Vì sao có cầu vồng?

Cầu vồng là một trong những hiện tượng tự nhiên đẹp nhất mà chúng ta có thể dễ dàng quan sát sau những cơn mưa lớn vào ban ngày. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao lại có cầu vồng không? Hãy cùng tìm hiểu về hiện tượng này và những sự thật thú vị liên quan đến cầu vồng.

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 một 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.

Lý giải nguyên nhân hình thành 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.

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.

Cầu vồng chỉ là ảo ảnh?

Do cầu vồng chỉ là một ảo ảnh nên nó không có điểm kết thúc thực sự. Ánh sáng tạo nên cầu vồng hình thành ở một khoảng cách và góc nhất định với mắt người quan sát. Khoảng cách này luôn tồn tại giữa người xem với hiện tượng. Thay vào đó, vị trí của cầu vồng liên tục dịch chuyển theo góc nhìn của chúng ta.

Tia sáng mặt trời khúc xạ với những hạt mưa nhất định tạo ra hình ảnh cầu vồng trong mắt một người, nhưng đồng thời những tia sáng này cũng khúc xạ với những hạt mưa khác theo góc khác trong tầm mắt của ai đó. Chính bởi vậy màu sắc cầu vồng nhìn thấy của mỗi người khác nhau, dù đứng cùng một vị trí và ngắm cùng một cầu vồng.

Ý nghĩa của màu sắc của cầu vồng trong triết học hiện đại

Cầu vồng là một dải màu liên tục, trong đó có 7 màu nổi bật là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Các bức xạ hồng ngoại và tử ngoại nằm ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy của mắt người, nên không hiển diện.

Ý nghĩa của màu sắc trong triết học hiện đại có thể được giải thích như sau:

• Đỏ: Màu đầu tiên của cầu vồng từ trên xuống, biểu thị niềm đam mê, sức sống, sự nhiệt tình và an ninh.
• Cam: Màu năng động đại diện cho sự sáng tạo, thực tế, vui tươi cũng như cân bằng hoặc kiểm soát.
• Vàng: Màu của ánh nắng mặt trời, đại diện cho sự rõ ràng của suy nghĩ, trí tuệ, trật tự và năng lượng.
• Lục: Màu trung gian của cầu vồng và biểu thị khả năng sinh sản, tăng trưởng, cân bằng, sức khỏe và sự giàu có.
• Lam: Màu thứ năm của cầu vồng, liên tưởng đến bầu trời và các đại dương rộng lớn, có liên quan đến tâm linh và thần thánh.
• Chàm: Màu huyền bí, đại diện cho sự năng động và khả năng ngoại cảm.
• Tím: Màu cuối cùng của cầu vồng, liên quan đến tâm linh và là nguồn cảm hứng cho các nghệ sĩ.

Và ở những nền văn hóa khác nhau, cầu vồng còn mang những ý nghĩa phong phú khác nhau, đại diện cho thần linh, cao cả khi giác ngộ hoặc là hiện thân của quỷ dữ.

Những sự thật thú vị về cầu vồng mà có thể bạn chưa biết

• 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, do sự nhiễu xạ ánh sáng giúp chúng ta nhìn thấy được cả góc 52 độ so với ánh sáng mặt trời.
• Đôi khi cầu vồng cũng xuất hiện vào ban đêm dưới ánh sáng của mặt trăng, được gọi là “Moonbow”. Hiện tượng này thường xuất hiện tại các hòn đảo nhiệt đới như vùng Caribbean, nơi có mưa lớn vào ban đêm.
• Nếu bạn có dịp đi đến các thác nước lớn, khả năng bắt gặp cầu vồng cũng khá cao. 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.
• Đôi khi cầu vồng có màu trắng, được tạo ra từ những hạt sương cực nhỏ. Do hạt sương quá nhỏ, không thể khúc xạ ánh sáng ra thành nhiều màu sắc như hạt nước mưa, nên chỉ tạo ra một cầu vồng màu trắng duy nhất.

Đó là những điều thú vị về cầu vồng mà có thể bạn chưa biết. Hiện tượng này mang một vẻ đẹp kỳ diệu và ý nghĩa sâu sắc trong tự nhiên. Hãy cùng nhìn những bức ảnh đẹp của cầu vồng sau mưa và tận hưởng sự mê hoặc của nó!

Cầu vồng là một hiện tượng đẹp và kỳ diệu của tự nhiên, chúng ta hãy trân trọng và thưởng thức sự tuyệt vời mà nó mang lại.

Nguồn ảnh: Tadashi Tattoo, Khoahoc.tv