سر آئزک نیوٹن نے سورج کی سفید روشنی کو کھڑکی کے ایک چھوٹے سے یپرچر کے ذریعے تاریک کمرے میں داخل ہونے کی اجازت دی اور روشنی کی کرنوں کے راستے میں شیشے کا پرزم لگا دیا۔ پرزم سے نکلنے والی روشنی ایک سفید سکرین پر موصول ہوئی تھی۔ اس نے دیکھا کہ سکرین پر قوس قزح کی طرح رنگین پیچ بن گیا ہے۔ اس پیچ کو سپیکٹرم کہا جاتا تھا۔ پرزم کی بنیاد کی طرف سے شروع ہو کر سکرین پر سپیکٹرم میں رنگ درج ذیل ترتیب میں ہیں:
وایلیٹ، انڈگو، نیلا، سبز، پیلا، نارنجی اور سرخ۔
سپیکٹرم وہ رنگین بینڈ ہے جو سکرین پر حاصل ہوتا ہے جب سفید روشنی کسی پرزم سے گزر رہی ہوتی ہے۔ اس تجربے کے لیے نیوٹن نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ سفید روشنی سات رنگوں کا مرکب ہے۔ پرزم رنگ پیدا نہیں کر رہا ہے بلکہ صرف ان رنگوں کو الگ کر رہا ہے جو سفید روشنی میں پہلے سے موجود ہیں۔ لہذا، جب سفید روشنی کسی پرزم سے گزرتی ہے، تو یہ مختلف رنگوں میں بٹ جاتی ہے۔ سفید روشنی کے مختلف رنگوں میں تقسیم ہونے کو روشنی کا پھیلاؤ کہتے ہیں۔
1. روشنی کا پھیلاؤ صرف پرزم کی پہلی سطح پر ہوتا ہے۔ 2. روشنی کی شعاعوں کا انحراف پرزم کی دونوں سطحوں پر ہوتا ہے۔ 3. پرزم رنگ پیدا نہیں کرتا، یہ صرف اس پر روشنی کے واقعے میں موجود مختلف رنگوں کو تقسیم کرتا ہے۔ 4. سپیکٹرم میں، ہر رنگ دوسرے رنگ کے ساتھ ملا ہوا ہے، یعنی رنگوں کو الگ کرنے والی کوئی تیز باؤنڈری لائن نہیں ہے۔ خاکہ میں، رنگوں کو صرف وضاحت کے لیے بڑے پیمانے پر الگ کیا گیا ہے۔ رنگوں کا کل پھیلاؤ خاکہ میں دکھائے گئے رنگوں سے بہت کم ہے۔ اسکرین پر مختلف رنگوں کی چوڑائی مختلف ہوتی ہے۔ 5. سفید روشنی کے طیف میں، سرخ رنگ کی طول موج سب سے لمبی 8000 Å (یا 8 × 10 -7 m ) یا سب سے کم تعدد 3.74 × 10 14 Hz ہے، اور بنفشی رنگ میں سب سے کم طول موج 4000 Å ہے۔ (یا 4 X 10 -7 m) یا سب سے زیادہ فریکوئنسی 7.5 X 10 14 Hz۔ بنفشی سرے سے سپیکٹرم کے سرخ سرے تک، طول موج بڑھ جاتی ہے جبکہ تعدد کم ہوتا ہے۔ |
سورج کی سفید روشنی سات نمایاں رنگوں پر مشتمل ہے یعنی بنفشی، انڈگو، نیلا، سبز، پیلا، نارنجی اور سرخ۔ ہوا یا خلا میں تمام رنگوں کی روشنی کی رفتار یکساں ہے لیکن یہ شیشے یا پانی جیسے شفاف میڈیم میں مختلف ہوتی ہے۔ بنفشی روشنی کی رفتار کم سے کم اور سرخ روشنی کی زیادہ سے زیادہ ہے اس لیے شفاف میڈیم کا ریفریکٹیو انڈیکس مختلف رنگوں کے لیے مختلف ہوتا ہے۔
چونکہ µ = (ہوا میں روشنی کی رفتار) ∕ (درمیانے میں روشنی کی رفتار)
لہذا، ایک میڈیم کا ریفریکٹیو انڈیکس بنفشی روشنی کے لیے زیادہ سے زیادہ اور سرخ روشنی کے لیے کم سے کم ہے۔ لہذا جب سفید روشنی کسی پرزم میں داخل ہوتی ہے، تو یہ پرزم کی پہلی سطح پر انعطاف کے ساتھ اپنے اجزاء کے رنگوں میں تقسیم ہو جاتی ہے۔ جب یہ شعاعیں دوسری پرزم کی سطح سے ٹکراتی ہیں تو وہ مزید ریفریکٹ ہو جاتی ہیں اور یہ رنگ ایک دوسرے سے بہت دور ہو جاتے ہیں۔
جب سورج کی روشنی زمین کی فضا میں داخل ہوتی ہے تو یہ زمین کی فضا میں موجود دھول کے ذرات اور ہوا کے مالیکیولز سے بکھر جاتی ہے (یعنی روشنی ہر طرف پھیل جاتی ہے)۔ روشنی کے بکھرنے کا سب سے پہلے سائنس دان Rayleigh نے مطالعہ کیا۔
