सर आइज्याक न्यूटनले सूर्यबाट सेतो प्रकाशलाई झ्यालको सानो एपर्चरबाट अँध्यारो कोठामा प्रवेश गर्न अनुमति दिनुभयो र प्रकाश किरणहरूको बाटोमा गिलास प्रिज्म राख्नुभयो। प्रिज्मबाट निस्केको प्रकाश सेतो पर्दामा प्राप्त भयो। उनले स्क्रिनमा इन्द्रेणीजस्तो रंगीन प्याच बनेको देखे। यो प्याचलाई स्पेक्ट्रम भनिन्थ्यो। प्रिज्मको आधारको छेउबाट सुरु गरेर स्क्रिनमा स्पेक्ट्रममा रङहरू निम्न क्रममा छन्:
बैजनी, नील, नीलो, हरियो, पहेंलो, सुन्तला र रातो।
स्पेक्ट्रम सेतो प्रकाश प्रिज्मबाट गुज्रिरहेको बेला स्क्रिनमा प्राप्त हुने रंगीन ब्यान्ड हो। यस प्रयोगको लागि, न्यूटनले निष्कर्ष निकाले कि सेतो प्रकाश सात रंगको मिश्रण हो। प्रिज्मले रङहरू उत्पादन गर्दैन तर सेतो प्रकाशमा पहिले देखि नै अवस्थित रङहरूलाई मात्र छुट्याइरहेको छ। त्यसोभए, जब सेतो प्रकाश प्रिज्मबाट पार गरिन्छ, यो विभिन्न रंगहरूमा विभाजित हुन्छ। सेतो प्रकाशलाई विभिन्न रङमा विभाजन गर्नुलाई प्रकाशको फैलावट भनिन्छ।
1. प्रकाशको फैलावट प्रिज्मको पहिलो सतहमा मात्र हुन्छ। 2. प्रकाश किरणहरूको अपवर्तन प्रिज्मको दुवै सतहहरूमा हुन्छ। 3. प्रिज्मले रङहरू उत्पादन गर्दैन, यसले केवल प्रकाश घटनामा उपस्थित विभिन्न रंगहरूलाई विभाजित गर्दछ। 4. स्पेक्ट्रममा, प्रत्येक रङ अर्को रङसँग मिसिएको हुन्छ, अर्थात् रङहरू छुट्याउने कुनै तीखो सीमा रेखा छैन। रेखाचित्रमा, स्पष्टताको लागि रङहरू व्यापक रूपमा छुट्याइएका छन्। रङहरूको कुल फैलावट रेखाचित्रमा देखाइएको भन्दा धेरै कम छ। स्क्रिनमा विभिन्न रङहरू फरक चौडाइहरू छन्। 5. सेतो प्रकाशको स्पेक्ट्रममा, रातो रङको सबैभन्दा लामो तरंग दैर्ध्य 8000 Å (वा 8 × 10 -7 m) वा सबैभन्दा कम फ्रिक्वेन्सी 3.74 × 10 14 Hz हुन्छ, र बैजनी रङ्गको सबैभन्दा छोटो तरंग लम्बाइ 4000 Å हुन्छ। (वा 4 X 10 -7 m) वा उच्चतम आवृत्ति 7.5 X 10 14 Hz। बैजनी छेउबाट स्पेक्ट्रमको रातो छेउसम्म, तरंग दैर्ध्य बढ्छ जबकि आवृत्ति घट्छ। |
सूर्यको सेतो प्रकाश बैजनी, इन्डिगो, नीलो, हरियो, पहेँलो, सुन्तला र रातो गरी सात प्रमुख रङहरू मिलेर बनेको हुन्छ। हावा वा भ्याकुममा सबै रंगको प्रकाशको गति समान हुन्छ तर काँच वा पानी जस्ता पारदर्शी माध्यममा फरक हुन्छ। बैजनी प्रकाशको गति न्यूनतम र रातो बत्तीको अधिकतम छ त्यसैले पारदर्शी माध्यमको अपवर्तक सूचकांक विभिन्न रंगहरूको लागि फरक हुन्छ।
µ = (हावामा प्रकाशको गति) ∕ (मध्यममा प्रकाशको गति)
त्यसकारण, माध्यमको अपवर्तक सूचकांक बैजनी प्रकाशको लागि अधिकतम र रातो बत्तीको लागि न्यूनतम हुन्छ। त्यसैले जब सेतो प्रकाश प्रिज्ममा प्रवेश गर्छ, यो प्रिज्मको पहिलो सतहमा अपवर्तनको साथ यसको घटक रंगहरूमा विभाजित हुन्छ। जब यी किरणहरू दोस्रो प्रिज्म सतहमा प्रहार गर्छन् तिनीहरू थप अपवर्तित हुन्छन् र यी रंगहरू एकअर्काबाट टाढा टाढा जान्छन्।
जब सूर्यको प्रकाश पृथ्वीको वायुमण्डलमा प्रवेश गर्छ, पृथ्वीको वायुमण्डलमा रहेको धुलोका कणहरू र हावाका अणुहरूद्वारा छरपष्ट हुन्छ (अर्थात् प्रकाश चारै दिशामा फैलिन्छ)। प्रकाश को बिखर्ने को पहिलो वैज्ञानिक Rayleigh द्वारा अध्ययन गरिएको थियो।
