Tại sao có cầu vồng sau mưa

Sau những cơn mưa vào ban ngày chúng ta có thể nhìn thấy hình ảnh cầu vồng xuất hiện nguyên nhân vì sao thì chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

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.

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.

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.

Những hiện tượng thú vị khác

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.

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 làMoonbow, 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.

4029 lượt đọc 02-12-2015

Cầu vồng không phải một “vật” và nó không tồn tại ở một “địa điểm” cụ thể. Đây là một hiện tượng quang học xuất hiện khi ánh sáng mặt trời và điều kiện khí quyển vừa phải — vị trí của người xem vừa thích hợp để nhìn thấy nó.

Khi nào bạn có thể nhìn thấy cầu vồng?

Cầu vồng cần những giọt nước bay lơ lửng trong không khí. Đó là lý do tại sao chúng ta nhìn thấy chúng ngay sau khi trời mưa.

Mặt trời phải ở trên đường chân trời và không bị che khuất bởi mây, núi hoặc các chướng ngại vật khác.

Mặt trời phải ở khá thấp trên bầu trời. Nếu bạn đang ở cùng độ cao với đường chân trời, độ cao của Mặt trời phải dưới 42 ° để tạo ra cầu vồng có thể được nhìn thấy từ góc nhìn của bạn.

Làm thế nào để cầu vồng hình thành?

Cầu vồng là một hiện tượng quang học bao gồm ba quá trình: phản xạ, tán sắc và khúc xạ.

Phản xạ

Các giọt nước có thể hoạt động giống như những chiếc gương nhỏ. Khi một tia sáng mặt trời chiếu vào một trong những quả cầu nước nhỏ bé này, phần lớn ánh sáng bật ra phía sau và bị phản xạ trở lại. Trong khi trời mưa, không khí chứa đầy những giọt nước tác động vào nhau giống như một bức màn phản chiếu được tạo nên từ hàng triệu tấm gương nhỏ.

Tán sắc

Nhưng ánh sáng mặt trời có màu trắng - vì vậy, nếu các giọt nước phản xạ ánh sáng mặt trời, làm thế nào cầu vồng có nhiều màu như thế? Đây là lúc quá trình thứ hai phát huy tác dụng: phân tán ánh sáng.

Ánh sáng mặt trời tinh khiết có thể có màu trắng đối với chúng ta, nhưng thật sự nó bao gồm tất cả các màu có thể nhìn thấy được. Ngay sau khi một tia sáng mặt trời đi vào giọt nước, nó sẽ bị tách thành các thành phần từ chính nó, lúc đó chúng ta có thể nhìn thấy dưới dạng một dải màu.

Khúc xạ

Khi tia sáng đi vào và thoát ra khỏi giọt nước, hướng của nó cũng bị thay đổi một chút trong quá trình gọi là hiện tượng khúc xạ. Mỗi màu khúc xạ theo một hướng khác nhau một chút, tạo ra dải màu đầy ấn tượng. 

Tại sao cầu vồng lại có hình vòng cung?

Cầu vồng đầy đủ thực sự là một vòng tròn hoàn chỉnh, nhưng từ mặt đất chúng ta chỉ nhìn thấy một phần của nó. Từ máy bay, trong điều kiện thích hợp, người ta có thể nhìn thấy toàn bộ cầu vồng hình tròn.

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.

1. 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.

2. Tại sao lại có 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.

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.

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.