News Flash

शोध आणि बोध : आकाश निळे का दिसते?

मासे रात्री झोपतात का; रात्री आकाशात दिसणाऱ्या चांदण्या सकाळ झाली की कुठे जातात; उंच फेकलेला चेंडू काही वेळाने जमिनीवर येतो, पण मग आकाशातला चंद्र जमिनीवर

| February 25, 2013 01:18 am

मासे रात्री झोपतात का; रात्री आकाशात दिसणाऱ्या चांदण्या सकाळ झाली की कुठे जातात; उंच फेकलेला चेंडू काही वेळाने जमिनीवर येतो, पण मग आकाशातला चंद्र जमिनीवर कसा पडत नाही; असे एक ना दोन, अनेक प्रश्न बालवयात पडतात. कालांतराने वाढत्या वयाबरोबर जसजसं ज्ञान वाढत जातं, तशी काही प्रश्नांची उत्तरं मिळतात, काही प्रश्न तसेच मनात अनुत्तरित राहतात, तर काही प्रश्न आपण काळाच्या ओघात विसरूनही जातो. आकाश निळे का दिसते, हा असाच एक प्रश्न – कधीतरी आपल्या मनात आलेला; आणि या प्रश्नाचं उत्तर न मिळाल्यामुळे फारसं काही अडत नसल्याचे लक्षात आल्यावर विस्मृतीत गेलेला! नेमका हाच प्रश्न सर सी. व्ही. रामन यांना पडला होता. युरोपातून समुद्रमाग्रे भारतात येत असताना दिसणाऱ्या विस्तीर्ण पसरलेल्या आकाशाचा निळा रंग रामन यांच्यातल्या संशोधकापुढे प्रश्न निर्माण करत होता..
सी. व्ही. रामन म्हटलं की आपल्याला २८ फेब्रुवारी हा दिवस आठवतो. खरं म्हणजे रामन यांची जन्मतारीख जर आपल्याला विचारली तर ती आपल्याला सांगता येत नाही, पण २८ फेब्रुवारी ही तारीख मात्र आपल्या डोक्यात पक्की असते. कारण, २८ फेब्रुवारी १९२८ या दिवशी रामन यांनी आपलं प्रकाशाच्या विकिरणासंदर्भात केलेलं संशोधन जाहीर केलं आणि हे संशोधन ‘रामन इफेक्ट’ या नावाने अजरामर झालं.
रामन यांचं हे संशोधन १९२९ साली नोबेल पुरस्कारासाठी नामांकित करण्यात आलं. नोबेल पुरस्कारासाठी नामांकन करणाऱ्या समित्यांमधील ४८ सदस्यांनी २९ संशोधकांचं नामांकन भौतिकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कारासाठी पाठवलं होतं. या २९ संशोधकांमध्ये रामन यांचंही नाव होतं. रामन यांच्या नावाची शिफारस त्या वेळी दिग्गज समजल्या जाणाऱ्या नील्स बोहर या शास्त्रज्ञाने केली होती. पण, १९२९ साली रामन यांना नोबेल पुरस्काराने हुलकावणी दिली आणि त्या वर्षीचा भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार डी. ब्रॉगली या शास्त्रज्ञाला मिळाला.
१९३० साली नोबेल पुरस्कारासाठी करण्यात आलेल्या २१ नामांकनांमध्ये पुन्हा एकदा रामन यांचे नाव आघाडीवर होते. या वेळी त्यांच्याबरोबर बॉर्न, सॉमरफील्ड, हायसेनबर्ग, िडगर असे दिग्गज शास्त्रज्ञ नोबेल पुरस्काराच्या स्पध्रेत होते. विशेष म्हणजे या यादीत आणखी एका भारतीय शास्त्रज्ञाचंही नाव होतं. ते म्हणजे, मेघनाद साहा. मात्र, १९३० सालचा नोबेल पुरस्कार सी. व्ही. रामन यांना घोषित झाला. नोबेल पुरस्कार मिळवणारे रामन हे पहिले आशियाई ठरले. नोबेल पुरस्काराबरोबरच रामन यांना अनेक आंतरराष्ट्रीय मानसन्मान प्राप्त झाले. सन १९२९ मध्ये ‘सर’ हा किताब, १९३० मध्ये रॉयल सोसायटीतर्फे दिले जाणारे हायग्रेझ पदक, १९५१ साली फिलाडेल्फिया विद्यापीठाचे फ्रँँकलिन पदक, १९५४ साली ‘भारतरत्न’ हा भारतातील सर्वोच्च पुरस्कार आणि १९५७ मध्ये लेनिन पारितोषिक अशा विविध पुरस्कारांनी रामन यांना भूषविण्यात आले होते.
