ಬಾನಿನ ಬಣ್ಣವೇಕೆ ನೀಲಿ ಇಲ್ಲವೇ ಕೆಂಪು ?

– ರಗುನಂದನ್.

ನಮ್ಮ ಮೇಲಿರುವ ತಿಳಿಯಾಗಸದ ಬಣ್ಣ ನೀಲಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದಿರುವ ವಿಶಯ. ಅದು ಬೆಳಿಗ್ಗೆ ಮತ್ತು ನಡೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ನೀಲಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊತ್ತು ಮುಳುಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಕೆಂಪು, ಕಿತ್ತಳೆ ಬಣ್ಣವಾಗಿ ಮಾರ‍್ಪಾಡುಗುವುದನ್ನು ನಾವು ದಿನಾಲು ಕಂಡಿರುತ್ತೇವೆ. ಬೆಳಿಗ್ಗೆ ಬಾನು ಯಾಕೆ ನೀಲಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಯ್ಗಿನ (ಸಂಜೆಯ) ಹೊತ್ತಿಗೆ ಏಕೆ ಕೆಂಪಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಯಾವಾತ್ತಾದರೂ ಯೋಚಿಸಿದ್ದೀರ?

ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ ಸುಳುವಾಗಿಲ್ಲ. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಹಲವಾರು ಅರಿಮೆಗಾರರು ತಲೆ ಕೆಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಬಾನಿನ ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದ ಹಿಂದಿನ ಅರಿಮೆ ಏನು ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ನೇಸರನು ಹೊರಸೂಸುವ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ತೆರನಾದ ಕದಿರುಗಳು(rays) ಬೂಮಿಯ ಸುತ್ತಾವಿಯನ್ನು(atmosphere) ದಾಟಿ ನೆಲದ ಮೇಲೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ. ಬರಿ ಬೆಳಕೊಂದೆ ಅಲ್ಲದೆ ಮಿನ್ಸೆಳೆತದ ಅಲೆಸಾಲಿನ(electromagnetic spectrum) ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕದಿರುಗಳನ್ನೂ ಕೂಡ ನೇಸರನೆಂಬ ಬೆಂಕಿಯುಂಡೆ ಹೊರಹಾಕುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಬೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಉಸಿರಿಗಳಿಗೆ ಕುತ್ತು ಎನಿಸುವ ಕದಿರುಗಳನ್ನು ಒಜೋನ್ (ozone) ಪದರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಎತ್ತುಗೆ- ಕಡುನೀಲಿ ಕದಿರುಗಳು(ultra violet rays). ಹಾಗಾಗಿ ಮನುಶ್ಯನ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣುವ ಬೆಳಕಿನ ಕದಿರುಗಳ ಮೂಲಕ ನಾವು ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತವನ್ನು ನೋಡಬಹುದಾಗಿದೆ. ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ ಬೆಳಕು ಕೂಡ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಬಣ್ಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ಬಣ್ಣಗಳಿಗೆ ಅದರದೇ ಆದ ಅಲೆಯಗಲ(wavelength) ಕೂಡ ಇರುತ್ತದೆ.

ಬೂಮಿಯ ಸುತ್ತಾವಿ

ಬೂಮಿಯ ಸುತ್ತ ಇರುವ, ಇಂಗ್ಲಿಶಿನಲ್ಲಿ ಅಟ್ಮೊಸ್ಪಿಯರ್ ಎನ್ನುವ ಗಾಳಿಪದರದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆವಿ – ಅನಿಲಗಳು, ನೀರಿನ ಹನಿಗಳು ಮುಂತಾದವುಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಆವಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ನಯ್‌ಟ್ರೋಜನ್(78%) ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್(21%) ಇರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆ ಕಸದ ತುಣುಕುಗಳು, ಕಡಲಿನ ಉಪ್ಪು, ದೂಳು ಕೂಡ ಈ ಪದರದಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳು ಕಡುಚಿಕ್ಕದಾದ ಕಾರಣ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣಸಿಗುವುದಿಲ್ಲ. ಬೂಮಿಯ ಗಾಳಿಪದರದ ಆಚೆ ಇರುವುದು ಬಾನಂಗಳ(space). ಬೂಮಿಯ ಸುತ್ತಾವಿ ನೆಲದ ಹತ್ತಿರ ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ(dense) ಮತ್ತು ಬಾನಂಗಳದೆಡೆಗೆ ಚಾಚುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಗಾಳಿಯ ದಟ್ಟಣೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನೇ ಗಾಳಿಪದರದ ಒತ್ತಡ(atmospheric pressure) ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳು

ಬೆಳಕು ಒಂದು ಬಗೆಯ ಹುರುಪು/ಶಕ್ತಿ. ಬೆಳಕು ಅಲೆಗಳಾಗಿ ಕೂಡ ಹರಿಯಬಹುದು ಇಲ್ಲವೇ ತುಣುಕುಗಳಾಗಿ ಕೂಡ ಹರಿಯಬಹುದು. ಅಲೆಗಳಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಬೆಳಕು ಮಿನ್ಕೆಯ(electric) ಮತ್ತು ಸೆಳೆತದ(magnetic) ಅಲೆಗಳಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಅಲೆಗಳಾಗಿ ಹರಿಯುವ ಕಾರಣದಿಂದ ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಂದು ಅಲೆಯಗಲ ಎಂದು ಇರುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಯಗಲ 400nm ಇಂದ 750nm ವರೆಗೂ ಇರುತ್ತದೆ. ಮಿನ್ಸೆಳೆತ ಅಲೆಸಾಲಿನ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕದಿರುಗಳಿಗೆ ಒಂದೊಂದು ಅಲೆಯಗಲದ ಬೆಲೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಕದಿರುಗಳ ಹರಿಯುವಿಕೆಯ ದೆಸೆಯಿಂದ ಎಲ್ಲಾ ಅಲೆಗಳಿಗೆ ಹುರುಪು ಕೂಡ ಇರುತ್ತದೆ.

ಅಲೆಯಗಲ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದು ಸಲದೆಣಿಕೆ (frequency) ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದರೆ ಆ ಕದಿರಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಹುರುಪಿರುತ್ತದೆ. ಅಲೆಯಗಲ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದು ಸಲದೆಣಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಆ ಕದಿರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹುರುಪಿರುತ್ತದೆ. ಮಳೆಬಿಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ ಕಾಣುವಂತೆ ನೀಲಿ ನೇರಳೆ ಬಣ್ಣಗಳು ಒಂದೆಡೆ ಇದ್ದರೆ ಕೆಂಪು ಕಿತ್ತಳೆಗಳು ಇನ್ನೊಂದೆಡೆ ಇರುತ್ತದೆ. ನೀಲಿ ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಲದೆಣಿಕೆ/ಕಡಿಮೆ ಅಲೆಯಗಲ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಂಪಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಸಲದೆಣಿಕೆ/ಹೆಚ್ಚು ಅಲೆಯಗಲ ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಅಲೆಗಳು 3 X 10⁸ m/s ಬಿರುಸಿನಲ್ಲಿ (speed) ಹರಿಯುತ್ತವೆ.

ನೇಸರನ ಬೆಳಕು ಗಾಳಿಪದರದ ಮೂಲಕ ಬರುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಸುತ್ತಾವಿಯ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳೊಡನೆ ಬೆಳಕಿನ ತಿಕ್ಕಾಟ ಏರ‍್ಪಡುತ್ತದೆ. ಕಸದ ತುಣುಕುಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಹನಿಗಳು ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಯಗಲಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವ ಕಾರಣ ಅದಕ್ಕೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು ಬೇರೆ ದಿಕ್ಕಿನೆಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಎಲ್ಲಾ ಬಣ್ಣಗಳು ಒಂದೇ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಗುಹೋಗುವುದರಿಂದ ಡಿಕ್ಕಿಯ ಬಳಿಕವೂ ಬೆಳಕಿನ ಬಣ್ಣ ಹಾಗೆಯೇ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಬಿಳಿ ಬಣ್ಣ ಬಿಳಿಯಾಗಿಯೇ ಇರುತ್ತದೆ.

ಆದರೆ, ಬೆಳಕು ತನ್ನ ಅಲೆಯಗಲಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಅಂದರೆ ಆವಿಯ ಅಣುಕೂಟಗಳಿಗೆ (gas molecules) ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಬೆಳಕಿನ ಚದುರುವಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ(scattering). ಬೆಳಕು ಚದುರಿದಾಗ ಅದರೊಳಗೆ ಇರುವ ಬಣ್ಣಗಳೂ ಕೂಡ ಚದುರುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಬೆರಗಿನ ವಿಶಯವೆಂದರೆ ಎಲ್ಲಾ ಬಣ್ಣಗಳು ಒಂದೇ ತೆರನಾಗಿ ಚದುರುವುದಿಲ್ಲ.