स्क्याटरिङ भनेको वायुमण्डलमा रहेको धुलोका कणहरू र हावाका अणुहरूद्वारा प्रकाश ऊर्जाको अवशोषण र पुनः उत्सर्जन गर्ने प्रक्रिया हो।
घटना प्रकाशको तरंगदैर्ध्य भन्दा सानो आकारको वायु अणुहरूले घटना प्रकाशको ऊर्जा अवशोषित गर्दछ र त्यसपछि यसको तरंग दैर्ध्यमा परिवर्तन बिना पुन: उत्सर्जन गर्दछ। घटना प्रकाशको सबै तरंग दैर्ध्यका लागि प्रकाशको बिखर्ने काम समान हुँदैन। छरिएको प्रकाशको तीव्रता प्रकाशको तरंग दैर्ध्यको चौथो शक्तिको विपरीत समानुपातिक हुन्छ \(I \propto 1/_{\lambda^4}\)
बैजनी प्रकाशको तरंग दैर्ध्य सबैभन्दा कम र रातो बत्ती सबैभन्दा बढी भएको हुनाले, बैजनी प्रकाश सबैभन्दा बढी छरिएको छ, र रातो प्रकाश सबैभन्दा कम छरिएको छ ( रातो बत्तीभन्दा लगभग १६ गुणा बढी बैजनी प्रकाश छरिएको छ)। यसको मतलब सूर्यको प्रकाश पृथ्वीको सतहमा पुग्दा बैजनी छेउको प्रकाशको तीव्रता कम र रातो छेउको प्रकाशको तीव्रता बढी हुन्छ। घटना प्रकाशको तरंगदैर्ध्य भन्दा ठूलो आकारको वायु अणुले सेतो प्रकाशको सबै तरंगदैर्ध्यको प्रकाशलाई उस्तै मात्रामा छर्छ।
सूर्यको प्रकाश पृथ्वीको सतहमा आउनु अघि पृथ्वीको वायुमण्डलबाट धेरै टाढा जानुपर्छ। प्रकाशले वायुमण्डलमा यात्रा गर्दा यो हावाका अणुहरूद्वारा विभिन्न दिशाहरूमा छरिन्छ। नीलो वा बैंगनी प्रकाश यसको छोटो तरंगदैर्ध्यका कारण अन्य हल्का रंगहरूको तुलनामा बढी छरिएको हुन्छ। सूर्यबाट सिधै हाम्रो आँखामा पुग्ने प्रकाश रातो रङमा धनी हुन्छ भने अन्य सबै दिशाबाट हाम्रो आँखामा पुग्ने प्रकाश मुख्यतया नीलो प्रकाश हो। त्यसैले सूर्यको दिशा बाहेक अन्य दिशामा रहेको आकाश निलो देखिन्छ।
इन्द्रेणीको गठन सेतो प्रकाशको फैलावटको प्राकृतिक उदाहरण हो। पानी परेपछि ठूलो संख्यामा पानीका थोपा हावामा थुनिएका छन् । प्रत्येक थोपाले प्रिज्मको रूपमा काम गर्दछ। सूर्यको किरण यी थोपाहरूमा पर्दा सात रङहरूमा विभाजित हुन्छ। ठूलो संख्यामा थोपाहरूबाट फैलिएको प्रकाशले इन्द्रेणी बनाउँछ
खतराको संकेतको लागि रातो बत्तीको प्रयोग
रातो बत्तीको तरंग दैर्ध्य सबैभन्दा लामो हुने भएकाले वायुमण्डलका हावाका अणुहरूले प्रकाशलाई सबैभन्दा कम छर्छ। त्यसैले अन्य रंगको प्रकाशको तुलनामा रातो रंगको प्रकाश कमजोर नभई लामो दूरीसम्म प्रवेश गर्न सक्छ। त्यसैले खतराको संकेतका लागि रातो बत्ती प्रयोग गरिन्छ जसले गर्दा कुहिरो आदिमा पनि धेरै टाढाबाट संकेत देख्न सकिन्छ।
कार्डबोर्डको गोलाकार डिस्क लिनुहोस् र यसलाई सात खण्डहरूमा विभाजन गर्नुहोस्। त्यसपछि सेक्टरहरूलाई सात रंगहरू, बैजनी, इन्डिगो, नीलो, हरियो, पहेंलो, सुन्तला र रातोले रंग्नुहोस्।
डिस्कलाई छिटो घुमाउनुहोस्, तपाईंले याद गर्नुहुनेछ कि डिस्क सेतो देखिन्छ!
यसले देखाउँछ कि बैजनी, नील, नीलो, हरियो, पहेंलो, सुन्तला र रातो सेतो प्रकाशको सात घटक रङहरू हुन् र संयोजन गर्दा सेतो प्रभाव उत्पन्न हुन्छ।
