Vì sao có cầu vồng? – KhoaHoc.tv

Cầu vồng là một trong những hiện tự nhiên đẹp nhất mà chúng ta có thể dễ dàng quan sát sau những cơn mưa lớn vào ban ngày.

Cầu vồng là gì?

Cầu vồng là hiện tượng quang học thiên nhiên mà hầu như ai trong chúng ta đều từng được chiêm ngưỡng. Cầu vồng bản chất là sự tán sắc ánh sáng Mặt trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước mưa. Cầu vồng thực ra có rất nhiều màu sắc, trong đó có 7 màu nổi bật là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Tùy vào số lần phản xạ mà người ta phân ra làm cầu vồng bậc 1, bậc 2… Trong đó cầu vồng bậc 1 là rõ nhất (chỉ có 1 lần phản xạ nên năng lượng sáng mạnh nhất). Thường cầu vồng nhìn thấy là cầu vồng bậc 1. Tuy nhiên đôi khi ta còn quan sát thêm được cầu vồng bậc 2 mà trật tự màu sắc lại ngược lại với cầu vồng bậc 1 và cường độ sáng yếu hơn.

Do cầu vồng được nhìn bởi cùng 1 góc (gần 42 độ với cầu vồng bậc 1 và 53 độ với cầu vồng bậc 2), là góc mà cường độ sáng của tất cả các tia mặt trời qua các giọt nước là đạt cực đại, nên cầu vồng có dạng một cung tròn.

Lý giải nguyên nhân hình thành cầu vồng

Trên thực tế cầu vồng không phải là một vật thể xác định, mà nó là hình ảnh phản chiếu của ánh sáng Mặt Trời qua những giọt nước trong không khí, hiện tượng này còn được gọi là sự khúc xạ ánh sáng.

Trên thực tế cầu vồng không phải là một vật thể xác định.

Ánh sáng Mặt Trời là một hỗn hợp các màu sắc hòa trộn vào nhau mà mắt chúng ta không thể phát hiện ra các màu sắc này. Chỉ khi được chiếu qua một lăng kính thủy tinh, các tia ánh sáng bị bẻ cong hay còn gọi là khúc xạ để tạo thành một dải màu sắc liên tục mà ta gọi là quang phổ. Do các tia màu đỏ bị bẻ cong ít nhất, sau đó đến các tia màu cam, vàng, xanh lá cây, xanh lam và cuối cùng là tia màu tím bị bẻ cong nhiều nhất.

Khúc xạ ánh sáng.

Các giọt nước cũng có thể thay thế vai trò của một lăng kính. Khi ánh sáng Mặt Trời đi qua lăng kính, các tia sáng bị bẻ cong và sau đó bị phản xạ lại và đi ra ngoài giọt nước theo một góc 42 độ. Điều đó giải thích cho việc chúng ta chỉ có thể nhìn thấy cầu vồng khi quay lưng lại với Mặt Trời và nhìn theo một góc 42 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Cầu vồng không phải là duy nhất nhưng chúng ta chỉ có thể thấy một cầu vồng tại cùng một thời điểm

Hiện tượng khúc xạ trên xảy ra đối với hàng triệu giọt nước được chiếu sáng bởi Mặt Trời, do đó cầu vồng không phải là duy nhất. Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể nhìn thấy một cầu vồng tại cùng một thời điểm. Đó là do góc 42 độ mà chúng ta đã nói ở trên. Mắt của chúng ta chỉ có thể nhìn thấy những tia khúc xạ được tạo bởi các giọt nước mưa mà có một góc 42 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Và do đó, cầu vồng không phải duy nhất, khi nhìn ở một địa điểm khác chúng ta sẽ thấy một cầu vồng hoàn toàn khác.

Cầu vòng chỉ là ảo ảnh?

Do cầu vồng chỉ là một ảo ảnh nên nó không có điểm kết thúc thực sự. Ánh sáng tạo nên cầu vồng hình thành ở một khoảng cách và góc nhất định với mắt người quan sát. Khoảng cách này luôn tồn tại giữa người xem với hiện tượng. Thay vào đó, vị trí của cầu vồng liên tục dịch chuyển theo góc nhìn của chúng ta.

Tia sáng mặt trời khúc xạ với những hạt mưa nhất định tạo ra hình ảnh cầu vồng trong mắt một người, nhưng đồng thời những tia sáng này cũng khúc xạ với những hạt mưa khác theo góc khác trong tầm mắt của ai đó. Chính bởi vậy màu sắc cầu vồng nhìn thấy của mỗi người khác nhau, dù đứng cùng một vị trí và ngắm cùng một cầu vồng.

Tại sao cầu vồng có 7 màu?

Cầu vồng là một dải màu liên tục, trong đó có 7 màu nổi bật là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Các bức xạ hồng ngoại và tử ngoại nằm ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy của mắt người, nên không hiển diện.

