वायुमंडलीय अपवर्तन

Atmospheric Refraction

यह सोच कि सूर्य अपने वास्तविक समय से पहले और बाद में उगता और डूबता सकता है और ऐसा क्यों दिखाई देता है, या तारे हीरे की तरह क्यों चमकते हैं, यह सब वायुमंडलीय अपवर्तन नामक एक आकर्षक घटना के कारण होती है । प्रकाश और हवा के बीच एक परस्पर क्रिया जो पृथ्वी को जीवंत रंगों में रंग देती है।

आकाश को चित्रित करने (प्रकाशित) करने के लीए प्रकाश को मोड़ना, वायुमंडलीय अपवर्तन और रंगीन संसार, प्रकृति के विज्ञान के समागम की से अनोखी घटना है।

यहाँ नीचे ,इस घटना के पीछे के विज्ञान और आकाश के रंगीन चित्रपटल के भीतर छिपे कारक, विश्लेषित कीये जा सकते हैं ।

वातावरण: बदलते घनत्व का एक चित्रपटल

वायुमंडल को पृथ्वी के चारों ओर एक विशाल, अदृश्य कंबल के रूप में सोचें। यह सिर्फ खाली जगह नहीं है; यह हवा से भरा है, जो अलग-अलग तापमान और घनत्व पर गैसों का मिश्रण है। ये विविधताएं छोटे लेंसों की तरह काम करती हैं, जो उनके माध्यम से यात्रा करते समय सूर्य की रोशनी को लगातार झुकाती और बिखेरती हैं।

आरेख का विश्लेषण : मोड़ का अनावरण

सूर्य जैसी दूर की वस्तु से नेत्र की ओर आने वाली प्रकाश किरणों के दो पथ हैं:

सूर्य की किरणों के दो पथ दर्शाने वाला चित्र में

   सूर्य के प्रकाश की सीधी किरण, सूर्य से सीधे प्रेक्षक के नेत्र तक आने आने वाले प्रकाश को दर्शाती रेखा

सूर्यास्त और सूर्योदय: वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण सूर्य के कथित रूप और स्थिति में बदलाव

   सूर्य की किरणों का अपवर्तित होना, वायुमंडल के भीतर कई बार झुकना और दिशा बदलना (कई मोड़ वाली घुमावदार रेखा)।

   पृथ्वी की सतह पर प्रेक्षक की नजर.

   दूरी में सूर्य.

   भंवरों और तीरों के साथ पृथ्वी का वातावरण अशांति का प्रतिनिधित्व करता है।

यदि वातावरण शांत हो तो सीधी रेखा, सूर्य के प्रकाश का आदर्श मार्ग दिखाती है। हालाँकि, ठोस रेखा वास्तविक पथ का प्रतिनिधित्व करती है, जो हवा के अलग-अलग घनत्व के कारण लगातार उछलती और दिशा बदलती रहती है। प्रकाश किरणों के इस मोड़ को वायुमंडलीय अपवर्तन के रूप में जाना जाता है।

रंगों से परे: आधारभूत समीकरण

हालांकि आधारभूत अवधारणा को समझने के लिए यह आवश्यक नहीं है, परंतु,वायुमंडलीय अपवर्तन के लिए एक सरलीकृत समीकरण इस प्रकार दीया जा सकता है :

$n_{1}sin(\theta _{1})=n_{2}sin(\theta _{2}),$

जहाँ:

   $n_{1}$और $n_{2}$ मीडिया (क्रमशः वायु और सघन, अशांत वायुमंडलीय का क्षेत्र ) के अपवर्तक सूचकांकों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

   $\theta _{1}$ और $\theta _{2}$क्रमशः आपतन और अपवर्तन के कोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

यह समीकरण यह इंगित करता है की प्रकाश का कोण तब मुड़ता है, जब वह विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों के साथ एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है। वायुमंडल के भीतर लगातार बदलता घनत्व $n_{2}$ में अनगिनत विविधताएं पैदा करता है, जिससे प्रकाश अप्रत्याशित रूप से झुकता है, जिससे आकर्षक ऑप्टिकल प्रभाव पैदा होते हैं।

भव्य भ्रम: सूर्योदय, सूर्यास्त और टिमटिमाते सितारे

वायुमंडलीय अपवर्तन कई खगोलीय घटनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:

   सूर्योदय और सूर्यास्त

जैसे-जैसे सूर्य क्षितिज के करीब आता है, उसकी प्रकाश किरणें हवा की एक मोटी परत से होकर गुजरती हैं, जो सामान्य से अधिक झुकती है। इससे सूर्य अपनी वास्तविक स्थिति से ऊंचा दिखाई देता है, जिससे सुंदर विस्तारित सूर्योदय और सूर्यास्त देखे जा सकते हैं।

   टिमटिमाते तारे

सूर्य के विपरीत, तारे प्रकाश के छोटे बिंदु के रूप में दिखाई देते हैं। वायुमंडल में निरंतर अशांति उनके प्रकाश को मोड़ती और बिखेरती है, जिससे वे रात के आकाश में हीरे की तरह चमकते हैं।

   मृगतृष्णा

चरम मामलों में, वायुमंडल में महत्वपूर्ण तापमान भिन्नता प्रकाश को नाटकीय रूप से मोड़ सकती है, जिससे रेगिस्तान में झिलमिलाती मृगतृष्णा जैसे भ्रम पैदा हो सकते हैं।

संक्षेप में

वायुमंडलीय अपवर्तन को समझने से इस पृथ्वी की सुंदरता और आश्चर्य में सराहना की एक नई परत जुड़ जाती है। यह एक अनुस्मारक है, कि साधारण दिखने वाला आकाश भी जटिल ऑप्टिकल भ्रम से भर एक चित्रपटल हो सकता है, जो प्रकाश, वायु और भौतिकी के नियमों के बीच आकर्षक परस्पर क्रिया का प्रमाण है।