही है, यह विज्ञान के वास्तविक रहस्यों में से एक है, क्योंकि हमारे लिए यह हर समय बस वहाँ है। हर दिन। प्रकाश को ऐसा नहीं लगता कि वह यहाँ आने के लिए यात्रा कर रहा है। ऐसा लगता है कि वह हमेशा से यहाँ था। और धूप अच्छी लगती है! यह हमें खुश करती है। जब यह चली जाती है तो हम इसे याद करते हैं और जब यह वापस आती है तो हम खुश होते हैं। यह सिर्फ़ एक व्यक्तिपरक आकलन नहीं है। इसके पीछे एक वैज्ञानिक कारण है। प्रकाश हमारे मूड को प्रभावित करता है।

यह समझने के लिए कि यह जादू के इन दिव्य करतबों को कैसे कर रहा है, एक माइक्रोस्कोप की कल्पना करें जो हमें प्रकाश को करीब से देखने देगा। यह सोचना आसान होगा कि चूँकि प्रकाश केवल एक सीधी रेखा में ही चल सकता है, इसलिए प्रकाश स्वयं भी सीधा है, जैसे सूखी स्पेगेटी की एक छड़ी। लेकिन हम गलत होंगे। भले ही प्रकाश एक सीधी रेखा में यात्रा करता है, लेकिन दिखने में यह वास्तव में सूखी स्पेगेटी की छड़ी की तुलना में रेमन नूडल की तरह अधिक दिखता है। यह लहरदार है। प्रकाश तरंगें कंपन करती हैं। और वह कंपन प्रकाश की किरण को उसके स्रोत से दूर विकीर्ण कर देता है। एक ट्यूनिंग कांटा के बारे में सोचें। कांटा कंपन का स्रोत है। आप इसे कंपन करते हुए नहीं देख सकते क्योंकि यह आपकी आँखों की तुलना में तेज़ी से आगे-पीछे चल रहा है। लेकिन आप निश्चित रूप से इसे सुन सकते हैं, और आप इसे कंपन करते हुए महसूस कर सकते हैं। उस रेमन नूडल में हर मोड़ है कंपन...ट्यूनिंग फ़ोर्क का आगे-पीछे होना। लेकिन इन मोड़ों का कारण क्या है? ये मोड़ विद्युतचुंबकीय (EM) क्षेत्र द्वारा बनाए जाते हैं।

विद्युतचुंबकीय (ईएम) क्षेत्र

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पृथ्वी या सूर्य जैसे बड़े ग्रहों के घूमने से उत्पन्न होते हैं। पृथ्वी के घूमने के साथ ही पृथ्वी का पिघला हुआ कोर भी घूमता है और घूमते समय जो घर्षण पैदा होता है, उससे पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। अगर आपने कभी ऑरोरा बोरेलिस देखा है, तो आपने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को काम करते देखा होगा। वह चुंबकीय क्षेत्र ही ऑरोरा को आकाश में लहरों के रूप में लहराने का कारण बनता है। जब सूर्य भयानक, डरावने सनफार्ट करता है, तो विद्युत-आवेशित कण सूर्य से बाहर निकलते हैं... जिन्हें तकनीकी रूप से "सोलर मास इजेक्शन" या "सोलर फ्लेयर्स" कहा जाता है। वास्तव में बड़े कण पृथ्वी के आसपास के मैग्नेटोस्फीयर के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे वह शानदार लाइट शो बनता है।

मुझे पता है…किसे पड़ी है? अगर आप रंग को समझने की कोशिश कर रहे हैं, तो आपको समझना होगा, क्योंकि जब ये दोनों क्षेत्र एक दूसरे को खींचते हैं तो आगे-पीछे होने वाला कंपन एक "तरंग" का भौतिक रूप ले लेता है। तरंगें हैं कंपन। यही वह चीज है जो स्रोत से बाहर की ओर विकीर्ण होती है, चाहे वह ट्यूनिंग फोर्क हो या सूरज। तरंगें ही प्रकाश को गतिमान बनाती हैं। उस दोलन की गति आगे-पीछे होने के कारण ही प्रकाश इतनी तेजी से गतिमान होता है। और यहाँ सबसे मजेदार बात यह है...उस तरंग का स्थिर दोलन और जिस गति से वह कंपन कर रही है, वह सूर्य के प्रकाश को, जो हमारी नंगी आँखों को सुनहरा या सफेद दिखाई देता है, स्पेक्ट्रम बनाने वाले रंगों में बाँध देता है।

लेकिन EM फ़ील्ड ऐसा कैसे कर रहा है? EM फ़ील्ड वास्तव में दो अलग-अलग इकाइयाँ हैं…विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र। विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, और चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र बनाते हैं। उनका एक दूसरे से संबंध वैसा ही है जैसा हमारा पेड़ों के साथ संबंध है। पेड़ हमारी सांसों में ली जाने वाली ऑक्सीजन को बाहर निकालता है। बदले में, हम पेड़ की सांसों में ली जाने वाली कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालते हैं। अस्तित्व में रहने के लिए हमें एक दूसरे की ज़रूरत होती है।

कंपन

पेड़ों और लोगों के बीच यह आगे-पीछे होना ठीक वैसा ही है जैसे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच सहजीवी आगे-पीछे होना। वे गति के एक कभी न खत्म होने वाले चक्र में रहते हैं जिसे "दोलन" कहा जाता है। यह निरंतर आगे-पीछे होना तरंगों को आगे की ओर गति में धकेलता है। उस आगे-पीछे होने की गति तरंगों को वास्तव में बहुत तेज़ गति से चलने का कारण बनती है। ट्यूनिंग कांटा की तरह, दोलन हमारी नंगी आँखों के लिए देखने के लिए बहुत तेज़ है। लेकिन हवा में पानी की बूंदों की तरह जो प्रकृति में इंद्रधनुष बनाती हैं, एक प्रिज्म का कांच भी यही काम करता है। जैसे ही प्रकाश कांच से होकर गुजरता है, यह हमें प्रकाश तरंगों को शारीरिक भागों में तोड़ने देता है जिन्हें हम "रंग"ये बैंड अलग-अलग रंग के क्यों हैं? संक्षिप्त उत्तर यह है कि सभी तरंगें समान नहीं होती हैं। लंबा उत्तर हमारे अगले पाठ का विषय है: "तरंग गतिकी"।

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