NộI Dung
- Điều gì gây ra màu sắc cầu vồng
- Cầu vồng được hình thành như thế nào
- Trình tự cho màu sắc cầu vồng
- Lý thuyết màu sắc của Isaac Newtons
- Các loại cầu vồng khác
- Ghi nhớ màu sắc cầu vồng
- Làm cầu vồng của riêng bạn
Nhà triết học Hy Lạp Aristotle được ghi là đã "khám phá" cầu vồng trở lại vào năm 350 B.C. Tuy nhiên, mãi đến năm 1665 A.D, Isaac Newton mới lần đầu tiên gieo hạt giống của những gì sau này trở thành một lời giải thích khoa học về lý do tại sao cầu vồng hình thành theo cách họ làm. Bảy màu trong cầu vồng - đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím - luôn xuất hiện theo cùng một thứ tự.
Điều gì gây ra màu sắc cầu vồng
Mặc dù cầu vồng có thể trông giống như ở một vị trí cố định trên bầu trời, nhưng nó không như vậy. Mọi người đều nhìn thấy cầu vồng ở một vị trí khác nhau, tùy thuộc vào vị trí của họ trên mặt đất và vị trí của mặt trời (hoặc nguồn sáng khác). Một sự thật thú vị khác về cầu vồng là không có hai người nào nhìn thấy chính xác điều tương tự. Những gì bạn thấy khác nhau tùy thuộc vào cách ánh sáng bị bẻ cong và phản xạ lại cho bạn. Một người trông giống như họ đang đứng ngay bên dưới cầu vồng sẽ thực sự nhìn vào nó và nhìn thấy nó từ xa.
Những màu sắc đẹp mà bạn nhìn thấy khi cầu vồng xuất hiện là do ánh sáng bị phân tách bởi lăng kính thành các bước sóng khác nhau, tạo ra phổ màu. Cầu vồng thường xuất hiện sau mưa, vì khi ánh sáng mặt trời (ánh sáng trắng có thể nhìn thấy, thực sự là hỗn hợp của tất cả các màu có thể nhìn thấy) đi qua các giọt nước, nó uốn cong và tách thành màu của cầu vồng. Những giọt nước thường là những giọt mưa, nhưng chúng cũng có thể đến từ vòi phun nước, đài phun nước, sương mù, sương hoặc sương mù. Cầu vồng được tạo thành từ bảy màu vì các giọt nước phá vỡ ánh sáng mặt trời trắng thành bảy màu chính của quang phổ ánh sáng khả kiến.
Tuy nhiên, nếu bạn kiểm tra cầu vồng kỹ hơn, bạn có thể thấy rằng có hơn bảy màu riêng lẻ. Cầu vồng không phải là một quang phổ thuần túy, nhưng được tạo thành từ nhiều màu sắc đã chồng chéo và trộn lẫn với nhau. Đơn giản là có quá nhiều màu sắc để mắt người phân biệt tất cả.
Khi màu sắc của cầu vồng chồng lên nhau ở các cạnh của chúng, chúng tạo ra ánh sáng "trắng", làm cho phần bên trong của cầu vồng sáng hơn nhiều so với bên ngoài.
Một số nhà khoa học cho rằng màu chàm quá gần với màu xanh không thể phân biệt được, điều này sẽ tạo ra cầu vồng chỉ có sáu màu có thể phân biệt được.
Cầu vồng được hình thành như thế nào
Cầu vồng hình thành khi ánh sáng mặt trời rải rác từ những hạt mưa vào mắt bạn. Một số điều kiện khí tượng phải được áp dụng để bạn nhìn thấy cầu vồng. Để bắt đầu, mặt trời phải ở phía sau bạn, thấp trên bầu trời và ở góc dưới 42 độ so với đường chân trời. Mặt trời càng thấp, vòng cung của cầu vồng càng lớn. Ngoài ra, phải có mưa, sương mù hoặc một nguồn nước nhỏ khác trước mặt bạn.
Khi ánh sáng chạm vào một giọt nước ở một góc, nó sẽ chậm lại và đổi hướng. Điều này được gọi là khúc xạ và xảy ra vì nước đặc hơn không khí. Khi ánh sáng đi vào nước ở một góc nhất định, một phần ánh sáng đó bị phản xạ từ bên trong nước và sau đó rời khỏi giọt nước. Khi nó di chuyển trở lại vào không khí, quá trình khúc xạ lại xảy ra.
Khi bạn nhìn thấy cầu vồng, bạn thực sự đang nhìn vào ánh sáng khúc xạ và phản xạ từ những hạt mưa khác nhau, một số nhìn ở góc 42 độ (ánh sáng đỏ), một số ở góc 40 độ (ánh sáng xanh) và một số ở giữa. Góc lệch khác nhau đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh vì ánh sáng xanh bị uốn cong (khúc xạ) nhiều hơn ánh sáng đỏ.
