Cầu vồng là một trong những hiện tự nhiên đẹp nhất mà con người có thể quan sát bằng mắt thường khi có những cơn mưa lớn và sau đó sẽ xuất hiện 1 vệt đủ màu sắc. Cầu vồng là gì, giải thích hiện tượng cầu vồng theo vật lý Bài viết dưới đây sẽ giải thích chi tiết cho bạn.
Cầu vồng là gì
Sau những cơn mưa lớn thường hay xuất hiện cầu vồng mà nhiều người thương cho rằng khi thấy cầu vồng thì may mắn sẽ đến. Thật ra cầu vồng là hiện tượng quang học tán sắc của các ánh sáng từ 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).
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.
Giải thích hiện tượng cầu vồng theo vật lý
Trên thực tế cầu vồng không phải là một vật thể xác định, mà cầu vồng chỉ là hình ảnh phản chiếu của ánh sáng Mặt Trời qua những giọt nước trong không khí, hiện tượng này còn được biết với tên 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.
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.
Giải thích hiện tượng xuất hiện cầu vồng đôi theo vật lý
Có lúc bạn có thêt nhìn thấy được hiện tượng cầu vồng đôi, hiện tượng cầu vông đôi là hiện tượng mà ở đó một cầu vồng phụ khác xuất hiện phía trên cầu vồng chính cùng với đó màu sắc bị đảo ngược so với cầu vồng chính và mờ nhạt hơn.
Hiện tượng cầu vồng đôi 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.
Giải thích hiện tượng xuất hiện cầu vồng màu trắng theo vật lý
Khi biết đến cầu vồng bất cứ ai cũng nghĩ là cầu vồng có 7 màu, nhưng thật chất có lúc cầu vồng chỉ có một màu và đó là hiện tượng “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.
Giải thích hiện tượng xuất hiện cầu vồng đêm theo vật lý
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.
Giải thích hiện tượng xuất hiện cầu vồng thác nước theo vật lý
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.
Hi vọng những thông tin bên trên của chúng tôi đã giúp bạn hiểu hơn về Cầu vồng là gì, giải thích hiện tượng cầu vồng theo vật lý rồi nhé. Chúc các bạn luôn vui vẻ