1
Cầu vồng là hiện tượng vật lý 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.
Cầu vồng là hiện tượng vật lý
Xem thêm: các hiện tượng vật lý
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.
Tại sao không đến được chân cầu vồng?Chẳng bao giờ bạn đến được chân trời, cũng như không thể bay tới chân cầu vồng. Đó là bởi cả hai trường hợp đều cần khoảng cách xa giữa vật thể và người quan sát mới tạo nên hiệu ứng.Cầu vồng thực chất gồm nhiều giọt nước hấp thụ ánh sáng theo cách nào đó. Những giọt nước tròn, trong vắt khúc xạ và phản xạ một vài tia sáng tới người quan sát. Ánh sáng có bước sóng khác nhau khúc xạ ở những góc khác nhau, vì thế ánh sáng trắng của mặt trời được phân tách ra thành một dải ánh sáng nhiều màu.Vì những cảnh tượng rực rỡ này được tạo thành từ ánh sáng và nước, nên đừng hy vọng tìm kiếm điểm dừng chân của nó. Hiện tượng quang học này phụ thuộc vào việc bạn phải đứng cách xa các giọt nước, và mặt trời phải ở sau lưng.Các hiện tượng cầu vồng thú vị trong cuộc sốngCầu vồng đôiHiện tượng cầu vồng đôi
Xem thêm: quang phổ liên tục là gì
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 đêmHiện tượng 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 nướcBạn có thể thấy cầu vồng tại các thác nước lớn
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 trắng” hay còn gọi là “cầu vồng ma”.Cầu vồng trắng còn được 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 duy nhất
2
Bong bóng xà phòng không chỉ đẹp mà còn giúp giải thích một hiện tượng khoa học thú vị.
Bong bóng xà phòng có màu cầu vồng là do các sóng ánh sáng phản xạ từ các mặt đối diện của thành bong bóng giao thoa nhau.
Một số các bước sóng (màu sắc) triệt tiêu lẫn nhau, đồng thời cũng có những bước sóng khác được củng cố. Thành bong bóng thực chất là một màng nước mỏng, được bảo vệ bởi một lớp phân tử chất tẩy rửa ở mỗi bên. Việc màu sắc nào được gia cố đều phụ thuộc vào độ dày của màng nước.
Nếu bạn quan sát kỹ các bọt nước trong bồn tắm, bạn sẽ thấy rằng màu sắc dần dần thay đổi khi màng nước thoát ra dưới tác dụng của trọng lực.
Isaac Newton là người đã nhận thấy điều này và chuyển phát hiện này hữu dụng để thiết lập một thí nghiệm trong đó tất cả nước cùng thoát ra khỏi đỉnh của bong bóng.
Nó sẽ để lại một vệt đen được gọi là ‘màng đen Newton’- Newton black film, bao gồm hai lớp phân tử chất tẩy rửa. Bằng cách theo dõi sự thay đổi màu sắc, Newton đã có thể tính toán kích thước của các phân tử chất tẩy rửa, đây có thể nói là một thành tựu đáng chú ý!
