दृश्यमान प्रकाश (Visible light)

 दृश्यमान प्रकाश  (Visible light)

(भाग १)

 आपण भौतिक शास्त्र (physics) आणि जीवशास्त्र (biology) यांच्या एकत्रित दृष्टीने "दृश्यमान प्रकाश" याला दोन भागात समजून घेणार आहोत. यात "प्रकाश" किरण चे स्वरूप कसे आहे आणि आपले डोळे  त्याला कसे पाहतात ,हे पाहूया..

प्रकाशकिरण हे एक प्रकारचा "विद्युत चुंबकीय (electromagnetic wave) तरंग" आहे.. जो प्रकाश आपण डोळ्याने पाहू शकतो आणि ज्यामुळे आपल्याला वस्तू दिसतात, त्यालाच "दृश्यमान प्रकाश" म्हणतात. तुम्ही असा समजू नका, की तुम्ही जे डोळ्यांनी पाहता तितकेच जग आहे.!!! अशा बरेच "अदृश्य गोष्टी" आहेत, जे तुमच्या डोळ्यांनी तुम्ही पाहू शकत नाही. प्रकाश हे फोटॉनचे कण आहेत. 3 लाख किमी प्रती सेकंद या अतिशय प्रचंड वेगाने प्रकाश हा विश्वात सर्वत्र प्रवास करत असतो. प्रकाश हा अतिसूक्ष्म पातळीवर "कण" (particle) आणि तरंग (wave) पण आहेत. प्रकाश मध्ये "विद्युतचुंबकीय गुणधर्म"  असल्याने त्याला "विद्युत चुंबकीय (electromagnetic wave) तरंग" म्हणतात. 

"विद्युतचुंबकीय पट्टा" (electromagnetic spectrum ) हे या प्रकाशाचे भाग असतात. याचा आपण "तरंगची वारंवारता" (frequency ) आणि तरंगलांबी (wavelength) मध्ये अभ्यास व मोजमाप करत असतो. प्रकाश हे तरंग आहे ,त्यामुळे एका सेकंद मध्ये किती वेळा तरंगाची खाली-वर हालचाल होते याला "तरंगची वारंवारता" (frequency ) म्हणतात आणि दोन तरंगमध्ये जे अंतर आहे त्याला आपण "तरंगलांबी" (wavelength) म्हणतो.

"विद्युतचुंबकीय पट्टा" (electromagnetic spectrum)मध्ये आपण फक्त 400 nm ते 700nm इतकचं तरंगलांबी" (wavelength) असलेले किरण डोळ्यांनी पाहू शकतो. तर, 400 nm पेक्षा कमी आणि 700 nm पेक्षा जास्त असे 'तरंगलांबी" (wavelength) आपण डोळ्यांनी पाहू शकत नाही.. यामध्ये गॅमा किरण, क्ष किरण (x ray), अल्ट्रा वाईलेट, इन्फ्रारेड , मायक्रोवेव्ह, रेडिओ किरण हे आपल्या डोळ्यांना दिसू शकत नाही. जशी तरंगलांबी" (wavelength) वाढते, तशी "वारंवारता" (frequency ) कमी होते आणि जशी "वारंवारता" (frequency) वाढते तशी  "तरंगलांबी" (wavelength) कमी होते. या सर्व किरणाचा काय उपयोग आहे हे आपण वेगळ्या लेखात पाहू.

हे "दृश्यमान प्रकाश" पण सात प्रमुख भागात विभागले जातात. लाल, नारंगी, पिवळा, हिरवा, निळा, गडद निळा (इंडिगो), जांभळा(व्हायलेट) असे "वारंवारता आणि तरंगलांबी" प्रमाणे हे रंग विभागलेले असतात. तुम्ही डोळ्यांनी प्रकाश पाहता तो वास्तविक या सात रंगाचा बनला आहे. आपण "इंद्रधनुष्य "(rainbow) पाहतो आणि शाळेत आपण "प्रिझम चा प्रयोग" शिकला असेल . यात आपण पाहतो तो प्रकाश वास्तविक या सात प्रकारच्या वेगवेगळ्या रंगानी बनलेला असतो ,हे समजते.

(भाग - 2)

प्रकाश हा वास्तविक या सात रंगाच्या "तरंगलांबी" चा बनलेला असतो. "लाल रंग" ते "जांभळा रंग" यात प्रकाशकिरण ची "तरंगलांबी" कमी होत जाते आणि "वारंवारता" वाढत जाते. लाल रंगाची "तरंगलांबी" जास्त असते आणि जांभळा रंगाची "तरंगलांबी" कमी असते. 

आता, मी तुम्हाला असा प्रश्न विचारला की , "अंधार हा काय प्रकार आहे ?" तर तुम्ही काय उत्तर द्याल.

