प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय भौतिकी · Grades 1–9
3प्रकाश और छाया
बिना खिड़की वाले कमरे में लैंप बुझा दो: सब कुछ ग़ायब हो जाता है। जला दो: कमरा लौट आता है। देखने के लिए प्रकाश चाहिए। और जहाँ प्रकाश है, वहाँ छाया भी है — धूप वाली हर सड़क पर तुम्हारा वफ़ादार काला जुड़वाँ तुम्हारे पीछे-पीछे चलता है। आओ पता करें कि प्रकाश आता कहाँ से है, और छाया बनती कैसे है।
3.1 प्रकाश आता कहाँ से है
परिभाषा 3.1 (प्रकाश स्रोत)
प्रकाश स्रोत वह चीज़ है जो अपना प्रकाश ख़ुद बनाती है: सूर्य, लैंप, मोमबत्ती की लौ, जुगनू। बाक़ी सब — किताब, गेंद, दीवारें, तुम ख़ुद — अपना कोई प्रकाश नहीं बनाते: इन चीज़ों को हम तभी देख पाते हैं जब किसी स्रोत का प्रकाश इन पर पड़ता है।
उदाहरण 3.2 (स्रोत हैं या नहीं?)
सूर्य, टॉर्च, जलती हुई तीली और टेलीविज़न का परदा — ये सब प्रकाश बनाते हैं: ये स्रोत हैं। चंद्रमा, दर्पण और सफ़ेद दीवार बहुत चमकीले लग सकते हैं, पर अपना प्रकाश नहीं बनाते — वे तो बस उन तक पहुँचा प्रकाश वापस भेज देते हैं। लैंप बुझाओ, और सबसे चमकीला दर्पण भी अँधेरा हो जाता है।
उदाहरण 3.3 (इसे करके देखो: अँधेरा कमरा)
शाम को किसी कमरे के परदे या किवाड़ बंद करो, हर लैंप बुझा दो, और धीरे-धीरे तक गिनते हुए ठहरो। तुम्हें क्या दिखता है? पहले तो लगभग कुछ भी नहीं — स्रोत न हो तो देखने के लिए प्रकाश ही नहीं होता। अब दरवाज़ा ज़रा-सा खोलो: प्रकाश की एक पतली-सी फाँक ही मेज़, कुर्सियाँ और खिलौने वापस ले आती है।
टिप्पणी 3.4 (सूर्य को कभी मत देखो)
सूर्य अब तक मिला सबसे तेज़ प्रकाश स्रोत है। उसे कभी सीधे मत देखो, एक पल के लिए भी नहीं, और दूरबीन या आवर्धक लेंस से तो कभी नहीं: उसका प्रकाश इतना तेज़ है कि तुम्हारी आँखों को हमेशा के लिए चोट पहुँचा सकता है। सूर्य का मज़ा तिरछे लेना चाहिए — उस प्रकाश से, जो वह बाक़ी हर चीज़ पर डालता है।
3.2 छाया बनती कैसे है
परिभाषा 3.5 (छाया)
छाया वह काला हिस्सा है जो प्रकाश को रोकने वाली चीज़ के पीछे बनता है। प्रकाश तुम्हारे शरीर के भीतर से नहीं जा सकता, इसलिए तुम्हारे पीछे की ज़मीन को सूर्य का प्रकाश नहीं मिलता: तुम्हारे ही आकार का वह काला हिस्सा तुम्हारी छाया है।
विधि 3.6 (साफ़ छाया कैसे बनाएँ)
- कमरे को अँधेरा कर लो — प्रकाश हर ओर से आ रहा हो तो छायाएँ छिप जाती हैं;
- एक लैंप या टॉर्च जलाओ;
- लैंप और दीवार के बीच कोई खिलौना पकड़ो;
- दीवार देखो: वहाँ छाया है, खिलौने की उस ओर जो लैंप से दूर है।
खिलौने को लैंप के पास ले जाओ: छाया बहुत बड़ी हो जाती है। उसे दीवार से सटाओ: छाया सिकुड़कर खिलौने के अपने नाप जितनी रह जाती है।
उदाहरण 3.7 (इसे करके देखो: छाया के जानवर)
विधि 3.6 वाले लैंप के आगे खिलौने की जगह अपने हाथ रखो: दो उँगलियाँ ऊपर करो तो ख़रगोश के कान बनते हैं, दोनों अंगूठे फँसाओ तो उड़ती हुई चिड़िया। दीवार पर वही आकार दिखता है जो तुम्हारे हाथों ने प्रकाश में से काटा — छाया हमेशा अपनी रोकने वाली चीज़ का वही आकार रखती है, जैसा वह लैंप की ओर से दिखता है।
टिप्पणी 3.8 (छाया कोई चीज़ नहीं है)
छाया को न उठाया जा सकता है, न मोड़ा जा सकता है, न डिब्बे में रखा जा सकता है। छाया किसी चीज़ से बनी ही नहीं होती: वह तो वह जगह है जहाँ प्रकाश नहीं पहुँचता। इसीलिए लैंप बुझते ही वह ग़ायब हो जाती है — वहाँ पीछे रह जाने लायक कुछ है ही नहीं।
3.3 छाया प्रकाश के पीछे चलती है
उदाहरण 3.9 (छाया किस ओर है?)
