Cầu vồng, một hiện tượng quang học tuyệt đẹp thường xuất hiện sau cơn mưa, luôn là nguồn cảm hứng bất tận cho con người. Nhưng điều gì đã tạo nên dải màu kỳ diệu này trên bầu trời? Câu trả lời nằm trong sự tương tác giữa ánh sáng mặt trời và những giọt nước.
Về cơ bản, cầu vồng hình thành khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các giọt nước mưa nhỏ trong không khí. Ánh sáng này sau đó bị khúc xạ (bẻ cong) và phản xạ bên trong giọt nước, phân tách thành các màu sắc khác nhau tạo nên quang phổ mà chúng ta nhìn thấy.
Tại sao cầu vồng lại có nhiều màu sắc?
Ánh sáng mặt trời mà chúng ta thấy là ánh sáng trắng, thực chất là sự kết hợp của nhiều màu sắc khác nhau. Khi ánh sáng trắng đi qua giọt nước, nó sẽ bị phân tách thành các màu cơ bản: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím. Mỗi màu sắc này bị khúc xạ ở một góc khác nhau, tạo nên dải màu sắc mà chúng ta gọi là cầu vồng. Hiện tượng này tương tự như cách lăng kính phân tách ánh sáng trắng thành các màu sắc khác nhau.
Kích thước của giọt mưa cũng ảnh hưởng đến màu sắc của cầu vồng. Hạt mưa lớn thường tạo ra cầu vồng sáng và rõ nét hơn, trong khi hạt mưa nhỏ có thể tạo ra cầu vồng nhạt màu hơn, thậm chí là cầu vồng trắng.
Tại sao cầu vồng lại cong?
Hình dạng vòng cung của cầu vồng là do sự kết hợp giữa hình dạng của giọt nước và góc khúc xạ ánh sáng. Ánh sáng mặt trời chiếu vào giọt nước và bị khúc xạ, phản xạ, sau đó thoát ra khỏi giọt nước và đến mắt người quan sát. Góc giữa ánh sáng mặt trời ban đầu và ánh sáng đến mắt người quan sát là khoảng 42 độ. Vì vậy, cầu vồng luôn có hình dạng vòng cung với tâm là điểm đối diện với mặt trời so với người quan sát.
Bề mặt Trái Đất cong và được bao quanh bởi bầu khí quyển. Hàm lượng nước trong không khí sau mưa cao hơn, gây ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi mặt trời chiếu vào các giọt nước. Bầu khí quyển có dạng vòng cung, do đó ánh sáng mặt trời bị khúc xạ tạo thành hình vòng cung quen thuộc.
Những điều thú vị khác về cầu vồng:
-
Thời điểm xuất hiện: Cầu vồng thường xuất hiện vào buổi sáng sớm hoặc chiều muộn, khi mặt trời ở vị trí thấp trên bầu trời. Vào buổi trưa, khi mặt trời ở đỉnh đầu, góc giữa ánh sáng mặt trời và giọt nước không phù hợp để tạo ra cầu vồng.
-
Cầu vồng đôi: Đôi khi, bạn có thể nhìn thấy hai cầu vồng cùng một lúc. Cầu vồng thứ hai thường mờ hơn và có màu sắc đảo ngược so với cầu vồng chính. Điều này xảy ra khi ánh sáng phản xạ hai lần bên trong giọt nước.
-
Cầu vồng mặt trăng: Hiếm khi, cầu vồng có thể xuất hiện vào ban đêm, được gọi là cầu vồng mặt trăng. Chúng được tạo ra bởi ánh sáng phản xạ từ mặt trăng, thường nhạt màu hơn cầu vồng bình thường do ánh sáng mặt trăng yếu hơn ánh sáng mặt trời.
-
Không thể chạm vào cầu vồng: Cầu vồng là một hiện tượng quang học, không phải là một vật thể vật lý. Vì vậy, bạn không thể đến gần hay chạm vào cầu vồng. Vị trí của cầu vồng phụ thuộc vào vị trí của người quan sát và ánh sáng mặt trời.
Cầu vồng là một minh chứng tuyệt vời cho vẻ đẹp và sự phức tạp của tự nhiên. Hiểu rõ nguyên nhân hình thành cầu vồng giúp chúng ta trân trọng hơn những khoảnh khắc kỳ diệu mà thiên nhiên ban tặng.
