अंक 220प्रकृति3 मिनटपठन 72
प्रकाशक · जीके पुस्तकालय · परिशिष्ट
बर्फ़ पारदर्शी है, तो हिम सफ़ेद क्यों दिखता है?
हिम का एक कण काँच जैसा साफ़ होता है, लेकिन ढेर लगने पर सफ़ेद दिखता है
हिम बर्फ़ से बना होता है, फिर भी बर्फ़ का टुकड़ा पारदर्शी होता है और जमा हुआ हिम सफ़ेद दिखता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि हिम के भीतर प्रकाश अनगिनत बार टकराकर लौटता है और फिर सारे रंग मिलकर बाहर निकलते हैं।
एक कण काँच जैसा साफ़ होता है
हिम के फाहे को पास से देखें, तो वह सफ़ेद चूर्ण नहीं, बल्कि बर्फ़ का पारदर्शी क्रिस्टल होता है। उसमें सफ़ेद रंग नहीं मिला होता, और हर क्रिस्टल काँच के टुकड़े जैसा साफ़ होता है। यह उसी पदार्थ से बना है जिससे फ़्रीज़र से निकाला गया पारदर्शी बर्फ़ का टुकड़ा बना होता है।
फ़र्क़ इतना है कि बर्फ़ के टुकड़े का अंदरूनी हिस्सा लगातार जुड़ा होता है, इसलिए प्रकाश लगभग सीधे उसके आर-पार निकल जाता है। हिम में अनगिनत छोटे क्रिस्टल इकट्ठे होते हैं और उनके बीच-बीच में हवा होती है। इसी अंतर से उनका रंग अलग दिखता है। बर्फ़ को डंडे से कूटकर छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ने पर उसका पारदर्शी ढेला तुरंत सफ़ेद दिखने लगता है, और इसकी वजह भी यही अंतर है।
प्रकाश टकराकर लौटता है और रंग मिलकर बाहर निकलते हैं
जब भी प्रकाश बर्फ़ और हवा की सीमा से गुज़रता है, उसका कुछ हिस्सा परावर्तित होता है और कुछ हिस्सा मुड़कर भीतर चला जाता है। हिम के अंदर ऐसी अनगिनत सीमाएँ होती हैं, इसलिए प्रकाश इधर-उधर टकराता है और उसका अधिकांश हिस्सा फिर बाहर निकल आता है। इस दौरान बर्फ़ दिखाई देने वाले प्रकाश को उसके रंग की परवाह किए बिना लगभग एक समान परावर्तित करती है। जब सारे रंग लगभग एक ही अनुपात में लौटते हैं, तो हमारी आँखों को सफ़ेद रंग दिखाई देता है। बताया जाता है कि अंटार्कटिका की सतह का हिम दिखाई देने वाले प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के अनुसार उसका 96~99% तक वापस लौटा देता है। यानी वह लगभग पूरा प्रकाश लौटा देता है।
टूटे हुए काँच के टुकड़े भी इसी वजह से सफ़ेद दिखते हैं। बर्फ़ के किसी ढेले में दरार पड़ने पर केवल दरार वाला हिस्सा सफ़ेद दिखने की वजह भी यही है। जब बहुत सारी पारदर्शी सतहें एक-दूसरे के ऊपर होती हैं और उनके बीच हवा होती है, तो बिना किसी अलग रंग का सफ़ेद प्रकाश बनता है।
हिम की गहराई में नीलापन दिखता है
बर्फ़ नीले प्रकाश की तुलना में लाल प्रकाश को थोड़ा अधिक सोखती है। हिम की सतह के पास प्रकाश बस कुछ बार टकराकर बाहर निकल आता है, इसलिए यह अंतर दिखाई नहीं देता। लेकिन लगभग 1 मीटर की दूरी तय कर चुके प्रकाश में नीले रंग का हिस्सा अधिक बचता है। यही वजह है कि हिम में गहरा गड्ढा खोदकर भीतर झाँकने पर नीली आभा दिखाई दे सकती है।
इसलिए हिम का रंग किसी वर्णक से नहीं, बल्कि प्रकाश के तय किए हुए रास्ते की लंबाई से निर्धारित होता है। सतह सफ़ेद होती है, जबकि बहुत गहराई में नीला रंग भी मिला दिखाई देता है। पुराने हिम के कण बड़े हो जाते हैं और वह कम प्रकाश वापस लौटाता है, इसलिए वह आम तौर पर नए हिम से थोड़ा कम सफ़ेद दिखता है।
हिम किसी वर्णक की वजह से सफ़ेद नहीं होता, बल्कि इसलिए सफ़ेद दिखता है क्योंकि पारदर्शी बर्फ़ के कणों के बीच से सभी रंगों का प्रकाश समान रूप से परावर्तित होकर बाहर आता है।
टिप्पणियाँ और संदर्भ · NSIDC का हिम विज्ञान, Caltech के हिम क्रिस्टल संबंधी अक्सर पूछे जाने वाले सवाल. NSIDC का 「Science of Snow」, Caltech का 「Snow Crystals FAQ」, Phil. Trans. R. Soc. A 377(2019) का 「Optical properties of ice and snow」। लगभग 1 मीटर या उससे अधिक गहरे हिम या मोटी बर्फ़ में नीलापन दिखाई देता है।
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