Khi nhìn lên bầu trời, chúng ta thường thấy màu xanh rực rỡ trải dài từ nguyên nhân là gì? Màu xanh của bầu trời là một điều bí ẩn đã gây tò mò và khám phá cho con người suốt hàng thế kỷ. Hãy cùng tìm hiểu lý do tại sao bầu trời lại có màu xanh.
Vì sao bầu trời lại có màu xanh?
Bầu trời có màu xanh là do hiện tượng gọi là phân tán ánh sáng. Ánh sáng mặt trời bao gồm nhiều màu khác nhau, từ màu đỏ đến màu tím, và tất cả các màu này có bước sóng khác nhau. Khi ánh sáng từ mặt trời đi qua không khí, nó tương tác với các phân tử khí trong không khí.
Phân tử khí trong không khí tương tác với ánh sáng bằng cách hấp thụ và phát lại nó trong mọi hướng. Tuy nhiên, các phân tử khí như các phân tử nitrogen (N2) và oxygen (O2) trong không khí có kích thước nhỏ hơn so với độ dài sóng của ánh sáng màu xanh lá cây. Khi ánh sáng màu xanh lan truyền qua không khí, nó gặp phản xạ và phân tán nhiều hơn so với các màu khác có bước sóng dài hơn.
Quá trình phân tán làm cho ánh sáng màu xanh được phân tán trong mọi hướng, làm cho chúng lan tỏa khắp bầu trời. Điều này tạo ra hiệu ứng chung khiến bầu trời trông xanh.
Ngoài ra, cũng có một yếu tố khác ảnh hưởng đến màu sắc của bầu trời là tia sáng màu đỏ và màu vàng có bước sóng dài hơn được phân tán ít hơn. Vì vậy, khi mặt trời ở góc thấp trên bầu trời, như vào buổi sáng hoặc hoàng hôn, ánh sáng phải đi qua một lớp không khí dày hơn trước khi đến tới chúng ta. Trong quá trình đó, hầu hết ánh sáng màu xanh đã bị phân tán đi, còn lại chỉ có ánh sáng màu đỏ và màu vàng được chúng ta quan sát. Điều này làm cho bầu trời có màu đỏ và màu vàng vào thời điểm này.
Tóm lại, bầu trời trông xanh do hiện tượng phân tán ánh sáng màu xanh trong không khí.
Bước sóng là gì?
Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp trên một chu kỳ của sóng. Nó được đo từ vị trí tương đối của hai điểm trên sóng, chẳng hạn từ đỉnh sóng đến đỉnh sóng, hay từ nút sóng đến nút sóng.
Trong một sóng điện từ, như ánh sáng hoặc sóng âm, bước sóng đại diện cho khoảng cách giữa hai điểm trên chu kỳ sóng đó. Đơn vị thông thường để đo bước sóng là mét (m), tuy nhiên, trong trường hợp ánh sáng, các đơn vị như nanômét (nm) hay ångström (Å) cũng được sử dụng vì bước sóng của ánh sáng rất nhỏ.
Bước sóng liên quan mật thiết đến tần số của sóng. Tần số chỉ số lượng sóng xuất hiện trong một đơn vị thời gian cố định, trong khi bước sóng chỉ đo khoảng cách giữa hai điểm trên sóng. Hai đại lượng này có mối quan hệ nghịch đảo, tức là khi tần số tăng, bước sóng giảm, và ngược lại.
Ví dụ, trong trường hợp ánh sáng, ánh sáng có màu đỏ có bước sóng dài hơn so với ánh sáng màu xanh. Bước sóng của ánh sáng đỏ là khoảng 700 nm, trong khi ánh sáng xanh có bước sóng khoảng 500 nm. Điều này cho thấy rằng ánh sáng màu đỏ có bước sóng dài hơn ánh sáng màu xanh.
Sóng ánh sáng là gì?
Sóng ánh sáng là một dạng sóng điện từ (electromagnetic wave) mà mắt người có khả năng nhìn thấy. Nó là một loại sóng phát ra từ các nguồn ánh sáng, chẳng hạn như mặt trời, đèn sợi đốt, hoặc các thiết bị phát sáng khác.
Sóng ánh sáng được tạo thành từ các trường điện và trường từ dao động theo một cách đặc biệt và lan truyền thông qua không gian. Sự dao động của các trường này tạo ra sự biến đổi của trường điện và trường từ theo thời gian và không gian, tạo thành một chu kỳ sóng.
Ánh sáng có thể tồn tại ở nhiều màu sắc khác nhau, được gọi là “phổ điện từ”. Phổ điện từ bao gồm các màu từ màu đỏ có bước sóng dài đến màu tím có bước sóng ngắn hơn. Các màu khác nhau tương ứng với các bước sóng và tần số khác nhau của sóng ánh sáng.
Sóng ánh sáng có khả năng truyền đi trong không gian hoặc qua các chất khác nhau như không khí, nước hay kính. Khi gặp phần tử vật chất, nó có thể bị hấp thụ, phản xạ, phân tán hoặc giao thoa tùy thuộc vào tính chất của vật chất đó.
Ánh sáng có vai trò quan trọng trong quan sát và truyền thông. Nó cho phép chúng ta nhìn thấy các đối tượng xung quanh, tạo ra hình ảnh trong máy ảnh và mắt người, và được sử dụng trong nhiều công nghệ khác nhau như viễn thông.
Bảng bước sóng các màu sắc
Dưới đây là bảng bước sóng các màu sắc chính:
Tím: 380 – 450 nm
Xanh lam: 450 – 495 nm
Xanh lá cây: 495 – 570 nm
Vàng: 570 – 590 nm
Cam: 590 – 620 nm
Đỏ: 620 – 750 nm
Trên thực tế, màu xanh của bầu trời là kết quả của hiện tượng phân tán ánh sáng. Điều này xảy ra khi ánh sáng mặt trời đi qua khí quyển và va chạm với các phân tử khí. Phân tử khí trong khí quyển phân tán ánh sáng màu xanh nhiều hơn so với các màu khác trong quang phổ màu sắc. Do đó, mắt người nhìn lên bầu trời sẽ thấy màu xanh trên khắp không gian. Việc hiểu được nguyên nhân này không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vũ trụ xung quanh mình, mà còn mang lại sự thích thú và kỳ diệu trong quá trình tìm hiểu và khám phá sự tồn tại của màu xanh trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