Thời điểm tốt nhất để ngắm cầu vồng là ngay sau khi cơn mưa kết thúc, khi vẫn còn hơi nước trong không khí. Bạn sẽ không nhìn thấy cầu vồng trong cơn mưa vì những đám mây chặn hầu hết ánh sáng. Nếu bạn chờ đợi quá lâu sau cơn mưa, hơi nước trong không khí sẽ bốc hơi hết. Bạn sẽ không nhìn thấy cầu vồng sau thời tiết mùa đông như tuyết rơi vì những giọt nước đóng băng thành các hạt băng làm tán xạ ánh sáng theo những cách khác nhau.
Nếu bạn đang đứng đúng chỗ, bạn sẽ thấy ánh sáng mặt trời phân tán phản chiếu về phía bạn. Cầu vồng đầy màu sắc xuất hiện khi ánh sáng bị phân tán bởi nhiều giọt nước, vì các màu khác nhau thoát ra khỏi các giọt nước ở các góc khác nhau.
Cầu vồng có hình bán nguyệt vì các giọt nước không rơi trong một tấm phẳng, nhưng ở các khoảng cách và tốc độ khác nhau. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, cầu vồng xuất hiện như một phần của hình vòng cung, hình bán nguyệt hoặc hình chữ "U". Bạn chỉ nhìn thấy một cầu vồng hình bán nguyệt trên mặt đất bằng mặt trời lúc mặt trời mọc hoặc mặt trời lặn khi mặt trời ở ngay chân trời. Nếu không, bạn thấy một phần nhỏ hơn của vòng cung cầu vồng. Thông thường, bạn chỉ có thể nhìn thấy không quá một nửa vòng tròn của cầu vồng vì nửa vòng tròn khác được ẩn bên dưới đường chân trời. Tuy nhiên, nếu bạn ở vị trí cao hơn các giọt nước, chẳng hạn như trên đỉnh của một tòa nhà cao tầng, có thể thấy cầu vồng tròn đầy.Trung tâm của cầu vồng nằm đối diện trực tiếp với vị trí của mặt trời trên bầu trời, điều đó có nghĩa là bạn có thể nhìn thấy nhiều hơn cầu vồng khi mặt trời đến gần đường chân trời.
Nếu bạn may mắn, bạn có thể thấy cầu vồng đôi (cầu vồng phụ phía trên cầu chính). Các màu theo thứ tự ngược trong cầu vồng thứ cấp, và nó mờ hơn cầu vồng chính vì nhiều ánh sáng thoát ra từ hai phản xạ hơn từ một. Cầu vồng thứ cấp được phân tán trên một khu vực rộng hơn của bầu trời, khiến nó rộng gần gấp đôi so với cầu vồng chính.
Cầu vồng chính và phụ trong cầu vồng đôi thường có một dải màu tối ở giữa chúng. Đây được gọi là ban nhạc Alexanders, sau Alexander of Aphrodisias, người đầu tiên mô tả ban nhạc vào năm 200 sau Công nguyên. Bóng tối của ban nhạc là do không có ánh sáng mặt trời nào bị tán xạ về phía bạn bởi những giọt nước giữa các góc lệch của chính và cầu vồng thứ cấp.
Trình tự cho màu sắc cầu vồng
Trình tự cho các màu sắc cầu vồng luôn giống nhau - đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và bạo lực - bởi vì các màu khác nhau của ánh sáng có bước sóng khác nhau. Màu đỏ luôn xuất hiện đầu tiên, tạo thành vòng cung ngoài cầu vồng, bởi vì nó có bước sóng dài nhất khoảng 650 nanomet. Vì ánh sáng uốn cong ở 42 độ để tạo ra màu này, nên bạn hầu như luôn có thể nhìn thấy nó trong cầu vồng, ngay cả khi các màu khác trong cầu vồng không rõ ràng.
Ánh sáng đỏ bạn nhìn thấy trong cầu vồng đến từ những giọt trong khí quyển cao hơn một chút so với những giọt ánh sáng tán xạ màu tím. Bước sóng ngắn hơn trải qua một sự thay đổi hướng tăng nhẹ, có nghĩa là màu tím luôn xuất hiện lần cuối trên đường viền bên trong cầu vồng vì nó có bước sóng ngắn nhất khoảng 400 nanomet.
Lý thuyết màu sắc của Isaac Newtons
Khoảng năm 1665, Isaac Newton truyền ánh sáng trắng qua lăng kính và quan sát ánh sáng tạo thành cầu vồng được tạo thành từ bảy màu khác nhau. Newton tin rằng màu sắc tương tự như các nốt của thang âm nhạc bắt đầu bằng D và không chứa sắc nét hay căn hộ. Hai trong số các màu - cam và chàm - tương ứng với một nửa bước trong thang đo. Mặc dù sự tương tự âm nhạc của Newton sau đó đã bị từ chối (khi các nhà khoa học phát hiện ra rằng tần số âm nhạc và bước sóng ánh sáng nhìn thấy không bằng nhau), lý thuyết màu sắc của ông cho thấy ánh sáng trắng là hỗn hợp của ánh sáng có màu khác nhau và giúp các thế hệ tương lai hiểu rõ hơn về bản chất của ánh sáng.