"अंधार हा प्रकाश चा अभाव आहे" हे याच वास्तव उत्तर आहे.. जिथे "प्रकाश" आहे, तिथे "अंधार" नाही. "अंधार" नावाची कोणतीही गोष्ट मुळात अस्तित्वात नसते. प्रकाशाचे अस्तित्व हाच अंधाराचा नाश आहे. "मंद प्रकाश" म्हणजे सायंकाळी सूर्य मावळतो तेव्हा वास्तविक प्रकाश कमी झालेला असतो. 

कोणतीही वस्तू ही आपल्याला त्यावर "प्रकाशकिरण" हे परावर्तित होते म्हणून दिसते.आपण उदाहरण सकट समजून घेवू.  झाडांची पाने आपल्याला हिरवी दिसतात.. का ? कारण झाडांची पाने ही "हिरवा रंग" परावर्तित (reflect) करतात आणि इतर रंगाच्या तरंगलांबीला शोषून घेतात.. निसर्गात तुम्हाला जे जे रंगीबेरगी दिसते, ते प्रकाशकिरण परावर्तित झाल्यामुळे आपल्याला दिसतात. रस्त्यावर निळ्या रंगाची कार जात आहे, तुम्ही त्या कारला निळा रंगामध्ये च का पाहता ? कारण कारचा पृष्ठभाग हा "निळा रंग" ची किरणे परावर्तित करत आहे आणि इतर रंगाची किरणे शोषून घेत आहे. ती किरणे आपले डोळ्यावर पडतात म्हणून कार निळी दिसते.. आता, "काळा रंग" हा तर या सात रंगात पण नाही. मग तो का दिसत असावा ? जेव्हा वस्तुकडून सर्व रंगाचे प्रकाशकिरणे शोषली जातात व कोणताही किरण परावर्तित होत नाही, तेव्हा आपल्याला वस्तू काळ्या रंगाची दिसते. याउलट, जेव्हा सर्व किरणे परावर्तित होतात तेव्हा आपल्याला  "सफेद रंग" दिसतो.. थोडक्यात ,कोणतीही वस्तू तेव्हाच दिसते ,जेव्हा त्यावर "प्रकाश किरण" पडून परावर्तित (reflect) होतो. म्हणून आपल्याला अंधारात कोणतही वस्तू दिसत नाही.

डोळ्यांनी आपल्याला रंगीबेरंगी वस्तू कसे दिसतात

?

डोळे आपले एका कॅमेरा सारखे काम करत असतात. जी दृश्यमान "प्रकाशकिरणे" एखाद्या वस्तूवरून परावर्तित होऊन डोळ्यांकडे येतात, त्यांचे रूपांतरण "न्युरल सिग्नल" मध्ये होते. "न्युरल सिग्नल" हे एक प्रकारे "विद्युतधारा" प्रमाणेच काम करते.  प्रकाशकिरण जे 400 nm ते 700 nm या तरंगलांबी चे असतात तेच किरणे आपले डोळे पाहू शकतात. 

डोळ्यांच्या बाहेरील भागातील "आयरिस " मधील पोकळीतून म्हणजे "प्यूपिल" मधून एकदा  "लेन्स" वर प्रकाशकिरणे पडली की थेट डोळ्यांच्या आतील "दृष्टीपटल" (retina) वर पडतात. दृष्ठीपटलवरील "रोड" आणि "कोन" हे पेशी त्या प्रकाशकिरणला शोषून घेतात. हे खास पेशी असतात, जे प्रकाशाला शोषून त्यांचे रूपांतर "न्युरल सिग्नल" मध्ये करण्यासाठी विशेष बनलेले असतात.

"रोड पेशी" हे "मंद प्रकाश" (night) ला शोषून घेते, तर "कोन पेशी" हे विशिष्ट रंगांना शोषून घेतात. यात व्हिटॅमिन A आणि "प्रोटीन" हे महत्वाचे कार्य करतात. इथे विशिष्ट रिअक्शन घडून त्याचे सिग्नल आतील विशिष्ट पेशीमार्फत (bipolar आणि ganglion) "ऑप्टिक" या मज्जातंतूला मिळते .(त्या रासायनिक प्रक्रिया मध्ये आपल्याला या लेखात सखोल जाण्याची गरज नाही)..ही "ऑप्टिक मज्जातंतू" आपल्या मेंदू च्या "मागील" भागात (occipital lobe) " विझूअल कॉर्टेक्स" म्हणून मेंदूचा एक भाग असतो, तिथे ही माहिती पोहचवते आणि आपल्याला चित्र व त्यांचे रंग दिसतात. हे अतिशय जलद गतीने आणि सातत्याने घडत असते... 

आपण जो प्रकाश पाहू शकतो , त्यापेक्षाही "लहान व मोठे" तरंगलांबी असलेले प्रकाशकिरण आसपास अस्तित्वात आहेत. पण आपल्या डोळ्यांची त्यांना पाहण्याची क्षमता नाही.. आपण फक्त दृश्यमान प्रकाश (visible light) पाहू शकतो आणि हा प्रकाश परावर्तित होईल असे वस्तूच फक्त पाहू शकतो.

डॉ अलोक कदम