दीपावली पर आसमान में कैसे बिखरते हैं लाल, हरे, नीले और बैंगनी रंग? पटाखों में कलर की केमिस्ट्री जानिए
दीपावली पर जब रॉकेट आसमान में जाकर फूटता है तो कुछ सेकंड के लिए पूरा आसमान लाल, हरे, नीले, पीले और बैंगनी रंगों से जगमगा उठता है. लेकिन क्या आपने कभी सोचा है कि एक ही पटाखे में इतने अलग-अलग रंग कहां से आते हैं? क्या इनके लिए अलग-अलग रंगों के केमिकल मिलाए जाते हैं या आग की गर्मी से ये रंग पैदा होते हैं? दरअसल, इसके पीछे विज्ञान की एक दिलचस्प प्रक्रिया काम करती है. इसे समझने के लिए हमें केमिस्ट्री के साथ-साथ परमाणुओं और इलेक्ट्रॉन्स की दुनिया में भी जाना होगा. पटाखे फूटने पर आसमान में दिखाई देने वाले रंग सिर्फ खूबसूरत रोशनी नहीं हैं. इनके पीछे साइंस काम करता है. इसमें परमाणुओं की ऊर्जा, इलेक्ट्रॉन्स की गति, प्रकाश की वेवलेंथ और केमिकल रिएक्शन का पूरा विज्ञान काम करता है.
दीपावली पर आतिशबाजी देखने में भले ही जादू जैसी लगती हो, लेकिन इसके पीछे कोई जादू नहीं, बल्कि कंट्रोल रासायनिक रिएक्शन और लाइट एमिशन का विज्ञान है. पटाखों में इस्तेमाल होने वाले कुछ धातुओं के सॉल्ट गर्म होकर खास रंगों की रोशनी पैदा करते हैं. सबसे दिलचस्प बात यह है कि पटाखे में मौजूद केमिकल सिर्फ जलते नहीं हैं, बल्कि उनके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पाकर उत्तेजित हो जाते हैं. जब ये इलेक्ट्रॉन दोबारा अपनी सामान्य अवस्था में लौटते हैं तो एनर्जी फिर प्रकाश के रूप में बाहर निकलती है. इसी प्रकाश का रंग हमें आसमान में दिखाई देता है.
पटाखों में अलग-अलग रंग कैसे बनते हैं, कौन सा रंग तैयार करना सबसे मुश्किल होता है. सबसे पहले यह जानना जरूरी है कि आतिशबाजी में तीन चीजें अहम भूमिका निभाती हैं.
- ईंधन: यह जलने के लिए जरूरी ऊर्जा देता है.
- ऑक्सिडाइजर: यह रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान ऑक्सीजन उपलब्ध कराता है, जिससे दहन होता है.
- रंग पैदा करने वाले पदार्थ: इन Colorants में खास धातुओं के कम्पाउंड होते हैं, जो गर्म होने पर अलग-अलग रंगों के प्रकाश का एमिशन करते हैं.
जब रॉकेट आसमान में जाकर फूटता है तो उसके भीतर मौजूद आतिशबाजी के छोटे-छोटे हिस्से, जिन्हें आमतौर पर स्टार्स कहा जाता है, जलने लगते हैं. इन स्टार्स में मौजूद धातु के कम्पाउंड गर्मी पाकर चमकते हैं और अलग-अलग रंगों की रोशनी पैदा करते हैं. यहां एक महत्वपूर्ण बात समझिए. पटाखों का रंग केवल आग की लपट के रंग से तय नहीं होता. असली भूमिका उन केमिकल तत्वों की होती है, जिनके परमाणु गर्मी मिलने पर खास वेवलेंथ का प्रकाश छोड़ते हैं.
आसमान में बिखरे रंग
रंगीन रोशनी की केमिस्ट्री क्या?
इसके पीछे परमाणु और इलेक्ट्रॉन का खेल है. हर तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉन अलग-अलग ऊर्जा स्तरों पर मौजूद होते हैं. जब पटाखे में मौजूद धातु के कम्पाउंज तेज गर्मी के संपर्क में आते हैं तो उनके परमाणुओं या अणुओं के इलेक्ट्रॉन ऊर्जा ग्रहण करके एक्साइटेड स्टेट में पहुंच जाते हैं. लेकिन इलेक्ट्रॉन इस अवस्था में ज्यादा देर तक नहीं रहते. वे दोबारा अपनी कम ऊर्जा वाली अवस्था में लौटते हैं. इस दौरान अतिरिक्त ऊर्जा फोटॉन यानी प्रकाश के छोटे पैकेट के रूप में बाहर निकलती है. यही फोटॉन हमारी आंखों तक पहुंचकर रंगों के रूप में दिखाई देते हैं.
रंग अलग-अलग क्यों होते हैं?
