Sự hình thành cầu vồng: Một phép màu của quang học
Cầu vồng, một cảnh tượng ngoạn mục tô điểm cho bầu trời sau cơn mưa, là một hiện tượng quang học tự nhiên làm say đắm cả trẻ em lẫn người lớn. Dù thoáng qua, nhưng sự lộng lẫy của nó luôn để lại ấn tượng lâu dài.
Nguồn gốc của cầu vồng
Cầu vồng hình thành khi ánh sáng mặt trời đi qua các giọt nước trong không khí. Những giọt nước nhỏ này hoạt động như những lăng kính nhỏ, bẻ cong và tán sắc ánh sáng thành các màu của quang phổ.
Sự bẻ cong của ánh sáng
Khi ánh sáng đi vào một giọt nước, nó bị bẻ cong theo định luật khúc xạ. Định luật này chỉ ra rằng ánh sáng thay đổi hướng khi đi từ một môi trường sang môi trường khác, chẳng hạn như từ không khí vào nước. Mỗi bước sóng màu của ánh sáng bị bẻ cong ở một góc hơi khác nhau, với các màu tím bị bẻ cong nhiều nhất và các màu đỏ bị bẻ cong ít nhất.
Sự tán sắc ánh sáng
Sau khi ánh sáng bị bẻ cong, nó sẽ tiếp tục đi qua giọt nước. Trong quá trình này, các màu khác nhau của ánh sáng bị tách ra, hoặc tán sắc. Điều này xảy ra vì các bước sóng màu khác nhau có tốc độ khác nhau khi đi qua chất lỏng, dẫn đến sự bẻ cong ở các góc khác nhau.
Sự phản xạ của ánh sáng
Khi ánh sáng đi đến mặt sau của giọt nước, một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ trở lại không khí. Ánh sáng phản xạ này sau đó bị bẻ cong một lần nữa khi thoát ra khỏi giọt nước. Sự bẻ cong kép này dẫn đến việc các màu của quang phổ được tách biệt và tạo thành một vòng tròn hoàn chỉnh, được gọi là cầu vồng.
Vị trí của người quan sát
Để nhìn thấy cầu vồng, người quan sát phải đứng giữa mặt trời và các giọt nước trong không khí. Mặt trời phải ở phía sau người quan sát, trong khi các giọt nước phải ở phía trước. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các giọt nước, nó sẽ được bẻ cong, tán sắc và phản xạ, tạo ra ảo ảnh của một vòng tròn nhiều màu sắc trên bầu trời.
Sự biến mất của cầu vồng
Cầu vồng là một hiện tượng thoáng qua, thường kéo dài chỉ trong vài phút. Khi các giọt nước trong không khí bay hơi hoặc chuyển động, sự sắp xếp cần thiết để tạo ra cầu vồng sẽ bị phá vỡ và cầu vồng sẽ biến mất.
Sự hình thành cầu vồng là một minh chứng tuyệt đẹp cho sức mạnh của quang học tự nhiên. Hiện tượng này nhắc nhở chúng ta về vẻ đẹp và sự kỳ diệu vốn có trong thế giới xung quanh chúng ta. Cho dù chúng ta có nhìn thấy bao nhiêu lần đi chăng nữa, cầu vồng vẫn luôn khiến chúng ta ngạc nhiên và thích thú.