Ai cũng biết bầu trời có màu xanh, nhưng không phải ai cũng biết tại sao lại có hiện tượng như vậy.
Sắc trời đổi màu quanh năm nhưng màu xanh luôn được coi là màu mặc định. Vậy bạn có bao giờ thắc mắc xem điều gì thực sự đã mang lại sắc xanh cho bầu trời như vậy không?
Bầu trời có màu xanh là kết quả của quá trình các phân tử oxy và ni-tơ trong bầu khí quyển Trái Đất phân tán các ánh sáng màu xanh [có bước sóng ngắn] từ ánh sáng mặt trời hơn là ánh sáng màu đỏ [bước sóng dài]. Đồng thời do hiện tượng hấp thụ ánh sáng Rayleigh [những ánh sáng có tần số cao dễ bị hấp thụ hơn những bước sóng có tần số thấp].
Phần lớn những ánh sáng có bước sóng ngắn bị các phân tử khí hấp thụ. Những tia sáng màu xanh bị hấp thụ sau đó sẽ phát xạ ra nhiều hướng, rải rác khắp bầu trời. Đây chính là lý do vì sao bạn thấy bầu trời có màu xanh.
Mắt người cũng có khả năng phân tích ánh sáng. Võng mạc là nơi hội tụ của các tế bào hình nón, chúng tiếp nhận các màu sắc như xanh lá cây, xanh dương và đỏ. Khi quan sát da trời, cảm thụ mùa xanh của chúng ta được kích thích nhiều hơn hai màu kia. Kết hợp cả 2 yếu tố bao gồm sự tán xạ màu xanh của ánh sáng và khả năng cảm thụ của mắt, chúng ta nhìn thấy bầu trời có màu xanh.
Khi nhìn gần hơn về phía chân trời, bầu trời dường như nhạt màu hơn. Bởi để có thể truyền tới bạn, những tia sáng màu xanh phải xuyên qua một lớp không khí dày hơn. Một vài tia sáng thậm chí còn phát xạ theo hướng khác, vì thể những tia sáng xanh bạn nhìn thấy ít đi. Và đó là lý do vì sao bầu trời gần đường chân trời lại nhạt màu, thậm chí là có màu trắng.
Sự tổng hoà màu sắc của bầu trời
Khi ánh sáng chiếu qua bầu khí quyển, phần lớn những ánh sáng có bước sóng dài lọt thẳng qua, những ánh sáng có bước sóng ngắn như ánh sáng đỏ, cam và vàng, bị ảnh hưởng bởi không khí.
Khi ánh nắng mạnh mẽ, bầu trời có màu vàng là khi chiếu xuống Trái đất, nơi có bầu khí quyển bao quanh, những tia sáng có bước sóng ngắn như tia sáng xanh và tím đều đã bị tán xạ. Những tia sáng có màu còn lại truyền xuống Trái đất tổng hợp nên màu vàng đặc trưng cho Mặt trời.
Khi hoàng hôn xuống, chúng ta lại nhìn thấy sắc trời có màu đỏ, cam và tím là bởi ánh sáng xanh khi đó đã bị phân tán ra khỏi tầm nhìn. Khí quyển có thể phân tán ánh sáng bởi vì trường điện từ của sóng ánh sáng tạo ra những khoảnh khắc lưỡng cực điện trong các phân tử khí.
Tuy nhiên, bầu trời không có màu tím vì màu này có bước sóng ngắn nhất trong cầu vồng. Khi nằm bên ngoài dải màu, sắc tím bị hấp thụ vào tầng khí quyển trên cao và không bị ánh sáng mặt trời phân tán liên tục. Nhưng có một điều chắc chắn rằng chúng ta hoàn toàn có thể nhìn thấy màu tím và màu chàm khi cầu vồng thực sự xuất hiện.
Không có gì đẹp hơn là bắt đầu một ngày với bầu trời trong xanh tuyệt đẹp, phải không? Chắc hẳn bạn đã từng thắc mắc tại sao nó lại có màu đặc trưng đó mà không phải là màu khác. Có thể nói, không nhầm lẫn, rằng nó là câu hỏi triệu đô la bạn cần câu trả lời sớm.
Cũng. Trong bài viết này tôi sẽ giải thích tại sao bầu trời màu xanh để từ nay, mỗi khi bạn nhìn lên bầu trời, bạn sẽ biết tại sao chúng ta nhìn thấy nó trong âm sắc đó.
Màu xanh của bầu trời
Cách giải thích đơn giản nhất cho lý do tại sao bầu trời có màu xanh lam như sau: màu sắc này là do sự tương tác của ánh sáng trắng đến từ Mặt trời với các phân tử được tìm thấy trong không khí. Tuy nhiên, màu do tương tác giữa ánh sáng trắng của Mặt trời và các phân tử không nhất thiết phải là màu xanh lam. Trên thực tế, khi từng giờ trôi qua, bầu trời thể hiện các sắc thái và màu sắc khác nhau trên bầu trời. Điều này là do chuyển động quay và tịnh tiến của Trái đất và những thay đổi khác nhau xảy ra đối với toàn bộ không khí trong khí quyển. Nhưng vẫn còn nhiều ...
