Cầu vồng được hình thành thế nào?

Sự hình thành cầu vồng là hiện tượng quang học tự nhiên

Có thể hiểu đơn giản, cầu vồng mà chúng ta nhìn thấy sau mỗi trận mưa bão là do ánh sáng mặt trời chiếu vào những giọt nước nhỏ, gần tròn như trong không khí làm cho ánh sáng bị tán sắc và phản xạ. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào giọt nước sẽ chiếu tới những góc khác nhau, những giọt nước nhỏ cũng sẽ bị phản xạ ở những góc khác nhau, trong đó phản xạ ở góc 40 - 42 độ là mạnh nhất nên tạo thành cầu vồng mà 'chúng ta nhìn thấy'.

Về nguyên lý hình cầu vồng: khi ánh sáng mặt trời chiếu vào những giọt nước trong không khí, ánh sáng bị khúc xạ và phản xạ, tạo thành quang phổ hình vòng cung đầy màu sắc trên bầu trời.

Vào mùa hè, bầu trời quang đãng sau cơn mưa và mặt trời chiếu sáng rực rỡ. Khoảnh khắc bầu trời xuất hiện cầu vòng tựa như một dải ruy băng rực rỡ sắc màu trải trên mặt trời với sắc đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Tại sao cầu vồng có nhiều màu sắc xuất hiện trên bầu trời?

Màu sắc của cầu vồng chủ yếu bắt nguồn từ hiệu ứng phân tán của lăng kính đối với ánh sáng trắng, được phân giải thành 7 màu có thể phân biệt được và do phản xạ bên trong nên dãy màu này bị đảo ngược.

Thông thường, hạt mưa càng lớn sẽ xuất hiện cầu vồng càng sáng rõ. Những hạt mưa có kích thước khác nhau sẽ cho ra màu sẵ cầu vòng khác nhau, thậm chí còn xuất hiện cầu vồng màu trắng.

Vậy tại sao cầu vồng lại cong?

Cầu vồng bị cong là do ánh sáng có màu sắc khác nhau bị khúc xạ bởi những giọt nước ở nhiều mức độ khác nhau.

Do bề mặt Trái đất là bề mặt cong và được bao phủ bởi bầu khí quyển dày nên hàm lượng nước trong không khí sau cơn mưa cao hơn bình thường và hiện tượng khúc xạ xảy ra khi ánh sáng mặt trời chiếu vào những giọt nước nhỏ trong không khí.

Cùng với đó, do khí quyển trên bề mặt Trái đất có dạng vòng cung nên ánh sáng mặt trời bị khúc xạ trên bề mặt tạo thành cầu vồng hình vòng cung mà chúng ta nhìn thấy.

Những điều ít biết về cầu vồng

Cầu vồng hay mống hoặc quang phổ là hiện tượng tán sắc của các ánh sáng từ Mặt Trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước mưa. Ở nhiều nền văn hóa khác nhau, cầu vồng xuất hiện được coi là mang đến điềm lành cho nhân thế. Tùy vào số lần phản xạ mà người ta phân ra làm cầu vồng bậc 1, bậc 2...

Cầu vồng hiếm khi xuất hiện vào buổi trưa

Cầu vồng thường được nhìn thấy vào buổi sáng hoặc chiều tối, do hiện tượng tán sắc ở ánh sáng mặt trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước mưa ở nền nhiệt độ khoảng 42 độ C. Nhiệt độ thường cao hơn mức thích hợp trên vào buổi trưa nên cầu vồng ít khi hình thành.

Cầu vồng có thể xuất hiện vào ban đêm

Cầu vồng xuất hiện vào ban đêm được gọi là cầu vồng mặt trăng. Có hiện tượng này là do cầu vồng được tạo ra bởi ảnh sáng phản chiều trên bề mặt mặt trang chứ không phải từ ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Không thể nhìn thấy hết tất cả các màu của cầu vồng

Ngoài 7 sắc màu cơ bản của cầu vồng mà chúng ta vẫn hay nhìn thấy thì nó còn được tạo thành từ hơn một triệu màu tán sắc liên tiếp, bao gồm cả những màu mà mắt thường không nhìn thấy được.

Nhiều cầu vồng có thể được hình thành cùng một thời điểm

Người quan sát có thể cùng lúc nhìn thấy nhiều hơn một cầu vồng khi ánh sáng khúc xạ lại bên trong giọt nước và chia thành các màu sắc thành phần. Cầu vồng đôi xuất hiện khi điều này xảy ra bên trong giọt nước hai lần, gấp ba khi nó xảy ra ba lần và thậm chí gấp bốn lần nếu nó xảy ra bốn lần.