Maharashtra · Class 7 · 🔬 Science · Chapter 17
छाया आणि ग्रहणे
छाया निर्मितीबिंदुस्रोतविस्तारित स्रोतप्रच्छायाउपच्छायासूर्यग्रहण
या धड्यात विद्यार्थी छाया कशी निर्माण होते, बिंदुस्रोत आणि विस्तारित स्रोतामुळे मिळणाऱ्या छायांचे प्रकार (प्रच्छाया आणि उपच्छाया) शिकतात. तसेच, सूर्यग्रहण आणि चंद्रग्रहण म्हणजे काय, ती कधी आणि कशी होतात, त्यांचे प्रकार (खग्रास, खंडग्रास) आणि ग्रहणांशी संबंधित अंधश्रद्धा व शून्यछाया दिन याबद्दल माहिती दिली आहे. हा धडा विद्यार्थ्यांना खगोलशास्त्रीय घटनांची वैज्ञानिक कारणे समजून घेण्यास मदत करतो.
छाया निर्मितीची मूलभूत तत्त्वे
छाया म्हणजे प्रकाशकिरण एखाद्या अपारदर्शक वस्तूला अडवल्यामुळे निर्माण होणारा अप्रकाशित भाग.
- प्रकाश स्रोत (Light Source): ज्यातून प्रकाश बाहेर पडतो.
- बिंदुस्रोत (Point Source):
- अतिशय लहान आकाराचा प्रकाश स्रोत, जसे की बारीक छिद्रातून येणारा प्रकाश.
- यामुळे फक्त गडद छाया (प्रच्छाया) निर्माण होते.
- उदा. मेणबत्तीच्या ज्योतीसमोर बारीक छिद्र असलेला पुठ्ठा धरल्यास.
- विस्तारित स्रोत (Extended Source):
- मोठ्या आकाराचा प्रकाश स्रोत, जसे की उघडी मेणबत्ती किंवा विजेरी.
- यामुळे गडद छाया (प्रच्छाया) आणि फिकट छाया (उपच्छाया) असे दोन भाग दिसतात.
- उदा. थेट विजेरीचा प्रकाश.
- अपारदर्शक वस्तू (Opaque Object): ज्यातून प्रकाश आरपार जात नाही.
- पडदा (Screen): ज्यावर छाया पडते.
छाया निर्मितीसाठी आवश्यक अटी:
- प्रकाश स्रोत.
- अपारदर्शक वस्तू.
- पडदा.
- प्रकाश स्रोत, अपारदर्शक वस्तू आणि पडदा एका सरळ रेषेत असावेत (किंवा जवळजवळ).
छायाची वैशिष्ट्ये:
- छाया नेहमी अपारदर्शक वस्तूच्या विरुद्ध दिशेने तयार होते.
- छायाचा आकार वस्तूच्या आकारमानावर आणि प्रकाश स्रोतापासूनच्या अंतरावर अवलंबून असतो.
- छायाचा रंग नेहमी काळा असतो, कारण तो प्रकाशाच्या अनुपस्थितीमुळे निर्माण होतो.
- प्रकाश स्रोतापासून वस्तू दूर गेल्यास छाया लहान होते, तर जवळ आल्यास मोठी होते.
- पडदा वस्तूपासून दूर गेल्यास छाया मोठी होते, तर जवळ आल्यास लहान होते.
महत्त्वाची नोंद
शून्यछाया दिन (Zero Shadow Day): ज्या दिवशी सूर्य बरोबर माथ्यावर येतो, त्या दिवशी दुपारच्या वेळी सावली नाहीशी होते. ही घटना कर्कवृत्त (23.5° उत्तर) व मकरवृत्त (23.5° दक्षिण) यांच्या दरम्यानच्या प्रदेशात घडते. हा दिवस दरवर्षी वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळ्या दिवशी येतो.
बिंदुस्रोतामुळे मिळणारी छाया
- जेव्हा प्रकाश स्रोत अतिशय लहान असतो (बिंदुस्रोत), तेव्हा अपारदर्शक वस्तूची फक्त एकच, गडद छाया पडद्यावर दिसते.
- या गडद छायेला प्रच्छाया (Umbra) असे म्हणतात.
