“મમ્મી, સોલર ઇક્લિપ્સ કેમ થાય? સમજાવને! સંતાનો શાળાએ જતાં થાય ત્યારથી લગભગ દસમું ધોરણ પસાર કરે ત્યાં સુધી વારંવાર આવા અનેક સવાલોનો મારો માતા-પિતા પર થતો હોય છે. શાળામાં શિક્ષકો પર નિશ્ચિત સમયમર્યાદામાં  અભ્યાસક્રમ પૂરો કરવાનું દબાણ હોય અને ઘરમાં માબાપ બીજા પ્રકારના તનાવોમાં જીવતાં હોય. જે ન સમજાય એ બાળક પૂછે તો ખરું જ! એનો સંતોષકારક જવાબ ન મળે એટલે ધીમે ધીમે એના પ્રશ્નો જ ઓછા થતા જાય, જે લાંબા ગાળે એનો વિકાસ અચૂક રુંધે.

સજાગ માતાપિતા કે શિક્ષક તરીકે તમે પણ આવી સ્થિતિ ટાળવા ઇચ્છતાં હશો, પણ જ્ઞાનવિજ્ઞાનનાં બધાં પાસાંની બારીક બાબતોની પૂરતી સમજણ દરેકને હોય એવું શક્ય જ નથી. તમે કોમર્સ ભણ્યા હો અને સાયન્સના સવાલો ઝીંકાય તો શું કરો? પણ, આવો કોઈ સવાલ આવે ત્યારે તમે ફરી ટીચર કે પપ્પા કે મમ્મી પર ખો આપવાને બદલે એમ કહો કે “મને પણ ખબર તો નથી, પણ ચાલો સમજવાની ટ્રાય કરીએ… તો એય પૂરતું છે! ઇન્ટરનેટ પર એવા અનેક રિસોર્સીઝ છે જેની મદદથી, તમે એટ લિસ્ટ, સંતાનની જિજ્ઞાસા સંતોષવા જેટલી અને ખાસ તો એને વધુ પ્રશ્ર્નો પૂછવા માટે પ્રોત્સાહિત કરવા જેટલી જાણકારી તો મેળવી જ શકો.

વિજ્ઞાનના પાયાના સિદ્ધાંતો પર આધારિત અને ઘરમાં કે શાળામાં હાથવગાં સાધનોની મદદથી કરી એવા વિવિધ પ્રયોગોની વાત કરતો આ વિભાગ એવાં દાદા-દાદી, માતા-પિતા કે શિક્ષકોને સમર્પિત છે, જે પોતે વિદ્યાર્થી બનવા તૈયાર છે!

આગળ શું વાંચશો?

• ચંદ્રનો આકાર દરરોજ રાત્રે બદલાતો કેમ હોય એવું લાગે છે?
• પાયાની સમજ
• મોડલ બનાવવા માટે શું શું જોઈશે?
• પ્રયોગની પધ્ધતિ
• આ પ્રયોગમાં તમે શું જોયું?
• માઉસનો આપો પાંખ

ચંદ્રનો આકાર દરરોજ રાત્રે બદલાતો હોય એવું કેમ લાગે છે?

આપણે સૌ જાણીએ છીએ કે ચંદ્ર પોતે ખરેખર બદલાતો નથી. પૃથ્વીની જેમ એ પણ સૂર્ય ફરતે ફરે છે એટલે ચંદ્ર પરથી પરાવર્તિત થતા સૂર્યના પ્રકાશનું પ્રમાણ દરરોજ બદલાય છે, એટલે દર પખવાડિયે આપણે અમાસથી પૂનમ સુધીનાં ચંદ્રનાં વિવિધ સ્વરૂપ જોઈએ છીએ. આ તો થિયરી થઈ. આ આખી વાત સાદી પણ સચોટ રીતે સમજવી હોય તો? ચાલો બનાવીએ પૃથ્વી ફરતે ફરતા ચંદ્રનું એક હાથવગું મોડલ!

