«Nechun quyosh bir qizarib oladir» yoxud fan sirlari

Tong otib quyosh chiqqach, yer atmosferasi kun davomida turli rangda tovlanadi. Osmon, suv havzalari ko‘m-ko‘k, quyosh chiqishida va botishida qizil-zarg‘aldoq, tushlikka kelganda sarg‘ish-oq rangda, tog‘ cho‘qqilari havo rangga bo‘yalib turadi. Ayniqsa, bahor chog‘lari havo ochiq bo‘lganda, toqqa chiqib yuqorilagan sari osmonning ko‘k rangi yanada tiniqlashadi. Bu holat qanday sodir bo‘lishi ko‘pchilikni qiziqtiradi. Shuning uchun bu haqda fizika nuqtai nazaridan fikrlashsak.

Avvalo, quyidagilarga e’tibor qarataylik: taniqli shoir F.Tyutchev bu holatlarni kuzatib, tabiat manzaralarini olimlarga xos aniqlik bilan tasvirlagan:

Nechun quyosh bir qizarib oladir,

Tongda – yerga tushganida kezishi?!

Uni balki bu ko‘ylarga soladir,

Tunda qilgan ba’zi gunohli ishi.

Xo‘sh, osmonni, quyoshni «bu ko‘ylarga soladir»gan narsa nima ekan? Bu savolga atoqli nemis shoiri Iogann Gyote quyidagicha javob beradi: «Nyutongacha hamma narsa aniq, ravshan edi: osmon quyosh chiqib kelgandan so‘ng oq nurlar bilan qorishib ketib, ko‘k moviy tusga kiradi. Nyutonning oq nur yetti xil rang aralashmasidan iborat, degan nazariyasi «tirqish, prizma, linza kabi qiynoq asboblari ta’sirida adoyi tamom bo‘lgan» oq yorug‘likning ahvoli haqidagi kulguli afsonadir. Qanday qilib eng shaffof, eng toza oq rangli yorug‘lik yetti xil rangdagi nurlar yig‘indisidan iborat bo‘lishi mumkin. Aslo mumkin emas! Nyutonga qo‘shilib ko‘k rangli nur o‘zi mustaqil desak, unda osmonning ko‘kligini tushuntirish uchun atmosfera havosining o‘zi ko‘k rangda deyishga to‘g‘ri keladi. U holda botishda quyoshning qizilligini va tog‘ cho‘qqisining qizg‘ish rangini tushuntirib bo‘lmaydi-ku».

Shoirning Nyutondek buyuk olimga qarshi chiqishida asos bor edi. Nyutonning nazariyasi osmon ko‘kligi va quyoshning qizil rangini tushuntirib bera olmadi. Peterburg Fanlar akademiyasi akademigi, asli shveysariyalik bo‘lgan matematik va fizik olim L.Eyler 1760 yilda shunday yozgan: «Havo mayda zarrachalardan tashkil topgan bo‘lib, ular ko‘kish rangda, quyoshning sariq rangdagi nurlarini yutib, ko‘k rangdagi nurlarini qaytaradi, natijada osmon ko‘k rangda ko‘rinadi».

Chuqurroq mulohaza yuritsak, bu aytilganlardan ko‘pgina savollarimizga javob topganday bo‘lamiz. Ammo bu hali hammasi emas. Aniq va to‘liq javob topish uchun olimlar yana yuz yil izlandilar. 1871 yilga kelib ingliz olimi Reley yorug‘likning sochilishi haqida o‘z qonunini e’lon qildi: «Osmon gumbazining hamma tarafga nur taratib ko‘k-moviy tusda toblanib turishining sababi quyosh yorug‘ligining yutilishi va qaytishida emas, balki sochilishidadir, ya’ni quyosh yorug‘ligi yerning havo qatlamida ham, suvda ham sochiladi. Yorug‘likning sochilish intensivligi sochilayotgan yorug‘lik to‘lqin uzunligining to‘rtinchi darajasiga teskari mutanosiblikda bo‘ladi.