بکھرنا فضا میں موجود دھول کے ذرات اور ہوا کے مالیکیولز کے ذریعے روشنی کی توانائی کے جذب اور پھر دوبارہ اخراج کا عمل ہے۔
واقعے کی روشنی کی طول موج سے چھوٹے سائز کے ہوا کے مالیکیول واقعے کی روشنی کی توانائی کو جذب کرتے ہیں اور پھر اس کی طول موج میں تبدیلی کے بغیر اسے دوبارہ خارج کرتے ہیں۔ روشنی کا بکھرنا واقعہ روشنی کی تمام طول موجوں کے لیے یکساں نہیں ہے۔ بکھری ہوئی روشنی کی شدت روشنی کی طول موج کی چوتھی قوت کے الٹا متناسب ہے \(I \propto 1/_{\lambda^4}\)
چونکہ بنفشی روشنی کی طول موج سب سے کم اور سرخ روشنی سب سے زیادہ ہے، بنفشی روشنی سب سے زیادہ بکھری ہوئی ہے، اور سرخ روشنی سب سے کم بکھری ہوئی ہے ( بنفشی روشنی سرخ روشنی سے تقریباً 16 گنا زیادہ بکھری ہوئی ہے)۔ اس کا مطلب ہے کہ سورج کی روشنی جب زمین کی سطح تک پہنچتی ہے تو اس میں بنفشی سرے کی روشنی کی شدت کم اور سرخ سرے کی روشنی کی زیادہ شدت ہوتی ہے۔ واقعہ روشنی کی طول موج سے بڑا ہوا کا مالیکیول سفید روشنی کی تمام طول موجوں کی روشنی کو اسی حد تک بکھیر دیتا ہے۔
سورج کی روشنی کو زمین کی سطح تک پہنچنے سے پہلے زمین کی فضا سے بہت دور طے کرنا پڑتا ہے۔ جیسے جیسے روشنی فضا میں سفر کرتی ہے وہ ہوا کے مالیکیولز کے ذریعے مختلف سمتوں میں بکھر جاتی ہے۔ نیلی یا بنفشی روشنی اپنی کم طول موج کی وجہ سے دوسرے ہلکے رنگوں کے مقابلے میں زیادہ بکھری ہوئی ہے۔ سورج سے براہ راست ہماری آنکھ تک پہنچنے والی روشنی سرخ رنگ سے بھرپور ہوتی ہے جبکہ دیگر تمام سمتوں سے ہماری آنکھ تک پہنچنے والی روشنی بنیادی طور پر نیلی روشنی ہوتی ہے۔ اس لیے سورج کی سمت کے علاوہ کسی دوسری سمت میں آسمان نیلے رنگ میں نظر آتا ہے۔
قوس قزح کی تشکیل سفید روشنی کے پھیلنے کی ایک قدرتی مثال ہے۔ بارش کے بعد بڑی تعداد میں پانی کی بوندیں ہوا میں معلق رہتی ہیں۔ ہر قطرہ پرزم کا کام کرتا ہے۔ جیسے ہی سورج کی روشنی ان بوندوں پر پڑتی ہے، یہ سات رنگوں میں بٹ جاتی ہے۔ بوندوں کی ایک بڑی تعداد سے منتشر روشنی قوس قزح کی شکل اختیار کرتی ہے۔
خطرے کے اشارے کے لیے سرخ روشنی کا استعمال
چونکہ سرخ روشنی کی طول موج سب سے لمبی ہوتی ہے، لہٰذا، روشنی فضا کے ہوا کے مالیکیولز سے کم سے کم بکھرتی ہے۔ اس لیے دوسرے رنگوں کی روشنی کے مقابلے سرخ رنگ کی روشنی کمزور ہوئے بغیر زیادہ فاصلے تک گھس سکتی ہے۔ اس لیے خطرے کے اشاروں کے لیے سرخ روشنی کا استعمال کیا جاتا ہے تاکہ دھند وغیرہ میں بھی سگنل کافی فاصلے سے دکھائی دے سکیں۔
گتے کی ایک سرکلر ڈسک لیں اور اسے سات حصوں میں تقسیم کریں۔ پھر سیکٹرز کو سات رنگوں، وایلیٹ، انڈگو، نیلے، سبز، پیلے، نارنجی اور سرخ سے پینٹ کریں۔
ڈسک کو تیزی سے گھمائیں، آپ دیکھیں گے کہ ڈسک سفید دکھائی دے رہی ہے!
اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ بنفشی، انڈگو، نیلا، سبز، پیلا، نارنجی اور سرخ سفید روشنی کے سات جزوی رنگ ہیں اور ان کو ملا کر سفید اثر پیدا ہوتا ہے۔
