Vì sao tại sao bầu trời có màu xanh? Câu hỏi tưởng chừng đơn giản nhưng chúng tôi dám cá rằng, sẽ có rất nhiều người không biết chính xác nguyên nhân tại sao bầu trời lại có màu xanh là do đâu. Nếu bạn cũng vậy, hãy để bancobiet.org giải đáp giúp bạn nhé!
Về cơ bản, ảnh sáng của mặt trời chiếu xuống mặt đất là ánh sáng trắng. Tuy nhiên, khi đi qua bầu khí quyển sẽ có nhiều màu sắc khác nhau [đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím] tùy thuộc vào thời tiết, không khí và độ ẩm.
Mỗi một màu sắc khác nhau sẽ tương ứng với 1 bước sóng, tần số khác nhau. Trong đó, ánh sáng Tím có bước sóng ngắn nhất nhưng tần số lại cao nhất trong dải quang phổ khả kiến. Ngược lại, ánh sáng đỏ lại có bước sóng dài nhất nhưng tần số lại thấp nhất.
Trước khi đưa ra câu trả lời cho nghi vấn tại sao vì sao bầu trời có màu xanh, chúng ta sẽ phải hiểu về nguyên lý của ánh sáng trong không khí.
Về cơ bản, nếu không có gì làm nhiễu loạn thì ánh sáng sẽ di chuyển trong không gian theo đường thẳng. Khi di chuyển vào trong bầu khí quyển, ánh sáng vẫn tiếp tục đi theo đường thẳng cho đến khi gặp phải các chướng ngại vật như hạt bụi nhỏ hoặc các phân tử cản lại. Cũng từ thời điểm này, những gì xảy ra với ánh sáng sẽ phụ thuộc vào bước sóng của nó và kích thước của vật cản mà nó chiếu vào.
Ánh sáng khả kiến có kích thước bé hơn so với những hạt bụi và nước trong không khí. Chính vì thế, khi chiếu vào những hạt có kích thước lớn hơn, ánh sáng sẽ bị phản xạ lại theo các hướng khác nhau, hoặc có thể bị vật cản hấp thụ. Bởi các màu sắc khác nhau trong ánh sáng đều bị phải xạ lại theo cùng một hướng. Do đó, ánh sáng phản xạ từ vật cản vẫn là ánh sáng trắng và lúc này chứa tất cả các màu ban đầu.
Ngoài bụi và nước, trong khí quyển còn chứa những phân tử khí. Khác với các hạt bụi và nước, các phân tử khí có kích thước nhỏ hơn so với ánh sáng khả kiến. Ở trường hợp này, nếu ánh sáng chiếu vào phân tử khí, một phần có thể bị hấp thụ, một phần sẽ bức xạ ánh sáng theo nhiều hướng khác với ban đầu. Thông tin từ các chuyên gia, một số bước sóng ngắn trong ánh sáng trắng [ví dụ màu xanh dương] sẽ bị hấp thụ nhiều hơn so với các bước sóng dài trong ánh sáng trắng [ví dụ màu đỏ]. Nói cách khác, ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì bị tán xạ càng nhiều và ngược lại.
⇒ Kết luận: Toàn bộ các quá trình trên được gọi là tán xạ Rayleigh.
Sau khi đã biết nguyên lý của ánh sáng trong không khí, với nghi vấn vì sao bầu trời lại có màu xanh, chúng ta có thể kết luận là do: Hiện tượng tán xạ Rayleigh
Lý giải cho điều này, bởi vì bước sóng của ánh sáng [100~1000 nm] lớn hơn kích thước các phân tử khí [10nm]. Vì vậy, chúng ta có thể áp dụng công thức tán xạ Rayleigh cho trường hợp tán xạ ánh sáng trong khí quyển của Trái Đất.
