भौतिकशास्त्रद्वारा व्याख्या गरिएको प्राकृतिक घटना

भौतिकशास्त्रद्वारा व्याख्या गरिएको प्राकृतिक घटना

भौतिकशास्त्रलाई प्रायः सूत्र र गणनाले भरिएको विषयको रूपमा लिइन्छ, तर वास्तवमा, यो दैनिक जीवनसँग धेरै नजिक छ। हामीले अवलोकन गर्ने लगभग हरेक प्राकृतिक घटना - वर्षाको पतनदेखि इन्द्रेणीको निर्माणसम्म र आकाश किन नीलो देखिन्छ भन्ने कुरा भौतिक अवधारणाहरू मार्फत बुझ्न सकिन्छ। भौतिक विज्ञानको अध्ययन गरेर, हामी सिद्धान्तहरू मात्र कण्ठ गर्दैनौं तर हामीले अवलोकन गर्ने तरिकाले प्रकृतिले किन काम गर्छ भनेर व्याख्या गर्न सोच्ने तरिकाहरू पनि विकास गर्छौं। यस लेखले धेरै लोकप्रिय प्राकृतिक घटनाहरू र तिनीहरूको संक्षिप्त तर स्पष्ट भौतिक व्याख्याहरूको बारेमा छलफल गर्दछ।

१. आकाश किन नीलो छ?

आकाश मुख्यतया रेले स्क्याटरिङ भनिने घटनाको कारणले नीलो देखिन्छ। सूर्यको प्रकाश विभिन्न तरंगदैर्ध्य (रङ) मिलेर बनेको हुन्छ। जब त्यो प्रकाश पृथ्वीको वायुमण्डलमा प्रवेश गर्छ, यसले नाइट्रोजन र अक्सिजन जस्ता वायु अणुहरूसँग भेट गर्छ। यी साना अणुहरू रातो जस्तो लामो तरंगदैर्ध्य प्रकाश भन्दा नीलो र बैजनी जस्तो छोटो तरंगदैर्ध्य प्रकाश छरपस्ट गर्न बढी प्रभावकारी हुन्छन्।

यद्यपि बैजनी रंग पनि उल्लेखनीय रूपमा छरिएको हुन्छ, मानव आँखा नीलो रंगप्रति बढी संवेदनशील हुन्छ, र केही बैजनी प्रकाश पनि वायुमण्डलमा अवशोषित हुन्छ। त्यसकारण, विभिन्न दिशाहरूबाट, हामी बढी छरिएको नीलो प्रकाश प्राप्त गर्छौं, जसले गर्दा आकाश नीलो देखिन्छ। सूर्योदय वा सूर्यास्तमा, प्रकाश बाक्लो वायुमण्डलबाट गुज्रन्छ, त्यसैले बढी नीलो प्रकाश दृश्य क्षेत्रबाट बाहिर छरिएको हुन्छ, जसले गर्दा प्रमुख रातो-सुन्तला रंग छोडिन्छ।

२. इन्द्रेणी: आकाशमा रङहरूको स्पेक्ट्रम

सूर्यको प्रकाशले हावामा रहेका पानीका थोपाहरूसँग अन्तरक्रिया गर्दा इन्द्रेणी बन्छ, उदाहरणका लागि वर्षा पछि। यस घटनामा तीन मुख्य प्रक्रियाहरू समावेश छन्: अपवर्तन, आन्तरिक परावर्तन, र फैलावट।

जब प्रकाश पानीको थोपा भित्र प्रवेश गर्छ, यो अपवर्तित हुन्छ, त्यसपछि थोपा भित्र परावर्तित हुन्छ, र अन्तमा दोस्रो अपवर्तन मार्फत फेरि बाहिर निस्कन्छ। प्रत्येक रंगको अलि फरक अपवर्तन सूचकांक भएकोले, सेतो प्रकाश रंगहरूको स्पेक्ट्रममा विभाजित हुन्छ। परिणामस्वरूप परिचित क्रममा रङ चाप हुन्छ: रातो, सुन्तला, पहेंलो, हरियो, नीलो, नील र बैजनी। इन्द्रेणीको स्थिति सूर्य, अवलोकनकर्ता र पानीको थोपा बीचको कोणमा निर्भर गर्दछ। त्यसैले इन्द्रेणीहरू सामान्यतया तब देखिन्छन् जब सूर्य अवलोकनकर्ताको पछाडि हुन्छ र वर्षाका थोपाहरू अगाडि हुन्छन्।

