Cầu vồng là hiện tượng gì? Nguyên lí hình thành cầu vồng
Hình ảnh cầu vồng luôn mang lại hi vọng và nhiều điều tuyệt vời. Hiện tượng cầu vồng được hình thành qua từng câu chuyện cổ và cả góc nhìn khoa học khiến nhiều người quan tâm. Vậy cầu vồng là hiện tượng gì? Nguyên lý hình thành cầu vồng thế nào? Theo dõi bài viết dưới đây thoitiet.io sẽ chia sẻ đến bạn tất tần tật thông tin liên quan.
Mục lục [Hiển thị]
Cầu vồng là hiện tượng gì?
Cầu vồng còn được biết là quang phổ là hiện tượng tán sắc của ánh sáng từ mặt trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước trong không khí . Chúng tạo thành một vòm sáng đầy màu sắc.
Tùy vào số lần phản xạ mà người ta phân làm cầu vồng bậc 1, bậc 2… Trong đó cầu vồng bậc 1 là rõ nhất. Đối với cầu vồng bậc 2 thì trật tự màu sắc ngược lại với cầu vồng bậc 1 với cường độ sáng yếu hơn. Cầu vồng bậc 2 chỉ xảy ra khi các tia sáng bị khúc xạ 2 lần.
Vì trái đất hình cầu có độ cong nhất định nên chỉ có thể thấy được một nửa cầu vồng và tập trung vào một đường thẳng từ mặt trời đến mắt người quan sát. Khi quan sát từ vệ tinh thì mới có thể quan sát được một cầu vồng hoàn chỉnh.
Nguyên lý hình thành cầu vồng là gì?
- Khúc xạ: Khi ánh sáng Mặt Trời đi vào các giọt nước, nó bị bẻ cong do hiện tượng khúc xạ. Góc khúc xạ phụ thuộc vào chiết suất của nước và bước sóng của ánh sáng. Ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn nên bị khúc xạ ít hơn so với ánh sáng tím có bước sóng ngắn hơn.
- Phản xạ: Sau khi bị khúc xạ, ánh sáng đi vào bên trong giọt nước và bị phản xạ một lần ở mặt trong của giọt nước.
- Khúc xạ lần hai: Ánh sáng phản xạ sau đó tiếp tục bị khúc xạ khi đi ra khỏi giọt nước.
- Sự phân tán: Do chiết suất của nước thay đổi theo bước sóng, nên các tia sáng có bước sóng khác nhau sẽ bị khúc xạ ở những góc khác nhau. Điều này dẫn đến sự phân tán ánh sáng thành các màu sắc khác nhau, từ đỏ đến tím.
Sự hình thành cầu vồng qua góc nhìn khoa học
Khoa học đã chứng minh sự hình thành cầu vồng qua công thức và cách xác định như:
- Góc cảm nhận của cầu vồng là 2φ
- Góc phản xạ bên trong là 2β
- Góc tới của tia sáng mặt trời đối với bề mặt bình thường của giọt nước là 2β - φ
- Góc khúc xạ là β
Theo định luật Snell ta có: sin (2β - φ ) = n sin β (n = 1.333 là chiết suất của nước)
Suy ra ta có thể tính được φ = 2β - arcsin ( n sin β ).
Cầu vồng sẽ xảy ra trong đó góc φ là tối đa đối với góc β. Ta có thể đặt dφ / dβ = 0 và giải cho β suy ra
𝛽 max = cos − 1 ( 2 − 1 + 𝑛 2 3 𝑛 ) ≈ 40.2°
Cho φ mang lại 2φ max ≈ 42 ° là góc bán kính của cầu vồng.
Đặc điểm của cầu vồng
- Cầu vồng xuất hiện ở vị trí đối diện với mặt trời
- Góc giữa tâm của cầu vồng vị trí quan sát và mặt trời luôn xấp xỉ 42 độ.
- Bạn có thể nhìn thấy cầu vồng khi đứng về mặt trời và nhìn theo hướng có mưa
- Số lượng màu sắc của cầu vồng nổi bật gồm 7 màu đỏ - cam - vàng - lục - lam - chàm - tím. Tạo thành 1 dải liên tục.
- Cầu vồng có nhiều màu với sắc độ khác nhau
Ý nghĩa của cầu vồng là gì?
- Trong 1 số văn hóa tín ngưỡng tại một số quốc gia, cầu vồng luôn được xem là biểu tượng cho sự mau mắn, hạnh phúc, thịnh vượng. Đối với Ấn Độ thfi đây là hình ảnh cho sự giác ngộ và giải thoát.
- Cầu vồng còn được xem là cầu nối giữa con người và thế giới phép thuật tâm linh.
- Cầu vồng luôn là nguồn cảm hứng sáng tác lãng mạn đầy màu nhiệm cho các tác phẩm nghệ thuật và văn học đại chúng.
- Hình ảnh cầu vồng xuất hiện sau cơn mưa gợi ra tia hi vọng , khởi đầu mới sau khó khăn. Dự báo về một điềm tốt đẹp sắp đến.
- Cầu vồng là biểu tượng của tình yêu và sự lãng mạn. Thể hiện cảm xúc của tình yêu vĩnh cửu.
Tổng kết
Trên đây là thông tin được thoitiet.io tổng hợp để giải đáp cho bạn về “cầu vồng là hiện tượng gì?”. Hy vọng qua nội dung được chia sẻ từ bài viết sẽ giúp ích đến bạn trong việc tìm hiểu và bổ sung kiến thức về lĩnh vực này. Đừng bro qua những bài viết khác từ hệ thống của chúng tôi.
