प्रकृति की सबसे शानदार कृतियों में से एक इंद्रधनुष है। बारिश के मौसम में जब यह बनता है, तो आसपास के वातावरण को काफी खुशनुमा बना देता है।
उस समय हमें प्रकृति का यह दृश्य एक अलग ही अहसास दिलाता है। इंद्रधनुष हमेशा बारिश के मौसम में सूर्य की विपरीत दिशा में दिखाई देता है।
इंद्रधनुष तब बनता है, जब सूरज की रोशनी गिरती बारिश की बूंदों से गुजरती है। जब वह प्रकाश पानी से होकर गुजरता है, तो उसका प्रकीर्णन होता है।
पानी में कणों के उछलने से प्रकाश का मार्ग विचलित हो जाता है। इसकी तीव्रता भी कम होती है, क्योंकि कुछ प्रकाश अवशोषित हो जाता है।
भौतिक विज्ञानी इन परिवर्तनों को क्षीणन के रूप में संदर्भित करते हैं। ऐसा ही तब होता है जब सूरज की रोशनी बारिश की बूंदों से चमकती है।
सूर्य के प्रकाश में सभी प्रकार के रंग होते हैं। जब सूरज की रोशनी बारिश की बूंदों से होकर गुजरती है, तो पानी सूरज की रोशनी को मोड़ देता है। वैज्ञानिक इसे अपवर्तन कहते हैं।
इन्द्रधनुष (Rainbow) की खोज किसने की?
ग्रीक दार्शनिक अरस्तू ने पहली बार 350 ईसा पूर्व में इंद्रधनुष और उनके रंगों के बारे में सोचना शुरू किया था। उनके विचारों को रोमन दार्शनिक सेनेका द यंगर ने 65 ईस्वी के आसपास नेचुरल क्वैस्टियन्स की अपनी पुस्तक 1 में विस्तृत किया।
सेनाका आश्चर्यजनक रूप से अपने तर्क में अपने समय से आगे था, यहां तक कि न्यूटन द्वारा सदियों बाद प्रिज्म प्रभाव की खोज की भविष्यवाणी भी उनके द्वारा की गई थी।
न केवल आकाश में बल्कि अन्य परिस्थितियों में भी इसकी उपस्थिति को देखते हुए, विचारकों, दार्शनिकों और प्रकृतिवादियों ने पूरे युग में इंद्रधनुष प्रभाव की घटना की जांच की।
लेकिन हर मामले में रंग, जल वाष्प या बूंदों और सूर्य के प्रकाश के उस विशिष्ट विस्फोट के लिए दो तत्व आवश्यक थे।
अंत में आइजैक न्यूटन ने साबित कर दिया कि सफेद प्रकाश एक प्रिज्म के साथ प्रकाश को विभाजित करके रंगों के एक स्पेक्ट्रम से बना होता है। उनकी खोज ने उनके सामने दूसरों के काम के साथ, अंततः समझाया कि इंद्रधनुष कैसे बनते हैं।
उन्होंने यह भी नोट किया कि इंद्रधनुष के रंगों का क्रम कभी नहीं बदलता है, हमेशा एक ही क्रम में चलता है। उन्होंने इस विचार को गढ़ा कि एक स्पेक्ट्रम में सात रंग होते हैं: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, Indigo और बैंगनी (ROYGBIV)।
इंद्रधनुष (Rainbow) क्या हैं?
इंद्रधनुष आकाश में एक बहुरंगी चाप (वक्राकार आकृति) है। जो तब दिखाई देता है, जब सूर्य का प्रकाश पानी की बूंदों से टकराता है। यह अपने रंग कैसे प्राप्त करता है? यह घुमावदार क्यों है? इन सवालों के जवाब आज हम इस आर्टिक्ल में विस्तार से जानेंगे।
कम सूर्य की रोशनी और पानी की बूंदें
इंद्रधनुष केवल निम्नलिखित परिस्थितियों में ही बन सकता है:
- सूर्य क्षितिज से ऊपर होना चाहिए और बादलों, पहाड़ों या अन्य बाधाओं से ढंका नहीं होना चाहिए।
- सूर्य को आकाश में काफी नीचे होना चाहिए। यदि आप अपने क्षितिज के समान ऊँचाई पर हैं, तो इंद्रधनुष बनाने के लिए सूर्य की ऊँचाई 42° से कम होनी चाहिए, जिसे आपके दृष्टिकोण से देखा जाता है।
- सूर्य के विपरीत हवा, जैसा कि आपकी स्थिति से देखा जाता है, बड़ी संख्या में पानी की बूंदों से भरी होनी चाहिए।
इंद्रधनुष हमेशा सूर्य के विपरीत आकाश में दिखाई देते हैं। इसलिए यदि आपकी पीठ सूर्य की ओर है, तो इंद्रधनुष आपके सामने पूरे आकाश में दिखाई देगा।
इंद्रधनुष कैसे बनते हैं?
