Trong thế giới tự nhiên, một hiện tượng đẹp mắt và thú vị xuất hiện khi một cầu vồng xuất hiện sau những cơn mưa. Cầu vồng đã luôn là nguồn cảm hứng cho con người suốt hàng thế kỷ. Một trong những câu hỏi đặt ra liên quan đến cầu vồng đó chính là: “Vì sao cầu vồng lại tròn và thường kép?” Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá nguyên nhân đằng sau hiện tượng này và giải thích chi tiết về cách cầu vồng được hình thành.
Hình thành cầu vồng
Tia sáng đi qua giọt nước
Khi ánh sáng từ mặt trời chiếu qua các giọt nước trong không khí, nó sẽ bị lăn xạ – tức là gấp đôi góc so với đường đi ban đầu. Ánh sáng bao gồm một loạt các màu sắc khác nhau, và mỗi màu sẽ bị lăn xạ ở một góc khác nhau. Điều này dẫn đến hiện tượng gọi là phân tán ánh sáng, khiến chúng ta thấy các màu sắc khác nhau.
Góc lăn xạ
Đối với cầu vồng, góc lăn xạ quan trọng để hiện thị các màu sắc đầy đủ của ánh sáng. Điều này xảy ra khi ánh sáng đi qua giọt nước và bị lăn xạ ít nhất hai lần. Khi ánh sáng rơi vào giọt nước, nó được lăn xạ ra khỏi giọt nước trước khi lại bị lăn xạ một lần nữa khi ra khỏi giọt nước.
Tạo hình tròn của cầu vồng
Góc 42 độ
Góc lăn xạ của ánh sáng từ một giọt nước trong không khí là khoảng 42 độ. Do đó, chúng ta sẽ thấy ánh sáng lăn xạ từ mỗi giọt nước theo hình dạng của một vòng cung có bán kính 42 độ. Khi chúng ta nhìn từ một góc độ nhất định, các vòng cung này sẽ kết hợp lại và tạo thành cầu vồng tròn.
Màu sắc của cầu vồng
Mỗi màu sắc trong cầu vồng tương ứng với góc lăn xạ khác nhau. Quan trọng nhất là màu đỏ có góc lăn xạ ít nhất, khoảng 42 độ, và màu tím có góc lăn xạ cao nhất, khoảng 40 độ. Những màu sắc khác như cam, vàng, xanh lá cây và xanh dương nằm giữa hai màu chính này.
Cầu vồng kép
Hình thành cầu vồng thứ hai
Trong một số trường hợp, khi ánh sáng đi qua giọt nước và bị lăn xạ hai lần, chúng ta có thể thấy một cầu vồng thứ hai ở phía ngoài cầu vồng chính. Cầu vồng thứ hai này có màu sắc ngược lại so với cầu vồng chính, tức là màu tím nằm bên trong và màu đỏ nằm bên ngoài.
Góc lăn xạ cho cầu vồng thứ hai
Góc lăn xạ để tạo ra cầu vồng thứ hai là khoảng 51 độ, lớn hơn so với góc lăn xạ của cầu vồng chính. Do đó, khi ánh sáng đi qua giọt nước và bị lăn xạ hai lần, các màu sắc sẽ được phân tán theo một cách khác, tạo thành cầu vồng thứ hai với màu sắc ngược lại.
Kết luận
Cầu vồng là một hiện tượng thiên nhiên đẹp mắt và kỳ diệu. Nguyên nhân cầu vồng lại tròn và thường kép là do ánh sáng từ mặt trời đi qua giọt nước trong không khí và bị lăn xạ. Góc lăn xạ của ánh sáng quyết định hình dạng và màu sắc của cầu vồng. Mỗi giọt nước tạo ra một vòng cung và khi nhìn từ một góc độ nhất định, các vòng cung này kết hợp thành cầu vồng tròn. Cầu vồng thứ hai xuất hiện khi ánh sáng bị lăn xạ hai lần trong giọt nước, tạo ra một cầu vồng có màu sắc ngược lại. Hiện tượng này làm cho cầu vồng trở nên hấp dẫn và đa dạng màu sắc.