३. बिजुली र गर्जन: बिजुली र ध्वनि तरंगहरू

चट्याङ वायुमण्डलमा हुने एक विशाल विद्युतीय डिस्चार्ज हो। आँधीबेहरी बादल भित्र, बरफका कणहरू, पानीका थोपाहरू र हावाका धाराहरू ठोक्किन्छन्, जसले गर्दा चार्जहरूको विभाजन हुन्छ: केही भागहरू बढी सकारात्मक हुन्छन् भने केही बढी नकारात्मक। जब विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता धेरै हुन्छ, हावा, जुन सामान्यतया इन्सुलेटर हो, "टुट्न" सक्छ र चालक बन्न सक्छ। यो तब हुन्छ जब हामीले सामान्यतया देख्ने बिजुली हुन्छ।

मेघ गर्जन भनेको बिजुली चम्कँदा उत्पन्न हुने ध्वनि हो। बिजुली चम्कँदा वरपरको हावा अत्यन्तै छिटो ततिन्छ, जसले गर्दा यो द्रुत गतिमा फैलिन्छ र झट्का तरंगहरू उत्पन्न हुन्छ। यी छालहरूलाई हामी मेघ गर्जनको रूपमा सुन्छौं। हामी प्रायः मेघ गर्जन सुन्नु अघि बिजुली देख्छौं किनभने प्रकाश ध्वनि भन्दा धेरै छिटो यात्रा गर्छ। फ्ल्यास र ध्वनि बीचको समय मापन गरेर, हामी आँधीबेहरीको दूरी अनुमान गर्न सक्छौं।

४. छालहरू र महासागरको ज्वारभाटा

समुन्द्रको सतहमा छालहरू सामान्यतया हावाले पानीमा ऊर्जा स्थानान्तरण गरेर बन्छन्। हावा जति बलियो हुन्छ, त्यति नै लामो समयसम्म चल्छ र प्रभावको क्षेत्र जति फराकिलो हुन्छ, छालहरू सामान्यतया त्यति नै ठूला हुन्छन्। भौतिक दृष्टिकोणबाट, छालहरू यान्त्रिक तरंगको उदाहरण हुन्: ऊर्जा माध्यम (पानी) मार्फत फैलिन्छ, जबकि पानीका कणहरू केवल माथि र तल सर्छन् वा थोरै घुम्छन्, प्रायः कल्पना गरिए जति टाढा यात्रा गर्दैनन्।

छालहरू किनारमा पुग्दा, पानीको गहिराइ घट्छ, जसले गर्दा छालको तल्लो भाग समुद्री सतहले "घिसक्छ"। फलस्वरूप, छाल सुस्त हुन्छ, यसको तरंगदैर्ध्य घट्छ, र यसको शिखर अन्ततः टुट्दासम्म माथि उठ्छ। यो घटनाले किन अपतटीय छालहरू भित्री छालहरू भन्दा फरक व्यवहार गर्छन् भनेर बताउँछ।

५. ज्वारभाटा: चन्द्रमा र सूर्यको गुरुत्वाकर्षण तान

ज्वारभाटा भनेको आवधिक घटना हो जुन मुख्यतया चन्द्रमाको गुरुत्वाकर्षण तानबाट प्रभावित हुन्छ, त्यसपछि सूर्यको तान। चन्द्रमाले पृथ्वीको चन्द्रमातिर फर्केको छेउमा रहेको पानीको पिण्डलाई तान्छ, जसले गर्दा समुद्रको पानीको "उत्थान" हुन्छ। रोचक कुरा के छ भने, गुरुत्वाकर्षणको संयोजन र पृथ्वी-चन्द्र प्रणालीको जडत्वीय प्रभावका कारण विपरीत तर्फ पनि उत्थान हुन्छ। पृथ्वी घुम्ने भएकाले, केही तटीय क्षेत्रहरूमा आवधिक रूपमा उच्च ज्वारभाटा र कम ज्वारभाटाहरू हुन्छन्।

सूर्यले पनि भूमिका खेल्छ। जब चन्द्रमा र सूर्य एकै ठाउँमा हुन्छन् (नयाँ वा पूर्णिमाको समयमा), ज्वारभाटा बढी र कम ज्वारभाटा कम हुन सक्छ - जसलाई वसन्त ज्वारभाटा भनिन्छ। जब दुईले ९०-डिग्रीको कोण (पहिलो/तेस्रो त्रैमासिक) बनाउँछन्, तब मध्यम खालको ज्वारभाटा हुन्छ।

६. अरोरा: ध्रुवीय आकाशमा प्रकाशको पर्दा

अरोराहरू सुन्दर प्रकाशहरू हुन् जुन प्रायः ध्रुवीय क्षेत्रहरूमा देखा पर्छन्, जसलाई अरोरा बोरेलिस (उत्तरी) र अरोरा अस्ट्रेलिस (दक्षिणी) भनिन्छ। यो घटना तब हुन्छ जब सूर्य (सौर्य हावा) बाट चार्ज गरिएका कणहरू पृथ्वीमा पुग्छन् र पृथ्वीको चुम्बकीय क्षेत्रसँग अन्तरक्रिया गर्छन् । चुम्बकीय क्षेत्रले कणहरूलाई ध्रुवीय क्षेत्रहरू तर्फ निर्देशित गर्दछ, जहाँ चुम्बकीय बल रेखाहरू वायुमण्डलमा "प्रवेश" गर्छन्।