इंद्रधनुष एक ऑप्टिकल घटना है जिसमें तीन प्रक्रियाएं शामिल होती हैं: प्रतिबिंब, फैलाव और अपवर्तन।
1. प्रतिबिंब (Reflection)
पानी की बूंदें छोटे दर्पणों की तरह काम करती हैं। जब सूर्य के प्रकाश की किरण पानी के इन छोटे गोले में से किसी एक से टकराती है, तो अधिकांश प्रकाश इसकी पिछली दीवार से उछलकर वापस परावर्तित हो जाता है।
बारिश की बौछार के दौरान, हवा पानी की बूंदों से भरी होती है, जो एक साथ काम करने वाले लाखों छोटे दर्पणों से बने एक परावर्तक पर्दे की तरह काम करती है, जो सूरज की रोशनी को आप तक वापस लाती है।
2. फैलाव (Dispersion)
लेकिन सूरज की रोशनी सफेद होती है। तो, अगर पानी की बूंदें सूरज की रोशनी को परावर्तित करती हैं, तो इंद्रधनुष अपने रंग कैसे प्राप्त करता है? यह वह जगह है जहां दूसरी प्रक्रिया चलन में आती है: प्रकाश का फैलाव।
शुद्ध धूप हमें सफेद दिखाई देती है, लेकिन इसमें सभी दृश्यमान रंग होते हैं। जैसे ही सूर्य के प्रकाश की एक किरण पानी की बूंद में प्रवेश करती है, यह उसके घटकों में विभाजित हो जाती है, जिससे उसके रंग बाहर निकल जाते हैं और रंगों के एक स्पेक्ट्रम के रूप में दिखाई देने लगते हैं।
यह तब होता है जब किरण छोटी बूंद में प्रवेश करती है और जब वह फिर से पानी की बूंद को छोड़ती है।
3. अपवर्तन (Refraction)
जैसे ही प्रकाश की किरण पानी की बूंद में प्रवेश करती है और छोड़ती है, अपवर्तन नामक प्रक्रिया में इसकी दिशा भी थोड़ी बदल जाती है। रंगों के एक प्रशंसक की छाप पैदा करते हुए, प्रत्येक रंग मामूली अलग दिशा में अपवर्तित होता है।
उदाहरण के लिए प्रकाश की आने वाली किरण की दिशा के संबंध में, लाल प्रकाश घटक छोटी बूंद को नारंगी घटक की तुलना में थोड़ा बड़ा कोण पर छोड़ देता है।
इंद्रधनुष के रंग
इसका मतलब है कि पानी की प्रत्येक बूंद सूर्य के प्रकाश के सभी रंगों को आपके पास वापस दर्शाती है। हालाँकि, क्योंकि यह प्रत्येक रंग को थोड़े अलग कोण पर परावर्तित और अपवर्तित करता है, प्रत्येक बूंद से केवल एक रंग आपकी आँखों तक पहुँचता है।
उदाहरण के लिए, आप केवल आकाश में ऊंची बूंदों से लाल बत्ती देखते हैं, और केवल थोड़ी निचली बूंदों से नारंगी प्रकाश देखते हैं।
इस प्रकार इंद्रधनुष की टॉप दो धारियां लाल और नारंगी रंग की होती है।
आगे नीचे बूंदें आपके और सूर्य के बीच एक और भी तेज कोण बनाती हैं, इसलिए वे सूरज की रोशनी के पीले, हरे, नीले, इंडिगो और बैंगनी घटकों को वापस आपकी दिशा में मोड़ देती हैं, जिससे इंद्रधनुष की शेष धारियां बन जाती हैं।
रंगों का अनुक्रम
यदि आपको इंद्रधनुष के रंगों के क्रम को याद रखने में परेशानी हो रही है, तो बस Roy G. Biv. नाम याद रखें। यह काल्पनिक पहला मध्य और अंतिम नाम प्रत्येक रंग के प्रारंभिक अक्षर से बना एक संक्षिप्त नाम है, जिस क्रम में वे इंद्रधनुष में दिखाई देते हैं।
ऊपर से नीचे तक, वे हैं: लाल, नारंगी, पीला, हरा, नीला, indigo और बैंगनी।
इंद्रधनुष घुमावदार क्यों बनते हैं?
तकनीकी रूप से, एक इंद्रधनुष प्रकाश के एक चक्र का ऊपरी आधा भाग होता है, जो सूर्य के विपरीत बिंदु पर केंद्रित होता है, जैसा कि आपके दृष्टिकोण से देखा जाता है।
हालांकि इस वृत्त का निचला आधा भाग आमतौर पर दिखाई नहीं देता है क्योंकि पानी की बूंदें बनने से पहले ही जमीन से टकरा जाती हैं।
आप एक गोलाकार इंद्रधनुष देख सकते हैं। यदि आप एक निश्चित ऊंचाई पर हो और उस क्षेत्र में तेजी से इंद्रधनुष की दिशा में बूंदें गिरती हैं।
जिससे बारिश नीचे गिरती है और निम्न कोण से सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित करती है। हवाई जहाज से गोलाकार इंद्रधनुष देखना संभव है।
इंद्रधनुष का आकार पानी के अपवर्तनांक का परिणाम है। इससे सूर्य का प्रकाश वर्षा की बूंदों से 0° और 42° के बीच के कोणों की एक सीमित सीमा के भीतर परावर्तित होता है।
बैंगनी प्रकाश के लिए 40° से, लाल रंग के लिए 42° तक कोणीय श्रेणी में अधिकांश प्रकाश आप पर वापस आता है।
यही कारण है कि प्रकाश के चक्र में हमेशा एंटीसोलर बिंदु से 40-42 डिग्री की कोणीय दूरी होती है, जिसका अर्थ है कि इंद्रधनुष हमेशा सूर्य के विपरीत बिंदु से 40-42 डिग्री दूर दिखाई देता है, जैसा कि आपके दृष्टिकोण से देखा जाता है।
डबल इंद्रधनुष क्या है?
