Chúng ta thường thấy bầu trời có màu xanh vào ban ngày, nhưng không phải ai cũng hiểu lý do đằng sau hiện tượng này. Vậy tại sao bầu trời lại không có màu khác? Hãy cùng khám phá lời giải thích khoa học đầy thú vị.
Bầu trời xanh và ánh sáng mặt trời
Bạn có biết, màu xanh của bầu trời mà chúng ta thấy hàng ngày không phải là màu thực sự của nó? Bầu trời tự bản thân nó không có màu. Vậy màu xanh ấy đến từ đâu? Tất cả là nhờ vào ánh sáng Mặt Trời và cách nó tương tác với bầu khí quyển của Trái Đất chúng ta.
Ánh sáng Mặt Trời, khi đến được Trái Đất, thoạt nhìn có vẻ là màu trắng. Nhưng thực chất, nó là tập hợp của rất nhiều màu sắc khác nhau, từ đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím – giống như cầu vồng vậy đó! Mỗi màu sắc này có một bước sóng khác nhau.
Hiện tượng Tán xạ Rayleigh
Vậy tại sao trong số tất cả các màu đó, chúng ta lại chỉ nhìn thấy màu xanh là chủ yếu? Câu trả lời nằm ở một hiện tượng vật lý thú vị mang tên tán xạ Rayleigh.
Bầu khí quyển của chúng ta được cấu tạo từ vô số các hạt nhỏ li ti, chủ yếu là các phân tử khí nitơ và oxy. Khi ánh sáng Mặt Trời đi vào bầu khí quyển, nó sẽ va chạm và bị "phân tán" bởi những hạt này. Hiện tượng này được gọi là tán xạ.
Điều đặc biệt của tán xạ Rayleigh là nó tác động mạnh hơn đến các bước sóng ánh sáng ngắn hơn. Trong dải quang phổ của ánh sáng trắng:
+ Màu xanh lam và tím có bước sóng ngắn nhất.
+ Màu đỏ và cam có bước sóng dài nhất.
Vì vậy, khi ánh sáng Mặt Trời đi qua khí quyển, các hạt nhỏ trong không khí sẽ tán xạ (phân tán) ánh sáng xanh và tím mạnh mẽ hơn rất nhiều so với các màu khác.
Vậy tại sao bầu trời lại xanh mà không phải tím?
Một câu hỏi rất hay! Nếu ánh sáng tím cũng bị tán xạ mạnh mẽ, tại sao chúng ta lại không thấy bầu trời màu tím? Có hai lý do chính:
Mắt người ít nhạy cảm với ánh sáng tím hơn: Mắt của chúng ta có xu hướng nhìn thấy màu xanh lam rõ hơn màu tím.
Lượng ánh sáng xanh nhiều hơn một chút: Mặc dù cả xanh và tím đều bị tán xạ mạnh, lượng ánh sáng xanh trong ánh sáng Mặt Trời tự nhiên có phần nhỉnh hơn một chút so với ánh sáng tím.
Chính vì vậy, sự kết hợp giữa tán xạ mạnh của ánh sáng xanh và khả năng cảm nhận của mắt người đã tạo nên màu xanh đặc trưng cho bầu trời.
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến màu sắc bầu trời
Mặc dù tán xạ Rayleigh là yếu tố chính, nhưng bầu trời không phải lúc nào cũng xanh biếc một màu. Bạn có để ý rằng vào lúc bình minh hay hoàng hôn, bầu trời thường có màu cam, đỏ rực rỡ không?
Điều này xảy ra vì khi Mặt Trời ở gần đường chân trời, ánh sáng phải đi qua một lớp khí quyển dày hơn rất nhiều. Lúc này, hầu hết ánh sáng xanh đã bị tán xạ đi hết từ trước đó, chỉ còn lại các bước sóng dài hơn như đỏ và cam có thể xuyên qua và đến được mắt chúng ta.
Ngoài ra, các yếu tố như:
+ Bụi và ô nhiễm: Có thể làm bầu trời trông mờ đục hoặc có màu xám hơn.
+ Mây: Che khuất ánh sáng Mặt Trời, khiến bầu trời trông u ám hơn.
+ Độ ẩm trong không khí: Cũng có thể ảnh hưởng đến cách ánh sáng bị tán xạ.
Màu xanh của bầu trời là kết quả của hiện tượng tán xạ ánh sáng, minh chứng cho sự kỳ diệu của vật lý và thiên nhiên. Giờ đây, bạn đã có lời giải cho điều tưởng chừng rất quen thuộc này rồi đấy!