પાયાની સમજ

પૃથ્વી પરથી આપણે ચંદ્રને દર ૨૯.૫ દિવસના ચક્રમાં તેના વિવિધ તબક્કામાં જોઈએ છીએ (વાસ્તવમાં ચંદ્રને પૃથ્વી ફરતે એક ચક્ર લગાવતાં ૨૭.૩ દિવસ લાગે છે). આકાશમાં ચંદ્રને એકમ કે બીજની આછીપાતળી રેખા જેવા આકારમાંથી પૂર્ણ પૂનમનું સ્વરૂપ લેતાં જોઈએ છીએ તે પૃથ્વી અને સૂર્યના સંદર્ભમાં ચંદ્રની બદલાતી સ્થિતિનું પરિણામ છે.

જ્યારે સૂર્ય, પછી પૃથ્વી અને ત્યાર પછી ચંદ્ર એ ક્રમમાં ત્રણેય એક રેખામાં આવે છે ત્યારે ચંદ્રગ્રહણ સર્જાય છે કેમ કે ત્યારે સૂર્યનાં કિરણો આડે પૃથ્વી આવે છે અને ચંદ્ર પર પૃથ્વીનો મોટો પડછાયો પડે છે. ચંદ્રગ્રહણનો આધાર પૃથ્વી અને ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષા બરાબર એક થાય તેના પર છે એટલે જ દર પૂનમે ચંદ્રગ્રહણ થતું નથી. ચંદ્ર સામાન્ય રીતે પૃથ્વીના પડછાયાથી સહેજ નીચે કે ઉપરથી પસાર થઈ જાય છે.

જ્યારે સૂર્ય, પછી ચંદ્ર અને પછી પૃથ્વી એ ક્રમમાં ત્રણેય એક રેખામાં આવે છે ત્યારે સૂર્યગ્રહણ સર્જાય છે કેમ કે ત્યારે પૃથ્વી પરથી સૂર્યને જોતાં વચ્ચે ચંદ્ર આવે છે. ચંદ્રગ્રહણની જેમ જ સૂર્યગ્રહણ દર મહિને ન થવાનું કારણ એ જ છે. એકમે પૃથ્વી ચંદ્રના પડછાયાથી સહેજ ઉપર કે નીચે રહી જાય છે.

પ્રયોગની પદ્ધતિ

• ચાલુ બલ્બથી એકાદ હાથ જેટલા અંતરે ઊભા રહો અને તેની સામે જ જોઈને ઊભો. હવે લેમ્પ એટલે આપણો સૂર્ય અને તમારું માથું એટલે પૃથ્વી!
• પેન્સિલની મદદથી ‘ચંદ્ર’ને બરાબર તમારી સામે સ્થિર પકડી રાખો. નારંગીને બલ્બથી થોડી ઉપર કે નીચે રાખો, સીધી લેમ્પ પર નજર નાખશો નહીં. જુઓ કે નારંગીની સપાટી કેવી લાગે છે? એ પ્રમાણમાં ડાર્ક લાગે છે?
• હવે ચંદ્રવાળા હાથને સીધો જ રાખીને ધીમે ધીમે તમે ડાબી તરફ ફરો. નારંગીની ધારે પ્રકાશ વિસ્તરતો જોઈ શકો છો?
• તમે લેમ્પથી લગભગ ૯૦ અંશના ખૂણે ફરશો ત્યારે ચંદ્ર તેના પ્રથમ ચોથા ભાગના તબક્કામાં પ્રવેશશે. ચંદ્રની કઈ બાજુ પ્રકાશ દેખાય છે (ડાબે કે જમણે) ચંદ્રનો પ્રકાશિત ભાગ ઉ જેવો દેખાય છે?
• હાથને સીધો જ રાખીને તમે ધીમે ધીમે ફરતા રહો. લેમ્પ તમારી બરાબર પાછળ આવે ત્યારે ચંદ્ર તેના કયા તબક્કામાં પ્રવેશશે? (જો તમારું માથું કે શરીર લેમ્પની આડે આવતું હોય તો તમે થોડા નીચે નમી જાવ જેથી પૂર્ણ પ્રકાશિત ચંદ્ર જોઈ શકાય.) જો તમારા માથા કે શરીરનો પડછાયો ચંદ્ર પર પડે અને ચંદ્ર પ્રકાશિત ન દેખાય તો તમે ગ્રહણ સર્જ્યું! આ ચંદ્રગ્રહણ થયું કે સૂર્યગ્રહણ?
• ઘડિયાળના કાંટાની ઊંધી દિશામાં ધીમે ધીમે ફરવાનું ચાલુ રાખો. હાથમાંના ચંદ્રની સપાટી પર હવે કઈ તરફ પ્રકાશ જઈ રહ્યો છે?
• જ્યારે આખું ચક્ર પૂરું કરવા માટે તમે લેમ્પથી ફરી ૯૦ અંશના ખૂણે પહોંચશો ત્યારે ચંદ્ર તેના ત્રીજા – ચોથા ભાગના તબક્કામાં પ્રવેશશે. પહેલા ચોથા ભાગના તબક્કામાં ચંદ્ર જેવો દેખાતો હતો, તેના કરતાં આ તબક્કો કઈ રીતે જુદો લાગે છે?
• આખું ચક્ર પૂરું કરીને ફરી પહેલાંની સ્થિતિમાં આવી જાવ. આ સ્થિતિ થઈ અમાસની. આ સ્થિતિમાં આપણને ચંદ્રનો એ ભાગ દેખાય છે, જેના પર સૂર્યનો પ્રકાશ પડતો નથી!