कोणतीही अत्याधुनिक साधनसामग्री न वापरता केलं असलं तरी आपलं संशोधन नोबेल पुरस्कार मिळण्याच्या योग्यतेचं असल्याची रामन यांना खात्री होती. त्यामुळे या संशोधनाला नोबेल पुरस्कार मिळाल्यावर त्यांना निश्चितच आनंद झाला. पण, त्यांच्या या आनंदाला दु:खाची एक किनार होती. रामन यांनी म्हटलं आहे, ‘‘नोबेल पुरस्कार प्रदान समारंभाला जमलेल्या लोकांकडे पाहिल्यावर मला वाटलं की, जणू हा गोऱ्या लोकांचा महासागर आहे. डोक्याला पगडी बांधलेला मी एकमेव भारतीय या सभागृहात आहे. नोबेल पुरस्कारप्राप्त व्यक्तीच्या समोर त्यांच्या देशाचा ध्वज आहे, पण माझ्यासमोर माझ्या देशाचा ध्वज नसून ब्रिटिशांच्या युनियन जॅकसमोर मी उभा आहे. आज हा नोबेल पुरस्कार स्वीकारताना माझ्या देशाचा ध्वज माझ्यासमोर नाही, ही गोष्ट मनाला चटका लावून जाते’’.
रामन यांचं नोबेल पुरस्कारप्राप्त संशोधन ज्या दिवशी जाहीर झालं तो २८ फेब्रुवारी हा दिवस १९८७ सालापासून आपण ‘राष्ट्रीय विज्ञान दिन’ म्हणून साजरा करतो.  
रामन यांच्या संशोधनामुळे विकिरणाच्या आण्विक प्रक्रियेसंबंधीचे, रचनेसंबंधीचे भांडारच खुले झाले. रामन यांच्या संशोधनानंतर केवळ १० वर्षांमध्ये दोन हजारांहून जास्त रासायनिक संयुगांची रचना ‘रामन इफेक्ट’च्या सहाय्याने निश्चित केली गेली. लेसर किरणांच्या शोधानंतर ‘रामन इफेक्ट’ हे शास्त्रज्ञांच्या हातातील एक महत्त्वपूर्ण साधन ठरलं. या परिणामामुळे द्रव आणि वायूरूप पदार्थामध्ये होणाऱ्या विकिरणाचा अभ्यास करणं सोपं झालं.
रामन निव्र्यसनी होते. युरोपमध्ये वास्तव्याला असताना रामन यांना कुणीतरी मद्य पिण्याचा आग्रह केला. परंतु, रामन यांनी त्यास सडेतोड उत्तर दिले. ते म्हणाले, ‘‘तुम्ही मद्यावर म्हणजेच अल्कोहोलवर होणारा रामन परिणाम पाहू शकाल, पण या रामनवर अल्कोहोलचा परिणाम पाहण्याचा प्रयोग कराल तर मात्र फसाल!’’     
जेव्हा प्रकाशकिरण अत्यंत लहान आकाराच्या कणावर पडल्यावर सर्व दिशांना पसरतो. याला प्रकाशाचं विकिरण म्हणतात. आकाश निळे दिसण्यामागचा मूळ संबंध वातावरणातून प्रकाशाच्या विकिरणाशी आहे. दृश्य प्रकाशाच्या तरंगलांबीच्या तुलनेत हवेतील वायूंचे रेणू आणि वातावरणातील इतर सूक्ष्म कणांचे आकार खूपच लहान असतात. ज्या वेळी सूर्यप्रकाश वातावरणातून जातो त्या वेळी या सूक्ष्म कणांमुळे कमी तरंगलांबीच्या निळ्या रंगाचे जास्तीतजास्त प्रमाणात विकिरण होते. विकिरण झालेला हा प्रकाश आपल्याला दिसत असल्याने आकाश निळे भासते. युरोपमधून भारतात समुद्रमाग्रे परत येताना पडलेल्या प्रश्नाचं उत्तर रामन यांनी मिळवलं. त्या वेळी आणखीही एक समज होता की, आकाशाच्या निळ्या रंगांचं परावर्तन हेच समुद्राचं पाणी निळं दिसण्यामागचं कारण आहे. भारतात आल्यावर रामन यांनी पाणी आणि बर्फ यामधून होणाऱ्या प्रकाशाच्या विकिरणाचे प्रयोग केले आणि या प्रयोगांमधून असं दाखवून दिलं की समुद्राच्या पाण्याच्या निळ्या रंगामागचं कारण म्हणजे पाण्याच्या रेणूंमुळे होणारे प्रकाशाचे विकिरण हे आहे.
ध्वनी आणि प्रकाश हे दोन विषय रामन यांच्या अतिशय आवडीचे होते. वयाच्या केवळ १७व्या वर्षी त्यांनी हे दोन्ही विषय घेऊन एम. ए.ची पदवी मिळवली होती. या विषयांवरील ‘मॉलेक्युलर डिफ्रॅक्शन ऑफ लाइट’, ‘स्ट्रिंग्ज अँड डिफ्रॅक्शन ऑफ एक्सरेज’, ‘थिअरी ऑफ म्युझिकल इंस्ट्रमेंट्स’ हे रामन यांनी लिहिलेले ग्रंथ आंतरराष्ट्रीय स्तरावर प्रसिद्ध आहेत.     
काय आहे ‘रामन इफेक्ट’?
