Vì sao bầu trời có màu xanh?

Vì sao bầu trời có màu xanh?

     Bầu trời là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Bầu trời mang đến cho chúng ta những cảm xúc khác nhau, từ niềm vui cho đến nỗi buồn, từ sự hân hoan cho đến sự bình yên. Bầu trời cũng là nguồn cảm hứng cho nhiều tác phẩm nghệ thuật, từ thơ ca, hội họa cho đến âm nhạc. Nhưng bạn có biết vì sao bầu trời lại có màu xanh mà không phải màu khác như tím hay đỏ không? Hãy cùng tôi tìm hiểu nguyên nhân của điều kỳ diệu này nhé.

1. Ánh sáng, khí quyển, tương tác ánh sáng - chất là gì?

     Để giải thích vì sao bầu trời có màu xanh, chúng ta phải hiểu về ánh sáng và khí quyển. Ánh sáng là một dạng năng lượng điện từ, được tạo ra bởi các nguồn phát sáng như Mặt Trời, sao, đèn… Ánh sáng có thể được chia thành nhiều màu sắc khác nhau, từ đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm cho đến tím. Mỗi màu sắc có một bước sóng và một tần số riêng biệt. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm cao nhất hoặc thấp nhất liên tiếp của sóng ánh sáng. Tần số là số lần dao động của sóng ánh sáng trong một giây. Bước sóng và tần số có quan hệ nghịch biến với nhau, tức là bước sóng càng ngắn thì tần số càng cao và ngược lại.

     Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái Đất, gồm nhiều lớp khác nhau như lớp đối lưu, lớp phân tán, lớp bình lưu… Khí quyển chứa nhiều loại khí khác nhau, chủ yếu là oxi và nitơ, cùng với các phân tử khác như hơi nước, bụi bẩn… Chúng có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống trên Trái Đất, bằng cách bảo vệ chúng ta khỏi các tia cực tím gây hại từ Mặt Trời, duy trì nhiệt độ ổn định và cung cấp oxy cho hô hấp.

     Khi ánh sáng từ Mặt Trời đi vào khí quyển của Trái Đất, nó sẽ gặp phải các phân tử khí và các hạt bụi trong không khí. Tùy theo kích thước và tính chất của các phân tử và hạt này, ánh sáng sẽ bị phản xạ (đổi hướng), khúc xạ (đổi góc), hấp thụ (giảm cường độ) hoặc tán xạ (phân tách thành nhiều hướng). Hiện tượng này gọi là tương tác ánh sáng - chất.

2. Hiện tượng tán xạ ánh sáng

     Trong các hiện tượng tương tác ánh sáng - chất, hiện tượng quan trọng nhất đối với màu sắc của bầu trời là hiện tượng tán xạ. Hiện tượng tán xạ là khi ánh sáng bị phân tách thành nhiều hướng khi gặp phải các phân tử hoặc hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng của ánh sáng. Có hai loại hiện tượng tán xạ chính là tán xạ Rayleigh và tán xạ Mie.

     Tán xạ Rayleigh là khi ánh sáng bị phân tách bởi các phân tử khí như oxi và nitơ, có kích thước nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của ánh sáng. Nó có đặc điểm là càng ưu tiên các màu sắc có bước sóng ngắn và tần số cao hơn, tức là các màu sắc ở phía cuối cùng của dải màu, như lam, chàm và tím. Tán xạ Rayleigh xảy ra ở lớp đối lưu của khí quyển, nơi có nhiều phân tử khí nhất.

     Tán xạ Mie là khi ánh sáng bị phân tách bởi các hạt bụi, khói, sương mù, mây… có kích thước gần bằng hoặc lớn hơn bước sóng của ánh sáng. Loại hiện tượng tán xạ này không phân biệt các màu sắc theo bước sóng hay tần số, mà chỉ làm giảm cường độ của ánh sáng và làm cho nó trở nên trắng hơn. Tán xạ Mie xảy ra ở lớp phân tán của khí quyển, nơi có nhiều hạt bụi nhất.

3. Giải thích vì sao bầu trời lại có màu xanh?

     Vậy vì sao bầu trời lại có màu xanh? Đó là do kết quả của hai hiện tượng tán xạ Rayleigh và Mie. Khi ánh sáng từ Mặt Trời đi vào khí quyển, các màu sắc có bước sóng dài như đỏ, cam, vàng sẽ không bị ảnh hưởng nhiều bởi các phân tử khí hay hạt bụi, nên sẽ tiếp tục đi thẳng về phía Trái Đất. Riêng các màu sắc có bước sóng ngắn như lam, chàm và tím sẽ bị các phân tử khí hấp thụ và tán xạ theo nhiều hướng khác nhau. Do đó, ánh sáng lam chiếm ưu thế trên bầu trời và khiến cho chúng ta nhìn thấy trời cao xanh ngắt.

     Tuy nhiên, bạn có thể thắc mắc vì sao không phải là màu chàm hay tím khi chúng cũng có bước sóng ngắn và được ưu tiên bởi hiện tượng tán xạ Rayleigh?

     Có hai lí do chính cho điều này. Thứ nhất, màu chàm và tím có bước sóng quá ngắn và cường độ quá yếu so với màu lam, nên khi đi qua khí quyển, chúng đã bị hấp thụ hoặc phân tán liên tục và không còn đủ để đến được mắt chúng ta. Thứ hai, mắt người chỉ nhạy cảm với những màu sắc ở bước sóng nhất định. Nếu màu xanh và tím cùng xuất hiện trên bầu trời, mắt người sẽ nhìn thành hỗn hợp màu xanh và trắng do tác động của tế bào nón trong mắt. Cuối cùng, chỉ có màu xanh được giữ lại, ít nhất là trong tầm nhìn của con người.

     Tóm lại, bầu trời có màu xanh là do hiện tượng tán xạ ánh sáng trong khí quyển. Đây là một điều kỳ diệu của tự nhiên, mang đến cho chúng ta những cảm giác đẹp và nguồn cảm hứng cho nhiều tác phẩm nghệ thuật. Chúng ta hãy biết trân trọng và bảo vệ bầu trời xanh của chúng ta nhé.

     Trên đây là những giải đáp cho các câu Vì sao bầu trời có màu xanh? Bầu trời có màu xanh gì? Hiện tượng tán xạ ánh sáng là gì? Bầu trời có màu xanh là do đâu?... Để cập nhật thêm các thông tin liên quan hoặc thông tin mới nhất các bạn có thể liên hệ với chúng tôi.

     Liên hệ : 1900633720 

Bài viết tham khảo: Tại sao kính viễn vọng có thể nhìn xa Tổng đài Electrolux