Nội dung bài viết
Sau một cơn mưa, đôi khi phía trên dải cầu vồng quen thuộc còn xuất hiện một vòng nhạt hơn, với thứ tự màu trông đảo ngược. Cầu vồng đôi hình thành từ đường đi của ánh sáng trong nhiều giọt nước, không phải một chiếc cầu có thể tìm thấy điểm bắt đầu trên mặt đất. Vị trí người quan sát và Mặt Trời góp phần quyết định điều nhìn thấy. Tìm hiểu hiện tượng này là một cách thú vị để phân biệt khúc xạ, phản xạ và việc mắt nhận màu.
Ánh sáng đổi hướng khi đi vào giọt nước
Ánh sáng Mặt Trời gồm nhiều thành phần bước sóng. Khi đi từ không khí vào nước rồi ra ngoài, các thành phần bị bẻ hướng khác nhau; đó là phần liên quan đến khúc xạ và tán sắc. Bên trong giọt còn có quá trình phản xạ tạo đường đi phù hợp để một số tia trở lại phía người quan sát. Không nên hình dung mỗi giọt luôn chiếu toàn bộ dải màu tới mắt bạn cùng lúc. Điều bạn thấy là tập hợp ánh sáng từ nhiều giọt ở những hướng khác nhau.
Vòng chính liên quan một lần phản xạ bên trong
Trong cách giải thích hình học thông thường, cầu vồng chính xuất hiện từ ánh sáng có một lần phản xạ trong giọt. Các góc ra khác nhau theo màu tạo nên thứ tự trên dải. Mặt Trời thường ở phía sau người quan sát, còn vùng có giọt nước ở phía trước. Nếu Mặt Trời quá cao hoặc điều kiện ánh sáng không phù hợp, một cơn mưa chưa chắc tạo vòng dễ thấy. Hình dạng và kích thước giọt cũng ảnh hưởng độ rõ, nên không phải mọi lần xuất hiện đều giống ảnh chụp nổi bật trên mạng.
Vòng phụ có thêm một lần phản xạ
Một phần ánh sáng phản xạ hai lần bên trong giọt trước khi thoát ra theo đường liên quan đến cầu vồng phụ. Đường đi khác làm vòng này xuất hiện ở vị trí góc khác và có thứ tự màu ngược với vòng chính. Thêm phản xạ còn liên quan lượng ánh sáng đi theo nhánh đó, góp phần khiến vòng phụ thường nhạt hơn. Đây là cách mô tả nền tảng; hiện tượng thực còn có những chi tiết đòi hỏi quang học sóng để giải thích đầy đủ.
Khoảng tối và các dải nhỏ cũng có thông tin
Giữa hai vòng đôi khi có vùng tối hơn tương đối vì phân bố hướng ánh sáng không đồng đều. Những dải mảnh gần cầu vồng chính trong một số trường hợp còn liên quan giao thoa và đặc điểm giọt nước.
Quan sát an toàn từ chính vị trí của bạn
Bạn có thể thử nhìn vùng trời đối diện Mặt Trời sau mưa mà không nhìn trực tiếp vào Mặt Trời. Đừng đứng ở nơi giao thông nguy hiểm hoặc gần khu vực có dông chỉ để chụp ảnh. Di chuyển một đoạn có thể làm tập giọt đang gửi ánh sáng tới mắt thay đổi, nên không có “chân cầu vồng” cố định để đi tới.
Nguồn tham khảo: Tài liệu gốc và hướng dẫn chuyên môn. Tinh Hoa Số biên soạn; ảnh dùng để minh họa.
Khám phá thêm tại Giải Mã Khoa Học.
Đọc tiếp: Vì sao kim loại cho cảm giác lạnh hơn gỗ trong cùng phòng? · Hiệu ứng nhà kính và lỗ thủng ozone khác nhau thế nào? · Vì sao bầu trời xanh còn hoàng hôn thường có màu đỏ?.