Các loại cầu vồng khác
Thay vì cầu vồng, bạn có thể thấy một sương mù, một mặt trăng hoặc cầu vồng đỏ.
Một sương mù tương tự như cầu vồng truyền thống, nhưng nó hình thành khi ánh sáng mặt trời tương tác với các giọt nước chứa trong sương mù, sương mù hoặc mây, chứ không phải là những hạt mưa. Các giọt nước trong một sương mù nhỏ hơn từ 10 đến 1.000 lần so với hạt mưa và hầu như luôn luôn có đường kính nhỏ hơn 0,1 mm. Một cầu vồng có thể được gọi là cầu vồng trắng bởi vì, không giống như cầu vồng truyền thống với bảy màu riêng biệt, nó gần như không có màu. Điều này là do các giọt nước rất nhỏ. Trong khi ánh sáng vẫn phản xạ từ giọt nước quay trở lại về phía bạn, quá trình nhiễu xạ ánh sáng bởi giọt nước có tác dụng vượt trội. Nhiễu xạ mở rộng chùm ánh sáng phản xạ, làm mờ các màu sắc và mang lại vẻ ngoài màu trắng hoặc rất mờ.
Một mặt trăng đôi khi được gọi là cầu vồng mặt trăng. Điều này xảy ra khi ánh sáng bị khúc xạ từ mặt trăng, qua những giọt nước trong không khí.
Moonbows rất hiếm khi được nhìn thấy vì chúng rất mờ nhạt. Lượng ánh sáng được tạo ra bởi ngay cả trăng tròn sáng nhất cũng ít hơn nhiều so với lượng ánh sáng do mặt trời tạo ra. Ngoài ra, trăng tròn không tạo ra đủ ánh sáng để kích thích thụ thể màu hình nón trong mắt người. Tuy nhiên, màu sắc vẫn còn đó, và có thể được chọn bằng cách chụp ảnh phơi sáng lâu. Moonbows phổ biến hơn ở một số nơi trên thế giới, chẳng hạn như Hawaii.
Để nhìn thấy một mặt trăng, mặt trăng phải ở gần hoặc ở giai đoạn đầy đủ nhất của nó và ở góc dưới 42 độ trên bầu trời. Ngoài ra, bầu trời đêm cần rất tối, và phải có mưa rơi đối diện với mặt trăng hoặc một nguồn nước khác, như thác nước.
Để nhìn thấy một mặt trăng, mặt trăng phải ở phía sau bạn. Thời gian phát hiện mặt trăng tối ưu là một vài giờ sau khi mặt trời lặn hoặc trước khi mặt trời mọc.
Nếu bạn tình cờ nhìn thấy cầu vồng đỏ vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn, bạn đã phát hiện ra cầu vồng đơn sắc. Vào những thời điểm này trong ngày, ánh sáng mặt trời di chuyển một khoảng cách lớn hơn trong bầu khí quyển, phân phối các bước sóng màu xanh lam và tím ngắn hơn. Các bước sóng màu xanh và tím không thể nhìn thấy bằng mắt người, do đó cầu vồng dường như hoàn toàn màu đỏ.
Ghi nhớ màu sắc cầu vồng
Một cách dễ dàng để ghi nhớ các màu sắc của cầu vồng theo đúng thứ tự là với một bản ghi nhớ, một cụm từ lấy chữ cái đầu tiên của mỗi màu và tạo thành một từ mới. Khi ghép lại, các từ tạo thành một cụm từ dễ nhớ. Một kiểu ghi nhớ phổ biến cho màu sắc cầu vồng là Richard Of York Gave Battle In Vain, nhưng thật dễ dàng để tạo ra một thứ hấp dẫn bạn.
Một cách dễ dàng khác để ghi nhớ chuỗi màu sắc của cầu vồng là tên "Roy G. Biv."
Làm cầu vồng của riêng bạn
Tất cả bạn cần để làm cho cầu vồng của riêng bạn là mặt trời và một vòi nước. Đứng dựa lưng vào mặt trời để bạn đối mặt với nó. Xịt vòi nước lên không trung để thấy cầu vồng nhỏ. Di chuyển vòi lên hoặc xuống nếu bạn cần. Điều này hoạt động tốt nhất vào những ngày rất nắng.
Một cách khác để tạo ra cầu vồng là giữ một lăng kính thủy tinh lên cửa sổ để ánh sáng chiếu qua nó.