Theo đó, khi ánh sáng trắng đi vào khí quyển, phần lớn các bước sóng dài sẽ không bị phân tử khí hấp thụ vì thể có thể dễ dàng xuyên qua. Trong khi đó ngược lại, một lượng lớn bước sóng ngắn của ánh sáng trắng đã bị phân tử khí hấp thụ. Sau đó, các ánh sáng bước sóng ngắn bị hấp thụ sẽ tiếp tục được tán xạ ra ngoài theo các hướng khác nhau. Và dĩ nhiên lúc này, ánh sáng xanh sẽ tán xạ khắp bầu trời. Do đó vào ban ngày, dù chúng ta đứng ở bất cứ đâu thì một số ánh sáng xanh bị tán xạ sẽ luôn hướng đến mắt của chúng ta. Dĩ nhiên, lúc này nhìn lên bầu trời thì bầu trời sẽ luôn có màu xanh.
Ngoài ra, nếu tinh mắt, bạn có thể dễ dàng nhận thấy càng về gần phía đường chân trời thì bầu trời sẽ nhạt màu hơn. Lý do, để đến được vị trí của con người, ánh sáng xanh sau tán xạ phải đi qua nhiều lớp không khí và tiếp tục bị tán xạ theo nhiều hướng khác nhau.
Nói đến đây, chắc chắn nhiều người sẽ đặt câu hỏi: Tại sao bầu trời không phải màu tím mà lại là màu xanh, trong khi bước sóng tím và màu vàng còn ngắn hơn cả bước sóng xanh. Theo dõi phần sau của bài viết bạn sẽ có được câu trả lời chính xác nhất.
Như ở trên chúng tôi đã nói, phần lớn bước sóng ngắn sẽ bị phân tử khí hấp thụ và tán xạ. Trong khi đó, bước sóng tím là bước sóng ngắn nhất nên nhiều người mới thắc mắc tại sao bầu trời lại không có màu tím, thay vào đó màu chủ đạo chủ yếu là màu xanh.
Nguyên nhân là do mắt của con người nhạy cảm với ánh sáng có bước sóng từ 380 đến 740 nm. Thông thường trên võng mạc sẽ có 10 triệu tế bào que cảm biến ánh sáng và 5 triệu tế bào hình nón phát hiện ra màu sắc. Trong đó, mỗi tế bào nón chứa sắc tố phản ứng với từng loại bước sóng khác nhau.
Theo chuyên gia, có ba loại tế bào nón chính, gồm dài – trung bình – ngắn. Mỗi tế bào nón có phản ứng với các bước sóng tối đa là 570 nm [đối với bước sóng dài], 543 nm [đối với bước sóng trung bình], 442 nm [đối với bước sóng ngắn]. Tuy vậy, 3 tế bào này có thể phản ứng với bước sóng trên diện rộng, chồng chéo nhau. Tức là có thể sẽ có 2 trường hợp quang phổ khác nhau gây ra cùng một phản ứng trên các tế bào nón [được gọi là đồng phân dị vị].
Quay lại vấn đề vì sao tại sao bầu trời có màu xanh mà không phải màu tím. Trên thực tế, bầu trời là hỗn hợp giữa màu xanh và màu tím. Thế nhưng, các tế bào nón sẽ phản ứng khi nhìn thấy hỗn hợp này thành hỗn hợp của màu xanh và màu trắng. Sau đó, tín hiệu cuối cùng đưa về hệ thần kinh của con người chỉ có màu xanh, giống như thủ thuật trộn màu đỏ và xanh lá để thành màu vàng vậy.
Tuy nhiên, do bản chất bầu trời vốn là hỗn hợp màu xanh và tím. Do đó, đối với một số loài động vật khi nhìn lên bầu trời sẽ không có màu xanh giống với con người. Thực ra ngoài con người và một số loại linh trưởng thì hầu hết các loài động vật đều có 2 tế bào hình nón trong võng mạc. Thế nên, những loài động vật này sẽ nhìn thấy bầu trời màu tím, quá thú vị phải không nào?
Như vậy, Bạn Có Biết vừa giúp quý khách có được câu trả lời chính xác nhất cho nghi vấn vì sao tại sao bầu trời có màu xanh. Hãy chia sẻ để nhiều người cùng lý giải được điều lý thú này nhé!
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.