आभाळ वाजलं धडाऽडधूम

वीज चमकतानाचे आकाशातील दृश्य विलोभनीय खरेच. वीजेचा चमचमाट, ढगांचा गडगडाट आणि पाऊस म्हणजे आपल्या जीवनाचे अविभाज्य घटकच. ही वीज आकाशात कशी निर्माण होते, वातावरणातील वीज म्हणजे काय? वीज चमकते, पडते म्हणजे नक्की काय होते? ह्या आणि अशा प्रश्नांची उत्तरे (काहीप्रमाणात) देण्यासाठी हा लेखप्रपंच. श्री. तात्या अभ्यंकरांच्या विनंतीखातर ही चार भागांची लेखमाला मनोगतींसाठी लिहित आहे. नेहमीप्रमाणे प्रश्न, अधिक माहिती, टीका ह्यांची अपेक्षा आहेच.

वातावरणीय विद्युत हा एक स्वतंत्र संशोधनाचा विषय गेल्या दोन शतकांपासून शास्त्रज्ञांना भुरळ घालीत आहे. आकाशात चमकणारी वीज ही खरोखरच वीज असते का? ती कशी आणि का तयार होते? ती मोजता येईल का? असे असंख्य प्रश्न शास्त्रज्ञांना भेडसावित होते. आकाशात वाकडीतिकडी पळणारी ही वीज कधीकधी जमिनीवर येऊन काहींचे प्राणही घेत असल्यामुळे ह्या वीजेवर अधिक संशोधन गरजेचे होते. तंत्रज्ञानात प्रगती होऊन आकाशात विमाने आणि कृत्रीम उपग्रहांच्या भराऱ्या सुरू झाल्या तेंव्हा तर ह्या आकाशस्थ वीजेबाबतीतील संशोधनाचे महत्त्व अधिकच वाढले.

आकाशात चमकणारी वीज ही खरोखरीच वीज असते का? ह्या प्रश्नाचा शोध घेण्यासाठी सर्वप्रथम प्रयोग करण्याचे श्रेय बेंजामिन फँकलिन ह्या अमेरिकी शास्त्रज्ञाला दिले जाते. बेंजामिन फ्रँकलिन ने त्याचा मुलगा विल्यम ला हाताशी घेऊन एक प्रयोग केला. ढगांचा गडगडाट आणि वीजेचा कडकडाट होत असताना ह्या दोघांनी घरी बनविलेला एक पतंग उडविण्यास सुरूवात केली. ह्या पतंगाची दोरी रेशमी होती आणि तिला थोड्या खालच्या बाजूला एक धातूची किल्ली लटकवलेली होती. हा पतंग वादळात उडत असताना मध्येच वीज चमकली आणि त्याबरोबरच पतंगाच्या दोरीला अडकविलेल्या किल्ली मधून ठिणगी उडाली. पावसात भिजल्याने ओल्या झालेल्या रेशमाच्या दोरीने विद्युतवाहकाचे कार्य केले. दोरीतून वाहिलेल्या विजेची धातूच्या किल्लीतून उडालेली ठिणगी स्पष्ट दिसली. 

अठराव्या शतकाच्या उत्तरार्धात फ्रँकलिनने विद्युत्पात घडवून आणण्यासाठी एका प्रयोगाची आखणी केली. ह्या प्रयोगामुळेच फ्रँकलिनला विद्युतदांड्याचा (lightning rod) निर्माता म्हणून प्रसिद्धी मिळाली. हा प्रयोग फ्रँकलिनच्या 'मेघ हे विद्युतप्रभारित असतात' ह्या सिद्धांतावर आधारित होता. ह्या प्रयोगाच्या आखणीनुसार वादळादरम्यान एका व्यक्तीने विद्युतरोधक मचाणावर एका हातात लोखंडी दांडा धरून उभे रहावे. दुसऱ्या हातात धातूची जमिनीला जोडलेली तार धरावी. तारेचे हातात धरण्याचे टोक मेणबत्तीमध्ये खुपसून ती मेणबत्ती त्याने हातात धरावी. तारेचे टोक हातात धरल्याने विजेचा झटका बसू नये म्हणून मेणाच्या विद्युतरोधनाच्या ( electrical insulating property) गुणधर्माचा वापर केला होता. आकाशात वीज चमकत असताना मेणबत्ती धरलेला हात आणि जमीन यादरम्यान विद्युत विप्रभार (discharge) होणे हा फ्रँकलिनच्या प्रयोगाचा उद्देश होता. जर ढग हे विद्युतभारित असतील तर हातातील लोखंडी दांडा आणि जमिनीला जोडलेल्या तारेदरम्यान ठिणगी उडताना दिसावयास हवी, असे प्रयोगामागील तत्त्व होते.

मात्र काहींच्या मते सर्वप्रथम हा प्रयोग करण्याचे श्रेय डी अलिबार्ड आणि डी लोर्स ह्या फ्रेंच वैज्ञानिक जोडीकडे जाते. त्यांच्या मते ह्या जोडीने फँकलिनच्या आधी ह्या प्रयोगाची यशस्वी चाचणी केली होती. फ्रँकलिनच्या प्रयोगानंतर अनेकांनी तसे प्रयोग करण्याचे प्रयत्न केले. मात्र विजेचे प्रयोग म्हणजे प्राणाशी खेळच. अशाच एका प्रयोगात रशियन वैज्ञानिक प्रा. जॉर्ज रिचमन यांना वीज पडून प्राण गमवावे लागले.

फ्रँकलिनच्या प्रयोगामुळे आकाशातील विद्युल्लता म्हणजे स्थैतिक विद्युत विप्रभारण (discharge of static electricity) असते असे सिद्ध झाले असले तरीही ह्या विद्युल्लतेच्या सिद्धांतांमध्ये गेल्या दीडशे वर्षांत बरीच सुधारणा/बदल झाले आहेत. विद्युल्लतापात होत असताना पडणाऱ्या विजेचे मोजमाप, वातावरणाच्या तापमानात होणारा क्षणिक बदल, वीज पडू नये म्हणून/पडल्यावर घ्यावयाची काळजी वगैरे विषयांचे ज्ञान विविध प्रयोगांच्या माध्यमातून उलगडले गेले आहे. तरीही विद्युल्लतापात का होतो? ह्या प्रश्नाचे संपूर्ण आणि समाधानकारक उत्तर शास्त्रज्ञांना अजूनही सापडलेले नाही. 

वीजनिर्मिती ज्या गर्जनाकारी मेघांमध्ये (thundercloudes) होते त्या मेघांविषयी पुढच्या लेखामध्ये पाहू.

क्रमश:

ह्यापुढे - वारा सुटला सू सू सूऽम