«Нечун қуёш бир қизариб оладир» ёхуд фан сирлари

Тонг отиб қуёш чиққач, ер атмосфераси кун давомида турли рангда товланади. Осмон, сув ҳавзалари кўм-кўк, қуёш чиқишида ва ботишида қизил-зарғалдоқ, тушликка келганда сарғиш-оқ рангда, тоғ чўққилари ҳаво рангга бўялиб туради. Айниқса, баҳор чоғлари ҳаво очиқ бўлганда, тоққа чиқиб юқорилаган сари осмоннинг кўк ранги янада тиниқлашади. Бу ҳолат қандай содир бўлиши кўпчиликни қизиқтиради. Шунинг учун бу ҳақда физика нуқтаи назаридан фикрлашсак.

Аввало, қуйидагиларга эътибор қаратайлик: таниқли шоир Ф.Тютчев бу ҳолатларни кузатиб, табиат манзараларини олимларга хос аниқлик билан тасвирлаган:

Нечун қуёш бир қизариб оладир,

Тонгда – ерга тушганида кезиши?!

Уни балки бу кўйларга соладир,

Тунда қилган баъзи гуноҳли иши.

Хўш, осмонни, қуёшни «бу кўйларга соладир»ган нарса нима экан? Бу саволга атоқли немис шоири Иоганн Гёте қуйидагича жавоб беради: «Ньютонгача ҳамма нарса аниқ, равшан эди: осмон қуёш чиқиб келгандан сўнг оқ нурлар билан қоришиб кетиб, кўк мовий тусга киради. Ньютоннинг оқ нур етти хил ранг аралашмасидан иборат, деган назарияси «тирқиш, призма, линза каби қийноқ асбоблари таъсирида адойи тамом бўлган» оқ ёруғликнинг аҳволи ҳақидаги кулгули афсонадир. Қандай қилиб энг шаффоф, энг тоза оқ рангли ёруғлик етти хил рангдаги нурлар йиғиндисидан иборат бўлиши мумкин. Асло мумкин эмас! Ньютонга қўшилиб кўк рангли нур ўзи мустақил десак, унда осмоннинг кўклигини тушунтириш учун атмосфера ҳавосининг ўзи кўк рангда дейишга тўғри келади. У ҳолда ботишда қуёшнинг қизиллигини ва тоғ чўққисининг қизғиш рангини тушунтириб бўлмайди-ку».

Шоирнинг Ньютондек буюк олимга қарши чиқишида асос бор эди. Ньютоннинг назарияси осмон кўклиги ва қуёшнинг қизил рангини тушунтириб бера олмади. Петербург Фанлар академияси академиги, асли швейцариялик бўлган математик ва физик олим Л.Эйлер 1760 йилда шундай ёзган: «Ҳаво майда заррачалардан ташкил топган бўлиб, улар кўкиш рангда, қуёшнинг сариқ рангдаги нурларини ютиб, кўк рангдаги нурларини қайтаради, натижада осмон кўк рангда кўринади».

Чуқурроқ мулоҳаза юритсак, бу айтилганлардан кўпгина саволларимизга жавоб топгандай бўламиз. Аммо бу ҳали ҳаммаси эмас. Аниқ ва тўлиқ жавоб топиш учун олимлар яна юз йил изландилар. 1871 йилга келиб инглиз олими Рэлей ёруғликнинг сочилиши ҳақида ўз қонунини эълон қилди: «Осмон гумбазининг ҳамма тарафга нур таратиб кўк-мовий тусда тобланиб туришининг сабаби қуёш ёруғлигининг ютилиши ва қайтишида эмас, балки сочилишидадир, яъни қуёш ёруғлиги ернинг ҳаво қатламида ҳам, сувда ҳам сочилади. Ёруғликнинг сочилиш интенсивлиги сочилаётган ёруғлик тўлқин узунлигининг тўртинчи даражасига тескари мутаносибликда бўлади.

