వెన్నెల ఎందుకు చల్లగా ఉంటుంది?

               సూర్య కిరణాలు ఎందుకు వేడిగా ఉంటాయి? సూర్య కిరణాలు కూడా వెన్నెలలాగా చల్లగా ఎందుకుండవు?

- ఎస్‌. జయనాగలక్ష్మి శ్రీవిద్య
     కాంతి ఓ శక్తి రూపం. మన భూమిని చేరే సౌరకాంతి తనంత తానుగా వేడిగా ఉండదు. ఉష్ణశక్తి అనేది మరో శక్తి రూపం. ఇది పదార్థాలలోనే ఉంటుంది. పదార్థాలనే గూళ్లు లేకుండా ఉష్ణశక్తి అనే పక్షులు ఉండవు. కానీ కాంతిశక్తి అలాకాదు. పదార్థాలు లేకున్నా అది మనగలదు. కాంతిని విద్యుదయస్కాంత శక్తి (electromagnetic energy) అంటారు. కాంతిని ఓ పాత్రలోనో, సంచిలోనో, ఏదైనా పదార్థంలోనో స్థిరంగా ఉండేలా దాచుకోలేము. కాంతి నిలకడగా ఉండదు. ఇది ప్రవహించే శక్తి రూపం. కాంతిశక్తిని కాంతి తరంగాల పౌన్ణపున్యం (frequency) ద్వారాగానీ కాంతి తరంగాల తరంగ తీవ్రత (wave intensity) ద్వారాగానీ చెప్పగలం. కాంతికి కణ (particulate) స్వభావం, తరంగ (wave) స్వభావం రెండూ ఏకకాలంలో ఉంటాయి. అందుకే కాంతికి కణ తరంగ ద్వంద్వ స్వభావం (wave-particle duality) ఉంటుందని అంటాము. కాంతి శక్తిని కాంతి కణాల (photons) సంఖ్య ద్వారా చెప్పడం రివాజు. ఉష్ణశక్తిని పదార్థాల్లో నిలువ ఉంచగలం. ఒక పదార్థం బాగా వేడిగా ఉందంటే అర్థం అందులో ఎక్కువ ఉష్ణశక్తి ఉన్నట్లు, అధిక ఉష్ణోగ్రత (temperature) లో ఉన్నట్లు. అంతే బరువున్న అదే వస్తువు చల్లగా ఉందన్నా, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో ఉన్నా ఆ పదార్థంలో తక్కువ ఉష్ణశక్తి ఉన్నట్లు అర్థంచేసుకోవాలి. కాంతిశక్తి శూన్యంలోనూ, పదార్థాలలోనూ పదేపదే (లయబద్ధంగా పెరుగుతూ, తరుగుతూ మారే విద్యుత్‌ క్షేత్రం) అయస్కాంతక్షేత్రాల రూపంలో పయనిస్తుంది. అయితే ఉష్ణశక్తి ఏ రూపంలో ఉంటుంది? పదార్థాలలో ఉండే అణువుల లేదా పరమాణువుల చలనమే ఉష్ణశక్తి. అంటే మరోమాటలో చెప్పాలంటే పదార్థాలకు అంతరంగిక నిర్మాణాన్ని (internal structure) కలిగించే పాదార్థిక రూపాల (material constituents) యిన పరమాణువుల, అణువుల యాంత్రిక చలనాల (mechanical motions) లో దాగున్న యాంత్రిక శక్తినే ఉష్ణం అంటారు. కాంతి శక్తిని ఉష్ణశక్తిగా మార్చగలం. కాంతి పదార్థాల మీద పడ్డపుడు ఆ కాంతి శక్తిని గ్రహించి, పదార్థాల ఆంతరంగిక నిర్మాణ దోహదకారులైన అణువుల్లోనూ, పరమాణువుల్లోనూ కదలికలు పెరుగుతాయి. ఒక్కో అణువు ఎన్నో రకాలైన యాంత్రికతలను ప్రదర్శిస్తుంది. ద్రవ వాయువుల్లో అయితే ఈ చలనాలు అటూ యిటూ కదలడం ద్వారా, తిరగడం ద్వారా, డోలనాల ద్వారా ఉంటాయి. ఘనపదార్థాల్లో డోలనాల ద్వారా ఉంటాయి. ఉష్ణశక్తి గురించి, కాంతి శక్తి గురించి ఈ మేరకైనా ప్రాథమిక అవగాహన ఏర్పడితే మీ ప్రశ్నకు జవాబును సులభంగా అర్థంచేసుకోవచ్చును. సూర్యకాంతి చాలా తీవ్రంగా ఉంటుంది. అంటే అరచేయిని అడ్డుపెట్టి సూర్యకాంతి మొత్తాన్ని ఆపలేముగానీ అరచేయి మందానికి ఆపగలిగినట్లే. ఏదైనా నిశ్చితమైన వైశాల్యం (given area) గుండా శూన్యంలో దూరే పగటిపూట సౌరకాంతినీ, అంతే వైశాల్యం గుండా వెళ్లే వెన్నెల కాంతినీ పోలిస్తే సౌరకాంతి విలువ కొన్ని వేల రెట్లు ఎక్కువ ఉంటుంది. అలాంటి సౌరకాంతి భూ వాతావరణంలో ప్రవేశించాక గాలిలోని అణువుల యాంత్రికతను, మన శరీరంలో ఉన్న చర్మపు కణాల్లో ఉండే అణువుల యాంత్రికతను, నేల మీదున్న ప్రతి పదార్థపు అణువుల, పరమాణువుల యాంత్రికతను పెంచుతుంది. తద్వారా ఆయా పదార్థాలు వేడెక్కుతాయి. కాంతిలో ఎంతమేరకు తరంగ తీవ్రత ఉంటుందో, ఎంత ఎక్కువగా కాంతి కణాలు ఉంటాయో అంతమేరకు పదార్థాలలో వేడి జనిస్తుంది. సౌరకాంతిలో ఉన్న కాంతి కణాలు పలు పౌనఃపున్యాల్లో ఉండడమే కాకుండా చాలా తీవ్రమైన సంఖ్యలో ఉండడం వల్ల పెద్ద పదార్థాల్లో చాలా పరమాణువుల, అణువుల యాంత్రికత పెరుగుతుంది. అందుకే మనం సౌరకాంతిని వేసవికాలంలో భరించలేము. మన శరీర ఉష్ణోగ్రత బాగా పెరిగిపోయే పరిస్థితి ఏర్పడి, వడదెబ్బ (sun stroke) తగిలే ప్రమాదం ఉంది. కానీ సౌరకాంతి చంద్రుని మీద పడగా చాలాభాగాన్ని చంద్రోపరితలం గ్రహించాక కొంత భాగాన్ని మాత్రమే పరావర్తనం (reflection) చేయగా అది వెన్నెల రూపంలో మనల్ని చేరుతుంది. అది సౌరకాంతితో పోలిస్తే వేల రెట్లు తక్కువగా ఉండడం వల్ల వాతావరణంలోనూ, శరీరంలోనూ, పదార్థాలలోనూ ఉన్న అణువుల, పరమాణువుల యాంత్రికతల్లో గణనీయమైన పెంపుదలను సాధించలేదు. అందువల్లే వెన్నెల వేడిగా ఉండదు అంటాము. వెన్నెల చల్లగా ఉంటుందనడం అశాస్త్రీయం. కాంతి ఏదైనా అది వెచ్చగానే ఉంటుంది. కానీ సౌరకాంతి చాలా ఎక్కువ వెచ్చగా, చంద్రుని కాంతి చాలా చాలా తక్కువ వెచ్చగా ఉంటుంది.
-   ప్రొ|| ఎ. రామచంద్రయ్య

  సంపాదకులు, చెకుముకి,జన విజ్ఞాన వేదిక