आपल्या शहरातील ताज्या बातम्या आणि ई-पेपर मिळवा मोफत

डाउनलोड करा

विज्ञान शिक्षण: प्रकाश कण की तरंग?

9 वर्षांपूर्वी
  • कॉपी लिंक
विज्ञानाच्या पुस्तकातून प्रकाशाचे स्वरूप कण व तरंग या दोन्ही प्रकारचे आहे असे लिहिलेले आहे. सर्वात प्राथमिक स्वरूपाची ऊर्जा कण व तरंग अशा दोन्ही स्वरूपाची आहे हे नीटसे समजत नाही. प्रत्यक्षात प्रकाशाच्या तरंग रूपामुळे आपल्याला अनेक परिणाम भासमान होतात. उदाहरणार्थ साबणाच्या फुग्यावरील सतत बदलणारे रंग किंवा ओल्या रस्त्यावर पडलेले तेल उन्हामुळे रंगीत दिसायला लागते ते वर्णदीप्तीमुळे (इरिडिसन्स). प्रकाश शलाकेचे तरंग स्वरूप पाहण्यासाठी आपण आज एक अगदी सोपा पण चटकन समजणारा प्रयोग करून पाहायचा आहे.
तरंग रूपाचे समजणारे उत्तम उदाहरण ध्वनिलहरींचे आहे. पाण्यात टाकलेल्या दगडामुळे जशा पाण्यात लाटा निर्माण होतात तशा ध्वनिलहरी हवेतून लाटांच्या स्वरूपात प्रवास करतात. ध्वनिवर्धकावर हात ठेवून पाहिल्यास आपल्याला ध्वनिलहरीमुळे तयार होणा-या लाटा थरथराटाच्या रूपात जाणवतात. ध्वनी व प्रकाश या दोन्हींच्या बाबतीत गतीज ऊर्जा माध्यम कणांमध्ये तात्पुरती हालचाल घडवून आणते. जेव्हा लाटा परस्पराच्या संपर्कात येतात तेव्हा त्यामध्ये व्यतिकरण- अडथळा (इंटरफिअरन्स) येतो. त्याच त्याच कणावर तरंग आदळत राहिले म्हणजे त्याची वृद्धी होते, पण एकदा तरंगांमधील गतीज ऊर्जा क्षीण झाली म्हणजे असे तरंग परस्परांना नष्ट करतात. सध्या बाजारात उपलब्ध असलेले गोंगाट कमी करणारे हेडफोन या तत्त्वानुसार कार्य करतात.
विवर्तन (डिफ्रॅक्शन) हा तरंगाचा आणखी एक महत्त्वाचा गुणधर्म आहे. तरंग जेव्हा सूक्ष्म छिद्रातून बाहेर येतात तेव्हा त्याचे विवर्तन होते. आपल्या प्रयोगातून आपण प्रकाश शलाकेचे सूक्ष्म फटीतून बाहेर आल्यानंतर नेमके काय होते ते पाहणार आहोत. साहित्य - क्लच पेन्सिलमधील तीन किंवा अधिक दहा सेमी लांबीचे 0.5-0.7 मिमी रुंदीचे शिसे. याच्या दहा तुकड्यांच्या डब्या बाजारात क्लच पेन्सिलमध्ये घालण्यासाठी मिळतात. भाऊ-बहीण इंजिनिअरिंग किंवा पॉलिटेक्निक कॉलेजमध्ये शिकत असतील तर तुम्हाला फार फिरावे लागणार नाही. आपण जरी शिसपेन्सिल असे म्हणत असलो तरी पेन्सिलमध्ये प्रत्यक्षात ग्राफाइट असते. पूर्वी शिशाच्या साहाय्याने कागदावर काळी रेघ उठत असे. ते नाव फक्त शिसपेन्सिल म्हणून शिल्लक राहिले आहे. लेसर पॉइंटर. तांबडा किंवा हिरवा दोन्ही रंगांचे लेसर पॉइंटर असल्यास उत्तम. अंधारी खोली. रात्री दिवे बंद करून खोलीत किती अंधार होतो ते पाहा. अधिक उजेड खिडकीतून येत असल्यास खिडकी पडद्यांनी झाका.
डाव्या हातात तीन पेन्सिलचे लेड जवळजवळ घरा. त्यामध्ये सूक्ष्म फट राहिली पाहिजे. तुमच्या मित्रास या पेन्सिल लेडमधून जाईल अशी लेसर शलाकेचा झोत त्यावर सोडण्यास सांगा. विरुद्ध बाजूस असलेल्या सपाट भिंतीच्या पृष्ठभागावर काय दिसते ते पाहा. लहान मोठ्या मण्यांच्या माळेसारखी आकृती दिसायला लागेल. अशी आकृती दिसण्याचे कारण म्हणजे जेव्हा लेसर शलाका दोन ग्राफाइटमधून जाईल तेव्हा प्रकाशाचे विवर्तन होते. जेथे प्रकाश लहरी गोळा होतात तेथे मण्यासारखी आकृती दिसते. पण जेथे त्या परस्परावर आदळून नष्ट होतात तेथे अंधार दिसतो. जर प्रकाश कणांच्या स्वरूपात असता तर ग्राफाइट फटीतून बाहेर आल्यानंतर फक्त दोन ठिपके दिसले असते. न्यूटन यांना प्रकाश कणांच्या स्वरूपात असल्याचे जाणवले. त्यांच्या म्हणण्याप्रमाणे प्रकाश म्हणजे कणांची एक मालिका. एकोणिसाव्या शतकातील वैज्ञानिकांनी प्रकाश तरंगांच्या स्वरूपात असल्याचे मान्य केले. आइन्स्टाइनचे म्हणणे प्रकाश कणांच्या रूपात आहे असे होते. त्यावर त्या काळी असलेले प्रख्यात वैज्ञानिक मॅक्स प्लांक भडकले. विज्ञान काही दशके नव्हे तर शेकडो वर्षे मागे फेकले गेले असे ते म्हणाले. पण सध्या प्रकाश कणांच्या व तरंगांच्या दोन्ही रूपात असल्याचे मान्य झाले आहे. यामधील अधिक गुंतागुंतीचे भौतिक विज्ञान तुम्हाला आज समजले नाही तरी ग्राफाइट कांड्यांमधून बाहेर येणारी लेसर शलाका नेहमीहून वेगळ्या पद्धतीने बाहेर येते हे समजले तरी पुरे.