Một khi ánh sáng trắng từ mặt trời 'đi qua' bầu khí quyển, nó sẽ bị phân tán theo tất cả các màu của nó: sóng ngắn [xanh lam và tím] và sóng dài [đỏ và vàng]. Vì các tia màu lam và tím có độ lệch cực đại, chúng phân tán ngày càng nhiều trước khi chạm đến mặt đất mà chúng ta dẫm. Khi chúng đến trước mắt chúng ta, chúng ta có cảm giác rằng chúng chiếm toàn bộ bầu trời khi chúng thực sự đến trực tiếp từ ngôi sao của chúng ta: mặt trời.
Đây là lời giải thích của tại sao trong không gian sâu thẳm, bầu trời hoàn toàn đen. Vì không có hạt không khí nào có thể khúc xạ ánh sáng mặt trời, bạn không thể phân biệt các màu sắc khác nhau mà bầu trời từ không gian vũ trụ có thể có.
Để hiểu rõ hơn về cách giải thích này, tôi nghĩ nên giải thích quang phổ ánh sáng nhìn thấy là gì và tầm quan trọng của nó về chủ đề mà chúng tôi đang giải quyết.
Đôi mắt của con người là một kỳ quan thực sự [vâng, ngay cả khi bạn phải đeo kính áp tròng], vì có thể phân biệt nhiều màu sắc từ tia cực tím - có bước sóng 400nm-, đến tia hồng ngoại -750nm-. Những sóng này được gọi là ánh sáng thấy đượcnghĩa là chúng ta nhìn thấy một vật thể, hoặc trong trường hợp này là bầu trời, đang được chiếu sáng bởi một thứ gì đó [mặt trời].
Tùy thuộc vào bước sóng, chúng ta sẽ thấy nó có màu này hay màu khác. Khi chúng ta thấy nó có màu xanh lam, đó là vì chúng ta đang cảm nhận các sóng từ giữa 435 và 500nm. Nhưng nếu bạn muốn biết mỗi màu có bước sóng nào, có thể điều này sẽ giúp bạn:
- 625 - 740: Đỏ
- 590 - 625: Màu cam
- 565 - 590: Vàng
- 520 - 565: Xanh lục
- 500 - 520: Màu lục lam
- 435 - 500: Xanh lam
- 380 - 435: Tím
Không phải tất cả các loài động vật đều nhìn thế giới cùng màu với chúng ta. Chẳng hạn như chó không phân biệt được màu đỏ hay màu xanh lá cây. Mỗi loài có phổ màu sắc riêng, tùy thuộc vào tầm nhìn quan trọng như thế nào đối với cô ấy.
Bầu trời khác màu
Mặc dù chúng ta có thể nghĩ rằng bầu trời chỉ có thể được nhìn thấy với các sắc thái khác nhau của màu xanh lam, nhưng trong thực tế, đôi khi chúng ta sẽ nhìn thấy nó với các màu sắc khác. Và trong một số trường hợp nhất định, các hiện tượng như cầu vồng, The vương miện mặt trời và quầng sáng.
Như thể nó là một lăng kính, ánh sáng trắng đến khí quyển gây ra các bước sóng khác nhau, đôi khi khiến bầu trời tạo ra những hiện tượng tuyệt vời như những gì đã đề cập trong đoạn trước. Mặc dù, tất nhiên, trong trường hợp này không có lăng kính mà là các hạt nước.
Và nhân tiện, bạn có biết tại sao đôi khi bầu trời lại có màu đỏ hoặc cam không? Không? Chẳng có gì xảy ra. Đây là lời giải thích: điều này xảy ra đặc biệt vào lúc hoàng hôn. Đó là vì những tia nắng mặt trời vào những thời điểm đó phải đi một quãng đường xa hơn so với những giờ trung tâm trong ngày để đến được chúng ta. Đầu tiên, nó trông giống như màu cam và sau đó là màu đỏ, vì các bước sóng ngắn [như chúng ta đã thấy, có màu hơi xanh và tím] ngày càng bị phân tán và chỉ có chiều dài mới đến được với chúng tôi [màu đỏ].
Nếu vào buổi chiều trời có mây, các tia nắng mặt trời sẽ chiếu sáng các đám mây từ phần dưới của chúng, do đó mắt chúng ta sẽ cảm nhận được. Hãy nhớ rằng bầu trời sẽ không ngày càng đỏ, nhưng màu xanh lam sẽ mờ dần khi nó bị phân tán bởi các hạt không khí. Thật thú vị, bạn có nghĩ vậy không?