આ પ્રયોગમાં તમે શું જોયું?

તમે ધીમે ધીમે ફરતા ગયા એ સાથે ચંદ્ર પર પડતો પ્રકાશ અને તેને કારણે ચંદ્રનો આકાર કેવી રીતે બદલાતો હોય તેવું લાગ્યું? ચંદ્રની અમાસથી પૂનમ અને પૂનમથી અમાસ સુધીની વિવિધ ચંદ્રછાયાઓ તમે જોઈ શક્યા?

ચંદ્રની વિવિધ સ્થિતિઓ વધુ સારી રીતે સમજવાનો પ્રયાસ કરીએ. અમાસથી પૂનમના ગાળાને સુદ એટલે કે શુક્લપક્ષ કહેવાય છે. ચંદ્ર વૃદ્ધિ પામતો હોય એવા આ તબક્કાને ઇંગ્લિશમાં ‘વેક્સિગં ક્રેસન્ટ’ કહે છે. પૂનમથી અમાસ સુધીના ગાળાને વદ એટલે કે કૃષ્ણપક્ષ કહેવાય છે. ચંદ્ર ક્ષય પામતો હોય એવા આ તબક્કાને ઇંગ્લિશમાં ‘વેનિંગ ક્રેસન્ટ’ કહેવાય છે.

સૂર્યની જેમ ચંદ્ર પણ દરરોજ ઉદય અને અસ્ત પામે છે અને આકાશમાં ગતિ કરે છે, એવું ઘણી વાર દિવસના અજવાળામાં થાય છે (એટલે તો તમે ઘણી વાર દિવસના અજવાળામાં આકાશમાં ઝાંખો ચંદ્ર જોયો હશે!). ચંદ્ર વૃદ્ધિની શરૂઆત કરતો હોય ત્યારે લગભગ સૂર્યની સાથે જ ઉદય પામે છે, પણ આપણે એને જોઈ શકતા નથી. પછી દિવસે દિવસે ચંદ્ર મોડો ઉદય પામે છે અને છેવટે જ્યારે પૂનમ આવે છે ત્યારે સૂર્ય અસ્ત પામે છે લગભગ ત્યારે જ ચંદ્ર ઉદય થાય છે!

તમે ઘણી વાર નોંધ્યું હશે કે ચંદ્ર ઉદય પામતો હોય ત્યારે મોટો લાગે છે અને આકાશમાં ઊંચે ચઢે ત્યારે નાનો થઈ ગયો હોય એવું લાગે છે – આ વાસ્તવમાં દૃષ્ટિભ્રમ છે. ઉદય સમયે આપણે એને ક્ષિતિજ પરનાં વૃક્ષો કે મકાનોની સરખામણીમાં જોઈએ છીએ. ચંદ્ર નાનો-મોટો લાગવાને પૃથ્વીથી ચંદ્રના અંતરને કોઈ લેવાદેવા નથી – પૃથ્વી અને ચંદ્ર વચ્ચે સરેરાશ ૩,૮૪,૪૧૭ કિલોમીટરનું અંતર છે!