हर रासायनिक तत्व के इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर अलग होते हैं. इसलिए इलेक्ट्रॉन जब ऊर्जा छोड़ते हैं तो अलग-अलग वेवलेंथ का प्रकाश निकलता है. इसमें कम वेवलेंथ वाला प्रकाश नीले और बैंगनी रंग की तरफ होता है. ज्यादा वेवलेंथ वाला प्रकाश लाल और नारंगी रंग की तरफ होता है. हरे और पीले रंग की वेवलेंथ इनके बीच होती है. इसी वजह से स्ट्रॉन्शियम से लाल और बेरियम से हरी रोशनी निकलती है, जबकि कॉपर के कम्पाउंड नीला रंग पैदा करते हैं. इसे विज्ञान की भाषा में Atomic Emission Spectrum कहा जाता है. वैज्ञानिक इसी सिद्धांत का इस्तेमाल लैब में एलिमेंट्स की पहचान करने के लिए भी करते हैं.
हर रंग कौन से केमिकल से बनते हैं?
आतिशबाजी में इस्तेमाल होने वाले हर रंग के पीछे एक खास रासायनिक तत्व या उसके यौगिक की भूमिका होती है. कुछ रंग एक ही तत्व से बनते हैं, जबकि कुछ रंगों के लिए अलग-अलग तत्वों का मेल जरूरी होता है.
- लाल रंग: पटाखों में लाल रंग पैदा करने के लिए स्ट्रॉन्शियम (Strontium) के कम्पाउंड इस्तेमाल किए जाते हैं. स्ट्रॉन्शियम नाइट्रेट, स्ट्रॉन्शियम कार्बोनेट और दूसरे स्ट्रॉन्शियम लवण गहरी लाल या चमकदार लाल रोशनी पैदा कर सकते हैं.
- नीला रंग: नीली आतिशबाजी के पीछे कॉपर (Copper) के कम्पाउंड होते हैं. खासतौर पर कॉपर क्लोराइड नीली रोशनी पैदा करने में अहम भूमिका निभाता है. यह रंग बनाना आसान नहीं है, क्योंकि इसके लिए एक सीमित तापमान पर रंग उत्सर्जित करने वाले यौगिकों को स्थिर रखना पड़ता है.
- हरा रंग: हरे रंग की आतिशबाजी में बेरियम (Barium) के यौगिक इस्तेमाल होते हैं. बेरियम नाइट्रेट और बेरियम क्लोराइड जैसे यौगिक चमकदार हरी रोशनी पैदा कर सकते हैं. कुछ आतिशबाजी में बोरॉन के यौगिक भी हरा रंग पैदा करने के लिए इस्तेमाल होते हैं.
- पीला रंग: पीले रंग के लिए सोडियम के कम्पाउंड जिम्मेदार होते हैं. सोडियम की खासियत यह है कि इसकी रोशनी बहुत तेज पीली दिखाई देती है. सोडियम की उत्सर्जन रेखाएं करीब 589 नैनोमीटर के आसपास होती हैं. यही वजह है कि पटाखों में पीला रंग काफी चमकदार नजर आता है.
- नारंगी रंग: नारंगी रंग के लिए मुख्य रूप से कैल्शियम के यौगिक जिम्मेदार होते हैं. कैल्शियम क्लोराइड, कैल्शियम कार्बोनेट और कैल्शियम सल्फेट से नारंगी या लालिमा लिए हुए नारंगी रोशनी मिल सकती है. कुछ रंगों के मिश्रण में सोडियम और स्ट्रॉन्शियम भी योगदान देते हैं.
- बैंगनी रंग: बैंगनी रंग बनाने के लिए लाल और नीले रंग पैदा करने वाले कम्पाउंड का कॉम्बिनेशन किया जाता है. यानी स्ट्रॉन्शियम और कॉपर के यौगिक इसमें अहम भूमिका निभाते हैं. दोनों रंगों का संतुलन बिगड़ने पर बैंगनी की जगह लाल या नीली रोशनी ज्यादा दिखाई दे सकती है.
इन रंगों के अलावा आतिशबाजी में सुनहरी, चांदी जैसी और सफेद रोशनी भी दिखाई देती है. इनके पीछे भी अलग विज्ञान है.
- सुनहरी चमक: लोहे के कण और चारकोल से सुनहरी चिंगारियां पैदा हो सकती हैं.
- चांदी जैसी चमक: मैग्नीशियम और एल्युमिनियम जैसी धातुओं के तेज गर्म होकर चमकने से सिल्वर इफेक्ट मिलता है.
- सफेद रोशनी: मैग्नीशियम, एल्युमिनियम और टाइटेनियम जैसी धातुओं के जलने से तेज सफेद रोशनी पैदा हो सकती है.
आतिशबाजी में सबसे कठिन रंग कौन-सा है?
नीला रंग बनाना सबसे कठिन और पेचीदा माना जाता है. इसकी वजह है कि नीला रंग बनाने के लिए कॉपर क्लोराइड (CuCl2) की जरूरत होती है. यह यौगिक केवल एक निश्चित तापमान सीमा यानी लगभग 500° से 1000° सेल्सियस पर ही स्थिर रहकर नीले रंग के प्रकाश का एमिशन करता है. अगर तापमान इस सीमा से कम हो, तो रंग फीका रह जाता है; और टेंपरेचर अगर अधिक हो जाए, तो कॉपर के अणु टूट जाते हैं और रंग उड़कर केवल सफेद प्रकाश रह जाता है. तापमान का यह सटीक संतुलन बनाए रखना काफी जटिल तकनीक है.