Giờ thì bạn đã biết tại sao bầu trời lại có màu xanh lam ... hay, các màu sắc khác nữa 🙂.
Tận hưởng bầu trời!
Lý do bầu trời có thể xuất hiện nhiều thứ khác nhau như vậy là bởi vì những gì chúng ta cảm nhận được thực chất chỉ là các biểu hiện khác nhau của một lớp khí khổng lồ trên đầu, lớp gọi là bầu khí quyển, bị dính chặt vào Trái đất bởi một lực vô hình gọi là lực hấp dẫn, và chúng ta đang ở dưới đáy của nó. Tùy thuộc vào thời gian trong ngày và điều kiện trong khí quyển, sẽ thấy những điều khác nhau của bầu trời.
Có thể bạn đã nhận thấy rằng bầu trời có sự khác biệt đặc biệt giữa ban ngày và ban đêm. Lý do của điều đó là do Mặt trời.
Vào ban ngày, mặt của Trái đất hướng về phía Mặt trời, có nghĩa là ánh sáng cực kỳ chói chang mà Mặt trời tạo ra đang chiếu vào bầu khí quyển của chúng ta.
Ánh sáng từ Mặt trời được tạo thành từ tất cả các màu của cầu vồng từ đỏ đến xanh lam, trong khi bầu khí quyển của có khả năng tán xạ ánh sáng xanh. Điều đó có nghĩa là khi ánh sáng của Mặt trời chiếu vào bầu khí quyển, hầu hết chúng sẽ đi thẳng qua, nhưng ánh sáng xanh bị dội lại khắp nơi. Vì vậy, khi chúng ta ngồi bên dưới, bầu khí quyển có rất nhiều ánh sáng xanh đến từ mọi hướng.
Tuy nhiên, vào ban đêm thì lại là một câu chuyện khác. Lúc này bầu khí quyển không có ánh sáng Mặt trời nào bị phân tán. Điều này làm cho bầu khí quyển hầu như không thể nhìn thấy đối và chúng ta có thể tận hưởng một bầu trời tuyệt đẹp đầy sao.
Đó không phải là tất cả bầu trời. Nhưng đó là không khí chúng ta hít thở và nó bảo vệ chúng ta khỏi môi trường vũ trụ. Với mỗi hơi thở, bạn hút một chút không khí vào phổi. Chúng ta không thể tồn tại nếu không có nó và chính khí bạn hít vào phổi là loại khí chịu trách nhiệm tán xạ ánh sáng xanh của Mặt trời để tạo nên bầu trời của chúng ta vào ban ngày.
Ánh sáng chúng ta nhìn thấy bằng mắt thường chỉ là một loại ánh sáng trong vũ trụ. Ngoài ra còn có tia X, tia cực tím [UV], vi sóng và ánh sáng vô tuyến. Nhưng phải cẩn thận, vì ánh sáng năng lượng cao, như tia X hoặc tia UV, có thể rất có hại cho con người.
Mặt trời tạo ra rất nhiều tia cực tím cực mạnh có thể đốt cháy chúng ta. Nhưng rất may là bầu khí quyển của Trái đất chứa đầy một loại khí rất quý gọi là ozone có chức năng rất tốt trong việc hấp thụ tia cực tím Mặt trời và ngăn con người không bị bỏng.
Bầu khí quyển cũng thực sự tuyệt vời khi đốt cháy các thiên thạch cỡ nhỏ đến trung bình. Nếu không có bầu khí quyển, những tảng đá không gian có kích thước bằng một chiếc ô tô hoặc một chiếc xe buýt sẽ đâm thẳng xuống mặt đất. Bầu khí quyển của hoạt động giống như một chiếc áo chống đạn, đốt cháy những vật thể nguy hiểm tiềm tàng này trước khi chúng xuống đất.
Bạn đã bao giờ bơi xuống đáy hồ bơi, nhìn lên bề mặt và cố gắng tìm hiểu xem điều gì đang xảy ra trên mặt nước chưa? Rất khó nhìn. Đó là bởi vì lớp nước phía trên luôn chuyển động và thay đổi, liên tục làm biến dạng những thứ phía trên mặt nước mà bạn đang cố gắng nhìn vào nó.
Điều tương tự đang xảy ra trên Trái đất khi chúng ta nhìn lên bầu trời đêm qua bầu khí quyển với những ngôi sao. Bầu khí quyển là một lớp khí khổng lồ với rất nhiều chuyển động khác nhau.
Đây là lý do tại sao cần đặt kính thiên văn trên các đỉnh núi do có bầu không khí loãng hơn. Hoặc để giải quyết vấn đề này là phóng kính thiên văn vào không gian, như Kính viễn vọng không gian Hubble hoặc Kính viễn vọng không gian James Webb sắp được phóng.
Tham khảo thêm
Trang Phạm