Бу қонунни тушуниш учун камалакнинг рангдорлигини, қуёш ёруғлиги етти хил нурдан иборат эканлигини Ньютон тажрибада тасдиқлаганини эслайлик. Ёруғлик ўзи тўлқин бўлиб, ҳар бир рангдор нурга маълум бир тўлқин узунлиги тўғри келади. Бу нурлар орасида энг қисқа тўлқин узунликдаги нур бинафша нур бўлиб, узунлиги 400-450 НМ (1НМ-нанометр – метрнинг миллиарддан бир бўлаги). Энг узун тўлқин узунликдаги нур қизил нур бўлиб, унинг узунлиги 620-760 НМга тенг. Бинафша ва қизил нурлар орасида кўк (450-500 НМ), ҳаворанг (500-530 НМ), яшил (530-570 НМ), сариқ (570-590 НМ), тўқ сариқ ёки оч қизил (590-620 НМ) рангли нурлар жойлашган. Тескари мутаносибликка келсак, нурнинг тўлқин узунлиги ошган сари сочилиш қуввати кескин камаяди. Масалан, бинафша ва қизил нурларни солиштирсак, қизил нур 13 марта кучсиз сочилади. Ана шу солиштириш қуёшнинг горизонтда турганида, яъни чиқаётган ва ботаётган пайтда қизил рангда бўлишини ифодалайди. Бу пайтда қуёш нурлари ер атмосферасининг қалин қатламидан ўтиб, қисқа тўлқиндаги нурлар кўпроқ сочилгани боис сусаяди, қизил нур кам сочилганидан ўз қувватини кўпроқ сақлайди. Қуёш қизил-зарғалдоқ рангда кўринади. Қуёш зенитда турганида, яъни тушликка келганида ёруғлик атмосферанинг юпқа қатламини босиб ўтади ва оқ нур кўп ўзгармай қуёш оқ сарғиш рангда кўринади.

Баъзан қуёш ботиб кетгандан сўнг ҳам қибладаги булутлар қип-қизил рангда кўриниб туради. Кексалар «Эртага ҳаво очиқ бўлади» дейдилар. Бунинг сабаби шуки, горизонтдан пастда қуёшнинг қизил нурлари йўлини тўсадиган қорли-ёмғирли қора булут бўлмайди, эртасига ҳақиқатан ҳам ҳаво очиқ бўлади.

Осмоннинг кўк-мовий тусда бўлиши кўк ва ҳаво рангли нурларнинг тўлқин узунлиги қисқалиги туфайли бошқа рангли нурлардан кучли сочилиши билан боғлиқ. Бу биринчи сабаб. Иккинчидан, кўк ҳаво ранг нурлар оқ ёруғлик таркибида қуввати ва кўринувчанлик даражаси жиҳатидан бошқа рангли нурлардан кучли. Тўлқин узунлигининг қисқалигини ҳисобга олсак, бинафша нур ҳамма нурлардан кучли сочилса ҳам қуввати жиҳатидан оқ ёруғлик таркибида бошқа рангли нурлардан анча ортда туради. Осмоннинг рангида ҳамма рангли нурларнинг ҳиссаси бор, аммо асосий ёқимтой ложувард рангни кўк ва ҳаво ранг нурлар белгилайди.

Сув аслида рангсиз, аммо сув ҳавзалари кўк рангда кўринади. Бу ранг ҳам асосан сувда ёруғликнинг сочилиши билан боғлиқ бўлса, осмон гумбазининг акси сифатида намоён бўлади, яъни тоза сувда кўк мовий осмоннинг аксини кўрамиз.

Эътибор берганмисиз: денгиз ва океанлар қирғоқларида йўл бошловчи миноралар, телеминоралар тепасига, шунингдек,  автомобиль ва самолётларга, аэропортларга қизил чироқлар ўрнатилади. Огоҳлантирувчи сифатида эса сариқ чироқлар қўлланилади. Негаки, ҳар қандай об-ҳаво шароитида ҳам сариқ ва қизил нурлар узоқ-узоқларга тарқалади ва инсонларни хавф-хатардан огоҳлантириб туради.

Бобоқул ЖЎРАЕВ,

физика-математика фанлари номзоди, доцент.