- बिंदुस्रोतामुळे उपच्छाया (Penumbra) मिळत नाही. कारण प्रकाशाचे किरण वस्तूच्या कडांना स्पर्श करून सरळ रेषेत जातात आणि पडद्यावर फक्त पूर्णपणे अप्रकाशित भाग तयार करतात.
- उदाहरण: एका बारीक छिद्रातून येणारा प्रकाश आणि त्यासमोर ठेवलेला चेंडू. चेंडूची पडद्यावर फक्त गडद, स्पष्ट कडा असलेली छाया दिसेल.
व्याख्या
प्रच्छाया (Umbra): छायेचा सर्वात गडद भाग, जिथे प्रकाश स्रोताकडून एकही प्रकाशकिरण पोहोचत नाही.
विस्तारित स्रोतामुळे मिळणारी छाया
- जेव्हा प्रकाश स्रोत मोठा असतो (विस्तारित स्रोत), तेव्हा अपारदर्शक वस्तूची पडद्यावर दोन प्रकारची छाया दिसते:
- प्रच्छाया (Umbra): छायेचा मध्यभागी असलेला गडद भाग.
- उपच्छाया (Penumbra): प्रच्छायेच्या सभोवतालचा फिकट भाग.
- उपच्छाया कशी निर्माण होते?
- विस्तारित स्रोतामुळे, वस्तूच्या काही भागावर प्रकाश स्रोताचा काही भाग पोहोचतो, तर काही भाग अडवला जातो.
- जिथे प्रकाश स्रोताचा काही भाग पोहोचतो आणि काही भाग अडवला जातो, तिथे फिकट छाया (उपच्छाया) तयार होते.
- जिथे प्रकाश स्रोताचा एकही किरण पोहोचत नाही, तिथे गडद छाया (प्रच्छाया) तयार होते.
- वस्तूचा आकार आणि छायेवर परिणाम:
- विस्तारित स्रोतापेक्षा वस्तू मोठी असल्यास:
- पडदा वस्तूपासून दूर सरकवल्यास, प्रच्छाया आणि उपच्छाया दोन्ही मोठ्या होत जातात.
- विस्तारित स्रोतापेक्षा वस्तू लहान असल्यास:
- पडदा वस्तूपासून दूर सरकवल्यास, प्रच्छाया लहान होत जाते आणि एका विशिष्ट अंतरावर ती नाहीशी होते.
- उपच्छाया मात्र वाढत जाते.
- दैनंदिन जीवनातील उदाहरणे:
- रात्री गाडीच्या दिव्यांमुळे दिसणाऱ्या वस्तूंच्या छायेमध्ये प्रच्छाया आणि उपच्छाया दोन्ही दिसतात.
- सूर्यग्रहण आणि चंद्रग्रहणात प्रच्छाया आणि उपच्छाया या संकल्पना महत्त्वाच्या आहेत.
व्याख्या
उपच्छाया (Penumbra): छायेचा फिकट भाग, जिथे प्रकाश स्रोताचा काही भाग पोहोचतो, परंतु पूर्णपणे नाही.
ग्रहण (Eclipse)
- ग्रहण म्हणजे काय?
- सूर्य, चंद्र आणि पृथ्वी जेव्हा एका सरळ रेषेत येतात, तेव्हा ग्रहण लागले असे म्हणतात.
- पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते आणि चंद्र पृथ्वीभोवती फिरतो. यांच्या भ्रमणकक्षा वेगवेगळ्या आहेत.
सूर्यग्रहण (Solar Eclipse)
- कधी घडते? जेव्हा सूर्य आणि पृथ्वी यांच्या दरम्यान चंद्र येतो.
- परिणाम: चंद्राची सावली पृथ्वीवर पडते आणि पृथ्वीवरील काही भागातून सूर्य दिसत नाही.
- कधी दिसते? फक्त अमावास्येला.
- प्रकार:
- खग्रास सूर्यग्रहण (Total Solar Eclipse): जेव्हा चंद्रामुळे सूर्यबिंब पूर्णपणे झाकले जाते. या वेळी चंद्राची प्रच्छाया पृथ्वीवर पडते.
- खंडग्रास सूर्यग्रहण (Partial Solar Eclipse): जेव्हा चंद्रामुळे सूर्यबिंब पूर्णपणे झाकले जात नाही. या वेळी चंद्राची उपच्छाया पृथ्वीवर पडते.