આપણે આગળ જોયું કે ચંદ્રને પૃથ્વી ફરતે એક પરિભ્રમણ પૂરું કરતાં ૨૭.૩ દિવસ લાગે છે, પરંતુ ચંદ્રને તેની દરેક કક્ષાઓ પૂરી કરતાં ૨૯.૫ દિવસ લાગે છે. આ તફાવત કેમ એવો સવાલ થયો? જવાબ એ છે કે પૃથ્વી પોતે પણ સ્થિર નથી, એ સૂર્ય ફરતે ફરે છે!

પૃથ્વીને સૂર્ય ફરતે એક પૂરું ચક્ર ફરતાં ૧૨ મહિના લાગે છે અને આ રીતે ફરી રહેલી પૃથ્વીની ફરતે ફરતો ચંદ્ર પૃથ્વીની ફરતે ૨૭.૩ દિવસમાં એક પરિભ્રમણ પૂરું કરે છે ત્યાં સુધીમાં પૃથ્વી સૂર્ય ફરતેની પરિભ્રમણકક્ષામાં, કુલ પરિભ્રમણસમયના ૧૨મા ભાગ જેટલું આગળ વધી ગઈ હોય છે. ચંદ્રને પૃથ્વી સાથેનો તાલમેળ જાળવી રાખવા માટે તેની ભ્રમણકક્ષામાં જરાક આગળ વધવું પડે છે. આ ‘જરાક’ની ચોક્સાઈભરી ગણતરી માંડવી હોય તો કહી શકાય કે ૨૭.૩ દિવસ + (૧/૧૨) x (૨૭.૩) = ૨૯.૫ દિવસ!

આવતા અંકમાં માણીશું આવો બીજો કોઈ મજાનો પ્રયોગ, જે તમે ઘરમાં કે શાળામાં સૌ સાથે કરી શકો!

(માહિતીસ્રોત: http://www.scientificamerican.com)

મોડલ બનાવવા માટે શું શું જોઈશે?

• લેમ્પ શેડ વિનાનો એક લેમ્પ (૪૦ વોટ જેટલી ક્ષમતાનો બલ્બ લો તો સારું, એથી મોટો બલ્બ હશે તો આંખોને તકલીફ થશે!)
• બિલકુલ અંધારું કરી શકાય એવો રૂમ.
• એક નારંગી અથવા સ્માઇલી દડો.
• અણી કાઢેલી પેન્સિલ.

(આ પ્રયોગમાં ઇલેક્ટ્રિસિટીનો ઉપયોગ હોવાથી મોટાના માર્ગદર્શનમાં જ પ્રયોગ કરશો.)

તો ચાલો બનાવીએ મોડેલ

• લેમ્પ શેડ વિનાના બલ્બને એક ટેબલ પર મૂકો. પ્રયોગ કરનારા માથા જેટલી ઊંચાઈએ બલ્બ રાખી શકાય તો વધુ સારું.
• નારંગી કે દડાના કેન્દ્રમાં ધાર કાઢેલી પેન્સિલ એ રીતે ખોસો, જેથી તમે પેન્સિલની મદદથી નારંગી કે દડાને સ્થિર પકડી રાખી શકો.
• લેમ્પ ચાલુ કરો અને ‚મમાં બાકીની બધી લાઇટ બંધ કરી દો. હવે થઈ જાવ તૈયાર સૂર્ય અને ચંદ્રની રમત જોવા માટે! (ચાલુ લેમ્પને અડકશો નહીં, એકદમ ગરમ તો હશે જ, કરંટ લાગવાનો પણ ભય છે).

માઉસને આપો પાંખો

• ભગવદ્ગોમંડલ પર ચંદ્ર વિશે વધુ જાણો http://goo.gl/TeTQK
• ભગવદ્ગોમંડલ પર સૂર્ય વિશે વધુ જાણો http://goo.gl/A3T6g
• ભગવદ્ગોમંડલ પર ગ્રહણ વિશે વધુ જાણો http://goo.gl/JlfDi
• જુઓ વિવિધ ચંદ્રાકાર દશર્વિતું કેલેન્ડર : http://goo.gl/8Fqyw
• આજની રાત વિશે વધુ જાણો : http://earthsky.org/tonight
• આ પણ ગમશે :http://www.kidsastronomy.com/, http://apod.nasa.gov/apod/