रामन इफेक्ट हा प्रकाशाच्या विकिरणाच्या संदर्भातील एक परिणाम आहे. एखाद्या द्रव पदार्थावर पडणारे प्रकाशकिरण आणि त्या द्रव पदार्थामधून बाहेर पडणारे प्रकाशकिरण यांच्यामध्ये योग्य ते प्रकाश शोषक पदार्थ वापरल्यास विकिरण (scattering) प्रक्रियेमुळे वर्णपटामध्ये नवीन रंगरेषा तयार होतात. एकच तरंगलांबी असलेले प्रकाशकिरण काही पदार्थावर पडल्यास पदार्थातील रेणूंमुळे प्रकाशकिरणांचे विकिरण होते आणि मूळ प्रकाशाच्या तरंगलांबीइतक्या किरणांबरोबरच वेगळी तरंगलांबी असलेले प्रकाशकिरण दिसतात, असं रामन यांनी सिद्ध केलं. रामन इफेक्ट हा प्रकाशाच्या विकिरणाच्या संदर्भातील एक परिणाम आहे. एखाद्या द्रव पदार्थावर पडणारे प्रकाशकिरण आणि त्या द्रव पदार्थामधून बाहेर पडणारे प्रकाशकिरण यांच्यामध्ये योग्य ते प्रकाश शोषक पदार्थ वापरल्यास विकिरण (scattering) प्रक्रियेमुळे  वर्णपटामध्ये नवीन रंगरेषा तयार होतात. एकच तरंगलांबी असलेले प्रकाशकिरण काही पदार्थावर पडल्यास पदार्थातील रेणूंमुळे प्रकाशकिरणांचे विकिरण होते आणि मूळ प्रकाशाच्या तरंगलांबीइतक्या किरणांबरोबरच वेगळ्या तरंगलांबी असलेले प्रकाशकिरण दिसतात, असं रामन यांनी सिद्ध केलं.
*    वाहतूक नियंत्रणासाठी वापरण्यात येणाऱ्या सिग्नलचे रंग विशिष्ट छटांचे असतात. या विशिष्ट रंगांच्या छटा असण्यामागचा संबंध प्रकाशाच्या विकिरणाशी आहे का?
*    आकाश एरवी निळे दिसत असले तरी सूर्योदय आणि सूर्यास्ताच्या वेळी आकाश लालसर किंवा नारिंगी दिसते. यामागचं कारण काय असू शकेल?
*    वेगवेगळ्या वेळी ढगांचे रंग वेगवेगळे का दिसतात, यामागची कारणमीमांसा करा.   
*    चंद्रावरून आकाश कोणत्या रंगाचे दिसेल? का?
*    एका पारदर्शक काचेच्या बाटलीत पाणी घ्या. बाटलीवर लेझर प्रकाशकिरणाचा एक झोत लेझर टॉर्चच्या मदतीने टाका.  बाटलीतल्या पाण्यामधून जाणारा प्रकाशकिरण दिसतो का? आता बाटलीतल्या पाण्यात थोडासा साबण मिसळा आणि पुन्हा एकदा लेझर प्रकाशकिरणाचा एक झोत बाटलीवर टाका. दोन्ही वेळेस आढळणाऱ्या निरीक्षणांचे विश्लेषण करा आणि त्यामागची कारणमीमांसा स्पष्ट करा.
*    रामन इफेक्टचा आधार घेऊन आजही अनेक शास्त्रज्ञ संशोधन करत आहेत. अनेकांना नोबेल पुरस्कारही प्राप्त झाले आहेत. रामन इफेक्टचा आधार घेऊन केलेल्या अशा महत्त्वाच्या संशोधनाची आणि संशोधकांची माहिती मिळवा.
*    रामन यांनी प्रकाशाच्या विकिरणासंदर्भात जसं संशोधन केलं तसं भारतीय वाद्यांवरही केलं. रामन यांनी ‘भारतीय तंतुवाद्यो’ आणि ‘भारतीय चर्मवाद्यो’ असे दोन शोधनिबंधही सादर केले. रामन यांनी केलेल्या या संशोधनाविषयी माहिती मिळवा. वेगवेगळ्या वाद्यांमधून नादनिर्मिती कशी होते, वेगवेगळ्या तरंगलांबीचे ध्वनी कसे निर्माण केले जातात, यामध्ये वाद्यांची रचना आणि वाद्यो तयार करण्यासाठी वापरण्यात येणारी साधनसामग्री यांची भूमिका काय असते; म्हणजेच वेगवेगळ्या वाद्यांमागचे विज्ञान स्पष्ट करणारा प्रकल्प तयार करा.

लोकसत्ता आता टेलीग्रामवर आहे. आमचं चॅनेल (@Loksatta) जॉइन करण्यासाठी येथे क्लिक करा आणि ताज्या व महत्त्वाच्या बातम्या मिळवा.

First Published on February 25, 2013 1:18 am

Web Title: invention and lesson why sky is looks blue
Next Stories
1 तयारी एमबीएची! : निर्भेळ यश संपादन करण्यासाठी..
2 एफटीआयआय : प्रवेश पात्रता परीक्षा
3 स्टाफ सिलेक्शन कमिशनच्या परीक्षा
Just Now!
X