- कंकणाकृती सूर्यग्रहण (Annular Solar Eclipse): जेव्हा चंद्र सूर्याला पूर्णपणे झाकत नाही, तर सूर्याची कडे (कंकण) दिसते. हे चंद्र पृथ्वीपासून दूर असल्यामुळे घडते.
- महत्त्वाचे:
- सूर्यग्रहणाच्या वेळी हानिकारक अतिनील किरणे पृथ्वीवर पोहोचतात.
- सूर्यग्रहण उघड्या डोळ्यांनी पाहू नये. पाहण्यासाठी विशिष्ट प्रकारचे काळे चष्मे वापरावे लागतात.
चंद्रग्रहण (Lunar Eclipse)
- कधी घडते? जेव्हा सूर्य आणि चंद्र यांच्या दरम्यान पृथ्वी येते.
- परिणाम: पृथ्वीची सावली चंद्रावर पडते आणि चंद्राचा काही भाग झाकला जातो.
- कधी दिसते? फक्त पौर्णिमेला.
- प्रकार:
- खग्रास चंद्रग्रहण (Total Lunar Eclipse): जेव्हा पूर्ण चंद्र पृथ्वीच्या सावलीत येतो (पृथ्वीच्या प्रच्छायेत). चंद्र पूर्णपणे लालसर दिसू शकतो.
- खंडग्रास चंद्रग्रहण (Partial Lunar Eclipse): जेव्हा चंद्राच्या काही भागावर पृथ्वीची सावली पडते (पृथ्वीच्या उपच्छायेत).
- महत्त्वाचे:
- चंद्रग्रहण उघड्या डोळ्यांनी पाहता येते.
- चंद्रग्रहण काही तास दिसू शकते.
पिधान (Occultation)
- संकल्पना: जेव्हा पृथ्वीवरून पाहता चंद्राच्या मागे एखादा ग्रह किंवा तारा जातो, तेव्हा त्या स्थितीला पिधान असे म्हणतात.
- ही सूर्य, चंद्र किंवा अन्य ताऱ्यांच्या बाबतीत घडणारी एक सामान्य घटना आहे.
- उदाहरण: नोव्हेंबर 2016 मध्ये चंद्राच्या मागे रोहिणी तारा लपला होता.
टीप
सूर्यग्रहण आणि चंद्रग्रहण यातील मुख्य फरक लक्षात ठेवा:
- सूर्यग्रहण: सूर्य-चंद्र-पृथ्वी (अमावस्या, डोळ्यांना हानिकारक)
- चंद्रग्रहण: सूर्य-पृथ्वी-चंद्र (पौर्णिमा, डोळ्यांना सुरक्षित)
गैरसमज
अनेकदा विद्यार्थी सूर्यग्रहणात पृथ्वीची सावली चंद्रावर पडते असे लिहितात, जे चुकीचे आहे. सूर्यग्रहणात चंद्राची सावली पृथ्वीवर पडते.
ग्रहणांविषयीच्या अंधश्रद्धा
- ग्रहण ही एक नैसर्गिक खगोलशास्त्रीय घटना आहे.
- समाजात ग्रहणांबाबत अनेक अंधश्रद्धा रूढ आहेत, जसे की:
- ग्रहणाच्या वेळी जेवण करू नये.
- गर्भवती महिलांनी बाहेर पडू नये.
- ग्रहणाच्या वेळी शुभ कार्य करू नये.
- या अंधश्रद्धा वैज्ञानिक दृष्टिकोनातून पूर्णपणे निराधार आहेत.
- महत्त्व: सर्वांनी या अंधश्रद्धा दूर करण्यासाठी प्रयत्न करणे गरजेचे आहे आणि वैज्ञानिक दृष्टिकोन समाजात रुजवायला हवा.
- सूर्यग्रहणाचे वैज्ञानिक महत्त्व: खगोलशास्त्रज्ञांना सूर्याच्या बाहेरील वातावरणाचा (कोरोना) अभ्यास करण्याची संधी मिळते, जे सामान्यतः सूर्याच्या तीव्र प्रकाशामुळे दिसत नाही.
लक्षात ठेवा
ग्रहण ही नैसर्गिक घटना आहे, ती कोणत्याही वाईट गोष्टीचे सूचक नाही. वैज्ञानिक माहितीच्या आधारे अंधश्रद्धा दूर करा.