जब यी कणहरू वायुमण्डलमा परमाणु र अणुहरूसँग ठोक्किन्छन्, तिनीहरूले ऊर्जा स्थानान्तरण गर्छन्। उत्तेजित परमाणु वा अणुहरूले त्यसपछि यो ऊर्जा प्रकाशको रूपमा छोड्छन्। अरोराको रंग ग्यासको प्रकार र उचाइमा निर्भर गर्दछ: अक्सिजनले हरियो वा रातो उत्पादन गर्न सक्छ, जबकि नाइट्रोजनले प्रायः नीलो वा बैजनी उत्पादन गर्दछ।

७. वस्तुहरू किन खस्छन्?

रूखबाट स्याउ खस्ने जस्ता साधारण घटनाहरूलाई गुरुत्वाकर्षण बलले व्याख्या गर्दछ। न्यूटनका अनुसार, सबै पिण्डहरूले एकअर्कालाई आकर्षित गर्छन्। पृथ्वी, यसको विशाल पिण्डको कारणले, नजिकका वस्तुहरूलाई आकर्षित गर्दछ, जसले गर्दा तिनीहरू पृथ्वीको केन्द्रतिर सर्छन्। पृथ्वीको सतहमा गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग औसतमा लगभग ९.८ मीटर/सेकेन्ड छ, यद्यपि यो स्थानको आधारमा थोरै फरक हुन सक्छ।

ठूलो स्तरमा, गुरुत्वाकर्षणले ग्रहहरूले सूर्यको परिक्रमा किन गर्छन्, चन्द्रमाले पृथ्वीको परिक्रमा किन गर्छन्, र आकाशगंगाहरू किन बन्छन् भनेर व्याख्या गर्दछ। अझ आधुनिक स्तरमा, आइन्स्टाइनले गुरुत्वाकर्षणलाई अन्तरिक्ष-समयको वक्रताको रूपमा व्याख्या गरे, तर धेरै दैनिक परिस्थितिहरूको लागि, न्यूटनको दृष्टिकोण पर्याप्त छ।

८. वर्षा र बादल: चरण परिवर्तन र थर्मोडायनामिक्स

बादलहरू संघननको प्रक्रिया मार्फत बन्छन्। पृथ्वीको सतहमा रहेको पानी वाष्पीकरण हुन्छ, तातो हावासँगै माथि उठ्छ, र त्यसपछि उच्च उचाइमा चिसो हुन्छ। चिसो हावाले तातो हावा जत्तिकै पानीको वाष्प समात्न सक्दैन, त्यसैले यो स-साना पानीका थोपाहरू वा बरफको क्रिस्टलमा सघन हुन्छ। यी थोपाहरूको संग्रह बादलको रूपमा देखा पर्ने कुराहरू हुन्।

बादलमा पानीका थोपाहरू टक्कर र एकताका कारण बढ्दा वा बरफबाट पानीमा परिवर्तन हुँदा, तिनीहरू खस्न र हावा प्रतिरोधलाई पार गर्न पर्याप्त भारी नभएसम्म वर्षा हुन्छ। यो प्रक्रिया वायुमण्डलीय गतिशीलता, तापक्रम, दबाब र आर्द्रताबाट प्रभावित हुन्छ - जुन सबै भौतिकशास्त्रको दायरा भित्र पर्छन्, विशेष गरी थर्मोडायनामिक्स र तरल पदार्थ यान्त्रिकी।

बन्द

अचम्म लाग्ने प्राकृतिक घटनाहरूलाई भौतिकशास्त्र मार्फत प्रायः तर्कसंगत रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ। प्रकाशको छरपस्टीकरणले आकाशलाई नीलो बनाउँछ, प्रकाश र पानीका थोपाहरूको अन्तरक्रियाले इन्द्रेणी सिर्जना गर्छ, बादलहरूमा विद्युतीय चार्जले बिजुली चम्काउँछ, गुरुत्वाकर्षणले ज्वारभाटा सिर्जना गर्छ र वस्तुहरू खस्छ, जबकि सौर्य हावा र चुम्बकीय क्षेत्रहरूको अन्तरक्रियाले अरोरा सिर्जना गर्छ। यी सबै पछाडिको भौतिकशास्त्र बुझ्दा हामीलाई प्रकृतिलाई केवल भूदृश्यको रूपमा मात्र होइन, तर निश्चित नियमहरू अनुसार निरन्तर सञ्चालन भइरहेको विशाल "प्रयोगशाला" को रूपमा हेर्न अनुमति दिन्छ। यसरी, भौतिकशास्त्र कक्षाकोठामा केवल एक सिद्धान्त होइन, तर संसारको गहिरो बुझाइको झ्याल हो।