Tại sao bầu trời có màu xanh? Trong khi đó, Trái đất được bao trùm bởi một tầng khí quyển trong suốt với 7 gam màu: đỏ, vàng cam, lục, lam , chàm, tím.
Với dải màu 7 sắc đã tạo nên ánh sáng trắng mà chúng ta đã học được trong môn vật lý. Vậy màu xanh da trời ấy từ đâu mà có? Hãy cùng VITINFO khám phá điều kỳ diệu này nhé!
Lý giải tại sao bầu trời có màu xanh
Ánh sáng khả biến
Ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy được (ánh sáng khả kiến) là một phần nhỏ của phổ điện từ mà tần số ánh sáng rơi vào vùng mà mắt có thể nhìn thấy được.
Với một bước sóng sẽ mang năng lượng khác nhau từ đó sẽ sinh ra màu sắc khác nhau.
Trong dải quang phổ khả kiến, thì ánh sáng đỏ mang bước sóng dài nhất, ít năng lượng nhất và cũng mang tần số thấp nhất.
Còn ánh sáng màu tím có bước sóng ngắn nhất thì sẽ có tần số cao nhất và mang năng lượng lớn nhất.
Ánh sáng trong không khí
Trong không gian, nếu ánh sáng không bị làm nhiễu loạn thì nó sẽ di chuyển theo một đường thẳng.
Khi bước sóng thay đổi hay bị cản bởi các hạt bụi trong bầu khí quyển mà nó chiếu vào sẽ làm ảnh hưởng đến hướng di chuyển của ánh sáng.
Kích thước của hạt bụi và nước ở trong không khí sẽ lớn hơn so là bước sóng của ánh sáng khả kiến.
Khi chiếu vào những hạt có kích thước lớn hơn, ánh sáng bị các vật cản hấp thu hoặc bị phản xạ lại theo nhiều hướng khác nhau.
Tán xạ Rayleigh
Ngoài những hạt bụi bụi và nước, trong khí quyển còn chứa các phân tử khí. Các hạt phân tử khí có kích thước nhỏ hơn là bước sóng của ánh sáng khả kiến.
Do đó, trong ánh sáng trắng sẽ có 1 số bước sóng ( tương ứng với các màu trong dải 7 sắc) dễ bị hấp thụ, còn 1 số bước sóng khác sẽ khó hấp thụ hơn.
Vì thế, So với bước sóng dài (như màu đỏ) sẽ bị hấp thụ ít hơn các bước sóng ngắn (như màu xanh dương).
Đây được gọi là quá trình tán xạ Rayleigh. Được một nhà vật lý học người Anh, Lord John Rayleigh phát hiện ra hiện tượng này vào năm 1871.
Rayleigh đã chứng minh được: ” Hệ số tán xạ của một vật sẽ tỷ lệ nghịch với bước sóng của ánh sáng”. Do đó, Ánh sáng có bước sóng càng dài, tần số càng ngắn càng chứa ít năng lượng và ngược lại.
Màu xanh của bầu trời là do tán xạ Rayleigh
Áp dụng công thức tán xạ Rayleigh để giải thích cho sự tán xạ ánh sáng trong khí quyển của Trái Đất.
Bước sóng của ánh sáng từ 100~1000 nm lớn hơn nhiều so với kích thước của các phân tử khí chỉ có 10 nm
Hầu hết những bước sóng dài có thể đi xuyên qua khi ánh sáng đi vào khí quyển của Trái Đất do không bị các phân tử khí hấp thụ.
Các bước sóng dài như ánh sáng đỏ, vàng hay cam sẽ bị không khí làm cho ảnh hưởng. Với những ánh sáng có bước sóng ngắn do bị hấp thụ ánh sáng sẽ bị tán xạ ra nhiều hướng.
Lúc đó, khắp bầu trời sẽ được tán xạ một màu xanh.
Khoảng cách càng xa thì chúng ta càng thấy màu xanh trên bầu trời càng nhạt màu hơn, đặc biệt là khi nhìn về phía đường chân trời.
Bởi khi ánh sáng xanh đến được vị trí của bạn. Nó bị tán xạ ánh sáng, phải đi qua thêm nhiều lớp không khí, 1 phần khác tiếp tục bị tán xạ theo nhiều hướng khác nên chúng ta sẽ thấy màu xanh nhạt dần theo khoảng cách mắt ta hướng tới.
Vì thế, vị trí của bạn càng xa thì màu xanh nhìn thấy càng nhạt dần.
Thế giới tự nhiên luôn tồn tại những điều vô cùng ly kỳ và huyền bí với những hiện tượng khiến chúng ta tò mò muốn khám phá.
Cũng như hiện tượng bầu trời có màu xanh, vậy có khi nào bạn thắc mắc tại sao lại có gió và nó được sinh ra từ đâu?
Giải thích bầu trời vì sao không phải là màu tím?
Theo kết quả nghiên cứu, thì màu tím mới là màu có bước sóng ngắn nhất. Sao ầu trời lại không ra là màu tím nhỉ? Chắc cũng là câu hỏi nhiều bạn thắc mắc.
Nguyên nhân chính là do của mắt người trong việc nhìn ra màu sắc. Mắt sẽ nhạy cảm với ánh sáng bước sóng từ 380 nm – 740 nm.
Võng mạc mắt có tới 5 triệu tế bào hình nón phát hiện được màu sắc và 10 triệu tế bào hình que để cảm biến ánh sáng.
Trong đó, mỗi tế bào nón có chứa các sắc tố có phản ứng với từng loại bước sóng khác nhau như từ ngắn, trung bình đến dài. Để nhìn thấy chính xác nhất màu sắc, chúng ta cần phải sử dụng cả 3 loại bước sóng này.
Mỗi tế bào hình nón gây ra phản ứng khác nhau với các bước sóng. Gồm 3 loại bước sóng: 570 nm (dài), 543 nm (trung bình), và 442 nm (bước sóng ngắn).
Với 1 số bước sóng ở diện rộng và có hiện tượng chồng chéo lên nhau 3 loại tế bào nón này có thể phản ứng với nhau. Vì vậy mà sẽ có 2 quang phổ khác nhau cùng tạo nên 1 phản ứng trên các tế bào nón.
Và chính xác là, bầu trời là 1 hỗn hợp giữa màu xanh và màu tím. Các tế bào hình nón trong ở mắt ta sẽ có phản ứng và chỉ nhìn thấy hai màu trắng và xanh thôi.
Cuối cùng, tín hiệu được hệ thần kinh phân tích cho ta nhìn thất chỉ là màu xanh. Việc này cũng tương tự như khi chúng ta làm thử thí nghiệm trộn màu đỏ với màu xanh lá để được màu vàng.
Với các thông tin ở trên, hy vọng các bạn đã tìm được đáp án cho câu hỏi tại sao bầu trời có màu xanh được nêu lên đầu bài. Hãy cùng VITINFO khám phá những bí ẩn của thiên nhiên tại đây nhé!
Nếu bạn có quan tâm hay thắc mắc về vấn đề gì hãy để lại comment phía dưới. VITINFO sẽ giúp bạn trả lời nhé.