ಕಡಿಮೆ ಅಲೆಯಗಲಗಳುಳ್ಳ ಬಣ್ಣಗಳು (ನೀಲಿ,ನೇರಳೆ) ಹೆಚ್ಚು ಚದುರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಅಲೆಯಗಲಗಳುಳ್ಳ ಬಣ್ಣಗಳು(ಕೆಂಪು,ಕಿತ್ತಳೆ) ಕಡಿಮೆ ಚದುರುತ್ತವೆ. ಇದನ್ನು ರೇಯ್ಲೀ ಎಂಬಾತ ಮೊದಲು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದರಿಂದ ಇದಕ್ಕೆ ರೇಯ್ಲೀ ಚದುರುವಿಕೆ (Rayleigh Scattering) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಆವಿಯ ಅಣುಕೂಟಗಳು ನೀಲಿ ಮತ್ತು ನೇರಳೆ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಸುಳುವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಕಿತ್ತಳೆಯನ್ನು ಅಶ್ಟು ಸುಳುವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅದು ಪದರ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಿಬಿಡುತ್ತವೆ.

ಆವಿಯ ಅಣುಕೂಟಗಳು ಹೀಗೆ ಕಡಿಮೆ ಅಲೆಯಗಲದ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು(ನೀಲಿ,ನೇರಳೆ) ಹೀರಿಕೊಂಡ ಬಳಿಕ ಅವು ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಚದುರಲು ಮೊದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚದರುವ ಕಾರಣ ಬಾನಿನ ಬಣ್ಣ ನೀಲಿಯಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ನೀಲಿಯೇ ಏಕೆ ನೇರಳೆ ಬಣ್ಣ ಯಾಕಲ್ಲ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆ ನಿಮಗೆ ಬಂದಿರಬಹುದು.

ಮನುಶ್ಯನ ಕಣ್ಣುಗಳು ನೀಲಿ, ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬಣ್ಣಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಾಟುವ ಹಾಗೆ ಏರ‍್ಪಾಟಾಗಿವೆ. ಹಾಗಾಗಿ ನೀಲಿ-ನೇರಳೆ ಬಣ್ಣದ ಬೆರೆತ ಇದ್ದರೂ ಕೂಡ ಕಣ್ಣು ಅದನ್ನು ನೀಲಿಯೆಂದೆ ಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಬಾನು ನಮಗೆ ನೀಲಿಯಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ಇಳಿಸಂಜೆಯ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಬಾನು ಕೆಂಪಾಗುವುದನ್ನು ನಾವು ಕಂಡಿರುತ್ತೇವೆ. ಬೂಮಿಯು ತನ್ನ ಸುತ್ತ ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಬೆಳಿಗ್ಗೆ ನೇಸರನ ಎದುರಿಗಿದ್ದ ಬೂಮಿಯ ಬದಿಯು ಸಂಜೆಗೆ ನೇಸರನಿಂದ ದೂರ ಸರಿಯುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ತಿಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವಂತೆ ಸಂಜೆಯ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನೇಸರನ ಕದಿರುಗಳು ಬೆಳಗಿನ ಹೊತ್ತಿನಂತೆ ನೇರವಾಗಿ ಬೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವುದಿಲ್ಲ. ಅದು ನಾವು ಇರುವ ನೆಲವನ್ನು ತಲುಪಬೇಕಾದರೆ ಬೆಳಗಿನ ಹೊತ್ತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೂರ ಸಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಸಾಗುವಾಗ ಮೊದಲು ಚದರುವ ಕಡಿಮೆ ಅಲೆಯಗಲದ ನೀಲಿ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಸುತ್ತಾವಿ ಆಗಲೇ ಹೀರಿಕೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಮಿಕ್ಕ ಬಣ್ಣಗಳು ಸುತ್ತಾವಿಯನ್ನು ದಾಟಿ ನಮ್ಮನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಈ ಬಣ್ಣಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಅಲೆಯಗಲವುಳ್ಳವಾದ್ದರಿಂದ ನಮಗೆ ಸಂಜೆಯ ಬಾನು ಕೆಂಪು ಕಿತ್ತಳೆ ಬಣ್ಣವಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.