Bu qonunni tushunish uchun kamalakning rangdorligini, quyosh yorug‘ligi yetti xil nurdan iborat ekanligini Nyuton tajribada tasdiqlaganini eslaylik. Yorug‘lik o‘zi to‘lqin bo‘lib, har bir rangdor nurga ma’lum bir to‘lqin uzunligi to‘g‘ri keladi. Bu nurlar orasida eng qisqa to‘lqin uzunlikdagi nur binafsha nur bo‘lib, uzunligi 400-450 NM (1NM-nanometr – metrning milliarddan bir bo‘lagi). Eng uzun to‘lqin uzunlikdagi nur qizil nur bo‘lib, uning uzunligi 620-760 NMga teng. Binafsha va qizil nurlar orasida ko‘k (450-500 NM), havorang (500-530 NM), yashil (530-570 NM), sariq (570-590 NM), to‘q sariq yoki och qizil (590-620 NM) rangli nurlar joylashgan. Teskari mutanosiblikka kelsak, nurning to‘lqin uzunligi oshgan sari sochilish quvvati keskin kamayadi. Masalan, binafsha va qizil nurlarni solishtirsak, qizil nur 13 marta kuchsiz sochiladi. Ana shu solishtirish quyoshning gorizontda turganida, ya’ni chiqayotgan va botayotgan paytda qizil rangda bo‘lishini ifodalaydi. Bu paytda quyosh nurlari yer atmosferasining qalin qatlamidan o‘tib, qisqa to‘lqindagi nurlar ko‘proq sochilgani bois susayadi, qizil nur kam sochilganidan o‘z quvvatini ko‘proq saqlaydi. Quyosh qizil-zarg‘aldoq rangda ko‘rinadi. Quyosh zenitda turganida, ya’ni tushlikka kelganida yorug‘lik atmosferaning yupqa qatlamini bosib o‘tadi va oq nur ko‘p o‘zgarmay quyosh oq sarg‘ish rangda ko‘rinadi.

Ba’zan quyosh botib ketgandan so‘ng ham qibladagi bulutlar qip-qizil rangda ko‘rinib turadi. Keksalar «Ertaga havo ochiq bo‘ladi» deydilar. Buning sababi shuki, gorizontdan pastda quyoshning qizil nurlari yo‘lini to‘sadigan qorli-yomg‘irli qora bulut bo‘lmaydi, ertasiga haqiqatan ham havo ochiq bo‘ladi.

Osmonning ko‘k-moviy tusda bo‘lishi ko‘k va havo rangli nurlarning to‘lqin uzunligi qisqaligi tufayli boshqa rangli nurlardan kuchli sochilishi bilan bog‘liq. Bu birinchi sabab. Ikkinchidan, ko‘k havo rang nurlar oq yorug‘lik tarkibida quvvati va ko‘rinuvchanlik darajasi jihatidan boshqa rangli nurlardan kuchli. To‘lqin uzunligining qisqaligini hisobga olsak, binafsha nur hamma nurlardan kuchli sochilsa ham quvvati jihatidan oq yorug‘lik tarkibida boshqa rangli nurlardan ancha ortda turadi. Osmonning rangida hamma rangli nurlarning hissasi bor, ammo asosiy yoqimtoy lojuvard rangni ko‘k va havo rang nurlar belgilaydi.

Suv aslida rangsiz, ammo suv havzalari ko‘k rangda ko‘rinadi. Bu rang ham asosan suvda yorug‘likning sochilishi bilan bog‘liq bo‘lsa, osmon gumbazining aksi sifatida namoyon bo‘ladi, ya’ni toza suvda ko‘k moviy osmonning aksini ko‘ramiz.

E’tibor berganmisiz: dengiz va okeanlar qirg‘oqlarida yo‘l boshlovchi minoralar, teleminoralar tepasiga, shuningdek,  avtomobil va samolyotlarga, aeroportlarga qizil chiroqlar o‘rnatiladi. Ogohlantiruvchi sifatida esa sariq chiroqlar qo‘llaniladi. Negaki, har qanday ob-havo sharoitida ham sariq va qizil nurlar uzoq-uzoqlarga tarqaladi va insonlarni xavf-xatardan ogohlantirib turadi.

Boboqul JO‘RAYeV,

fizika-matematika fanlari nomzodi, dotsent.