Ý nghĩa của màu sắc của cầu vồng trong triết học hiện đại

• Đỏ – Đây là màu đầu tiên của cầu vồng từ trên xuống. Màu đỏ biểu thị niềm đam mê, sức sống, sự nhiệt tình và an ninh. Đó là ánh sáng có bước sóng dài nhất.
• Cam – Ánh sáng hoặc màu này là sự kết hợp của màu vàng và màu đỏ. Đó là một màu sắc năng động đại diện cho sự sáng tạo, thực tế, vui tươi cũng như cân bằng hoặc kiểm soát.
• Vàng – Đây là màu của ánh nắng mặt trời. Nó đại diện cho sự rõ ràng của suy nghĩ, trí tuệ, trật tự và năng lượng.
• Lục – Đây là màu trung gian của cầu vồng và biểu thị khả năng sinh sản, tăng trưởng, cân bằng, sức khỏe và sự giàu có.
• Lam – Đây là màu thứ năm của cầu vồng khiến chúng ta liên tưởng đến Unknown. Bầu trời và các đại dương rộng lớn có màu này và do đó nó có liên quan đến Tâm linh và Thần thánh.
• Chàm – Người ta tin rằng nơi Blue làm dịu, Indigo đang an thần. Indigo là huyền bí khi nó thu hẹp khoảng cách giữa hữu hạn và vô hạn. Đá quý màu chàm thường được sử dụng để đạt được tâm linh, khả năng ngoại cảm, nhận thức bản thân và tăng cường Trực giác.
• Tím – Màu cuối cùng của cầu vồng là sự pha trộn giữa màu đỏ và màu xanh. Nó được coi là yếu tố cao nhất của tâm linh. Nó có thể khơi dậy trí tưởng tượng của một người và là nguồn cảm hứng cho các nghệ sĩ. Tông màu tối của màu tím có liên quan đến nỗi buồn. Các sắc thái sâu hơn của màu tím hoặc màu tím biểu thị sự làm chủ tinh thần cao.

Và ở những nền văn hóa khác nhau cầu vồng còn mang những ý nghĩa hết sức phong phú: đại diện cho thần linh, cảnh giới cao nhất khi giác ngộ, hoặc là hiện thân quỷ dữ.

Những sự thật thú vị về cầu vồng mà có thể bạn chưa biết

Cầu vồng đôi.

Đôi khi chúng ta nhìn thấy hiện tượng cầu vồng đôi, đó là một cầu vồng phụ xuất hiện phía trên cầu vồng chính. Với màu sắc bị đảo ngược so với cầu vồng chính và mờ nhạt hơn.

Hiện tượng này rất hiếm khi xảy ra, đó là do sự nhiễu xạ ánh sáng giúp chúng ta nhìn thấy được cả góc 52 độ so với ánh sáng Mặt Trời. Ở góc 52 độ này chúng ta có thể thấy sự khúc xạ ánh sáng ở bên trong của các giọt nước, trước khi ánh sáng phản xạ và đi ra bên ngoài. Chính vì thế mà cầu vồng phụ có các màu đảo ngược và mờ nhạt hơn. Hiện tượng này xảy ra khi chúng ta có thể nhìn thấy đồng thời hai góc 42 độ và 52 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Cầu vồng ban đêm

Cầu vồng ban đêm.

Hầu hết chúng ta đều thấy cầu vồng xuất hiện vào ban ngày, nhờ có ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên đôi khi xuất hiện những cầu vồng vào ban đêm mà các nhà thiên văn học gọi là Moonbow, vì nó được tạo bởi ánh sáng của Mặt trăng. Moonbow thường xuất hiện tại các hòn đảo nhiệt đới như vùng Caribbean, nơi có mưa lớn vào ban đêm. Những hình ảnh chụp lại của Moonbow cho thấy cầu vồng này có màu trắng, nguyên nhân có thể do ánh sáng Mặt trăng có cường độ quá thấp so với ánh sáng Mặt Trời.

Cầu vồng thác nước

Nếu bạn có dịp đi đến các thác nước lớn thì khả năng bắt gặp cầu vồng cũng khá cao.

Không chỉ chờ đến trời mưa thì mới xuất hiện cầu vồng, bởi nếu bạn có dịp đi đến các thác nước lớn thì khả năng bắt gặp cầu vồng cũng khá cao. Điều này là do các hơi nước bắn lên từ thác nước gặp sự phản chiếu của mặt trời có thể tạo ra nhiều dạng cầu vồng đẹp mê hồn.

Cầu vồng màu trắng

“Cầu vồng trắng” hay còn gọi là “cầu vồng ma”.

Trước giờ bạn luôn nghĩ cầu vồng có 7 màu, nhưng thiên nhiên kỳ thú luôn mang đến cho chúng ta nhiều bất ngờ thú vị. “Cầu vồng trắng” hay còn gọi là “cầu vồng ma” là một hiện tượng vô cùng hiếm gặp. Nếu cầu vồng 7 sắc được tạo từ ánh sáng mặt trời với những hạt mưa thì cầu vồng trắng lại được tạo ra từ những hạt sương có đường kính nhỏ hơn 0,05mm. Do đây là những hạt nước quá nhỏ bé nên nó không thể nào khúc xạ ánh sáng ra thành nhiều màu sắc như hạt nước mưa mà chỉ tạo ra 1 cầu vồng màu trắng mà thôi.

• Nhà vật lý học nổi tiếng Isaac Newton đã xác định được 7 màu của quang phổ tạo nên ánh sáng trắng. Tất cả đều có trong cầu vồng theo thứ tự đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím. Đây cũng là thứ tự sắp xếp của các màu trên cầu vồng từ ngoài vào trong.
• “Cầu vồng sương mù” được hình thành bởi mây và các giọt sương mù, chúng gần như có màu trắng với những màu khác có thể nhìn thấy được rất mờ. Cầu vồng sương mù khá lớn và rộng hơn nhiều so với cầu vồng thông thường.
• Rất hiếm khi ánh sáng có thể phản xạ đến 3 hoặc 4 lần trong một giọt nước, tạo ra các cầu vồng bậc ba hoặc bậc 4 theo hướng mặt trời.

Dưới đây là những hình ảnh đẹp cầu vồng sau mưa, mời các bạn cùng chiêm ngưỡng:

• Glycerine và những công dụng kỳ diệu trong đời sống
• Giới khoa học hy vọng hồi sinh loài hổ Tasmania đã tuyệt chủng
• Vì sao Quân đội Mỹ có hẳn một cơ quan theo dõi các tảng băng lớn nhất thế giới?