सुबह सूर्य तुम्हारी एक ओर होता है और तुम्हारी छाया दूसरी ओर पड़ती है। सूर्य की ओर मुँह करो: छाया तुम्हारे पीछे छिप जाती है। सूर्य की ओर पीठ करो: छाया सामने लंबी फैल जाती है। छाया हमेशा ठीक स्रोत के सामने वाली ओर बैठती है।
उदाहरण 3.10 (इसे करके देखो: छाया के चारों ओर खड़िया)
किसी धूप वाली सुबह मैदान में चुपचाप खड़े रहो और कोई साथी तुम्हारी छाया के चारों ओर खड़िया से रेखा खींच दे। दोपहर के खाने के बाद लौटकर उसी जगह खड़े हो जाओ: तुम्हारी छाया अपनी खड़िया-रेखा से बाहर निकल चुकी है और उसकी लंबाई भी बदल गई है! आकाश में सूर्य ने अपनी जगह बदली — और छाया उसके पीछे चली गई। अगला अध्याय सूर्य के पूरे दिन का पीछा करता है।
3.4 अभ्यास
अभ्यास 3.1 ★
प्रकाश स्रोतों और बाक़ी चीज़ों में छाँटो: मोमबत्ती की लौ; चंद्रमा; जुगनू; दर्पण; टॉर्च; सफ़ेद दीवार।
हल
हल — अभ्यास 3.1.
स्रोत: मोमबत्ती की लौ, जुगनू, टॉर्च। स्रोत नहीं: चंद्रमा, दर्पण, सफ़ेद दीवार — ये सिर्फ़ अपने ऊपर पड़ा प्रकाश वापस भेजते हैं।
अभ्यास 3.2 ★
बिना खिड़की और बिना लैंप वाले बंद कमरे में तुम्हें कुछ भी क्यों नहीं दिखता? वहाँ किस चीज़ की कमी है?
अभ्यास 3.3 ★
दीवार पर छाया बनाने के लिए ज़रूरी तीन चीज़ों के नाम लिखो, और उन्हें एक रेखा पर सही क्रम में रखो।
हल
हल — अभ्यास 3.3.
प्रकाश स्रोत, रोकने वाली चीज़, और दीवार (या परदा, या ज़मीन) — एक सीधी रेखा पर इसी क्रम में: स्रोत चमकता है, रोकने वाली चीज़ रोकती है, दीवार काला हिस्सा दिखाती है।
अभ्यास 3.4 ★
सूर्य तुम्हारी बाईं ओर है। तुम्हारी छाया किस ओर है? अब तुम पूरा घूम जाते हो — अब वह कहाँ है?
अभ्यास 3.5 ★
विधि 3.6 की मदद से एक ही खिलौने की छाया पहले बहुत बड़ी बनाओ, फिर छोटी। तुमने क्या हिलाया, और किस ओर?
हल
हल — अभ्यास 3.5.
खिलौने को लैंप की ओर ले जाने पर छाया बहुत बड़ी हो जाती है; दीवार की ओर ले जाने पर वह सिकुड़कर खिलौने के नाप जितनी रह जाती है।
अभ्यास 3.6 ★
क्या छाया को उठाकर जेब में रखा जा सकता है? टिप्पणी 3.8 की मदद से समझाओ कि छाया असल में है क्या।
अभ्यास 3.7 ★
लैंप को देखने से आँखें बस थोड़ी चौंधियाती हैं, फिर भी सूर्य को सीधे कभी क्यों नहीं देखना चाहिए?
हल
हल — अभ्यास 3.7.
सूर्य किसी भी लैंप से कहीं ज़्यादा तेज़ स्रोत है: उसका प्रकाश इतना तेज़ है कि आँखों को पल भर चौंधियाने की जगह हमेशा के लिए चोट पहुँचा सकता है।
अभ्यास 3.8 ★
दोपहर में सूर्य ऊँचा टँगा होता है; तीसरे पहर नीचा। तुम्हारी छाया कब लंबी होती है? एक पेड़ की दोनों छायाएँ बनाओ, हर पल के लिए एक।
अभ्यास 3.9 ★★
मिया कहती है: “मेरी छाया मेरे सामने थी, और घूमने के बाद वह मेरे पीछे आ गई — यानी छाया मेरे साथ घूम गई।” सैम कहता है कि छाया ज़रा भी नहीं हिली। उदाहरण 3.9 याद करो: कौन सही है, और छाया के घूमने जैसा लगा क्यों?