कभी-कभी एक इंद्रधनुष, दूसरे इंद्रधनुष के ऊपर दिखाई देता है। यह तब होता है, जब सूर्य का प्रकाश पानी की प्रत्येक बूंद के अंदर दो बार परावर्तित होता है और वापस आपकी ओर निर्देशित होता है।
दूसरा इंद्रधनुष प्राथमिक इंद्रधनुष की तरह चमकीला नहीं होता है, क्योंकि धूप का कुछ हिस्सा छोटी बूंद से होकर गुजरता है, जबकि इसका अधिकांश भाग परावर्तित हो जाता है। इसका मतलब है कि जब सूरज की किरण दो बार परावर्तित होती है।
तो अधिक प्रकाश भटक जाता है, जिससे कम प्रकाश आपके पास वापस परावर्तित हो जाता है। दोहरी परावर्तन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप द्वितीयक इंद्रधनुष के रंगों का उलटा भी होता है। यहां, वायलेट पट्टी सबसे ऊपर है जबकि लाल पट्टी सबसे नीचे दिखाई देती है।
दूसरे इंद्रधनुष और सौर-विरोधी बिंदु के बीच कोणीय दूरी 50-53° है, इसलिए दो इंद्रधनुष हमेशा लगभग 10° अलग होते हैं।
इंद्रधनुष के नीचे का क्षेत्र चमकीला क्यों होता है?
जहां अधिकांश सूर्य का प्रकाश 40-42° के कोण पर केंद्रित होता है, वहीं इसका कुछ भाग 0-39° के परास में भी परावर्तित होता है। महत्वपूर्ण रूप से कोण यह भी निर्धारित करता है कि सूर्य का प्रकाश किस हद तक फैलता है और अपवर्तित होता है।
उदाहरण के लिए प्रकाश की एक किरण जो 0° पर परावर्तित होती है, ठीक पीछे जहां से आई है, बिल्कुल भी बिखरी या अपवर्तित नहीं होती है।
इस कारण हम इसे श्वेत प्रकाश के रूप में अनुभव करते हैं। प्रकाश के मामले में भी यही बात है जो उच्च कोणों पर परावर्तित होती है, हालांकि थोड़ी कम सीमा तक। यही कारण है कि मुख्य इंद्रधनुष के नीचे का क्षेत्र तुलनात्मक रूप से चमकीला दिखता है।
Alexander’s Band
पानी की बूंदों के भौतिक गुण सूर्य के प्रकाश को 42° से ऊपर के कोणों पर परावर्तित होने से रोकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रकाश की एक क्षैतिज किरण का 90° के कोण पर परावर्तित होना और सीधे नीचे जमीन की ओर भेजना असंभव है।
जबकि यह अधिकतम परावर्तक कोण प्रत्येक तरंग दैर्ध्य (रंग) के लिए थोड़ा भिन्न होता है, बैंगनी प्रकाश के लिए 40 ° से लेकर लाल प्रकाश के लिए 42 ° तक, किसी भी सूर्य के प्रकाश को 42 ° से अधिक कोणों पर पुनर्निर्देशित नहीं किया जा सकता है।
इस वजह से, पानी की बूंदें जो कि सौर-विरोधी बिंदु से 42° से अधिक दूर हैं, जैसा कि आपके दृष्टिकोण से देखा गया है, सूर्य के प्रकाश को वापस आप पर नहीं दिखाएँगी।
यही कारण है कि प्राथमिक इंद्रधनुष के ऊपर का आकाश उसके नीचे के आकाश की तुलना में बहुत अधिक गहरा दिखता है।
मुख्य इन्द्रधनुष से लगभग 10° ऊपर, दूसरे इन्द्रधनुष की दुगनी परावर्तित धूप आपकी आँखों तक पहुँचती है, इसलिए उसके ऊपर का आकाश फिर से थोड़ा चमकीला होता है, जिससे दो इन्द्रधनुषों के बीच फैले आकाश के एक काले बैंड का आभास होता है।
इस घटना को Alexander’s Band कहा जाता है।
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निष्कर्ष:
तो दोस्तों ये था इंद्रधनुष कैसे बनता है, हम उम्मीद करते है की इस पोस्ट को पढ़ने के बाद आपको रेनबो के बारे में पूरी जानकारी मिल गयी होगी.
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