Vì sao bầu
trời xanh mà không tía?
Màu xanh lơ của
bầu trời, các nhà vật lý giải
thích, là do các tia sáng xanh
bị bẻ cong đi nhiều hơn tia sáng
đỏ. Nhưng sự cong thêm này - còn
gọi là hiện tượng tán xạ - cũng
mạnh không kém ở các tia tím,
vậy tại sao bầu trời không phải
là màu tía!
Câu trả lời,
được giải thích đầy đủ lần đầu
tiên trên một tạp chí khoa học,
đó là do mắt của người quan sát.
Ánh sáng trắng được tạo thành từ
tất cả các màu trong cầu vồng.
Các nhà vật lý cho rằng khi ánh
sáng mặt trời đi vào bầu khí
quyển trái đất, gặp phải các
phân tử nhỏ nitơ và ôxy trên bầu
trời, nó bị tán xạ, hoặc khúc
xạ. Các tia sáng có bước sóng
ngắn nhất (xanh và tím) bị tán
xạ mạnh hơn các tia sóng dài (đỏ
và vàng). Vì thế, khi chúng ta
nhìn theo một hướng trên bầu
trời, chúng ta nhìn thấy những
bước sóng bị bẻ cong nhiều nhất,
thường là cuối dải màu xanh.
Vào
thế kỷ 19, nhà vật lý John
William Strutt (nổi tiếng với
tước vị Huân tước Rayleigh) đã
viết phương trình biểu diễn sự
tán xạ trên bầu trời. Và gần
đây, Raymond Lee từ Học viện hải
quân Mỹ tiến hành đo ánh sáng
trên bầu trời vào giữa trưa. Cả
phương trình và phép đo đạc đều
cho thấy đỉnh của ánh sáng tím
tới mắt ta cũng nhiều không kém
gì ánh sáng xanh dương.
"Cách lý giải truyền thống về
bầu trời xanh là ánh sáng mặt
trời bị tán xạ - các bước sóng
ngắn hơn thì tán xạ mạnh hơn các
tia sóng dài. Song thực tế, một
nửa lời giải thích thường bị bỏ
qua: đó là bằng cách nào mắt
chúng ta nhận được phổ này",
Glenn Smith, một giáo sư cơ khí
tại Viện Công nghệ Georgia nhận
xét. Smith đã viết một bài báo
để giải thích trên số mới đây
của tạp chí American Journal of
Physics, kết hợp vật lý ánh sáng
với hệ thống thị giác của mắt
người.
Mắt người nhìn được màu sắc là
nhờ vào 3 loại tế bào hình nón
trên võng mạc. Mỗi loại cảm nhận
tương ứng với một loại ánh sáng
có bước sóng khác nhau: dài, vừa
và ngắn. "Bạn sẽ cần cả ba loại
tế bào này mới nhìn màu chính
xác được", Smith giải thích.
Khi một bước sóng ánh sáng đi
đến mắt, tế bào hình nón sẽ gửi
một tín hiệu tới não. Nếu là ánh
sáng xanh dương với các gợn sóng
ngắn, tế bào nón sẽ phát tín
hiệu để não nhìn ra màu xanh.
Nếu là sóng đỏ với các bước sóng
dài, não sẽ nhìn thấy màu "đỏ".
Tuy nhiên cả ba loại tế bào nón
trên đều nhạy cảm trên một
khoảng rộng, có chỗ chồng chập
lên nhau, điều đó có nghĩa là
hai phổ khác nhau có thể gây ra
cùng một phản ứng ở một nhóm các
tế bào nón. Chẳng hạn nếu một
sóng đỏ và sóng xanh lục đi vào
mắt cùng lúc, các tế bào nón
khác nhau sẽ gửi một tín hiệu mà
não dịch ra là màu vàng.
Smith đã chỉ ra rằng, màu cầu
vồng đa sắc của bầu trời khi đi
vào mắt người sẽ được cảm nhận
tương tự như sự chồng chập của
ánh sáng xanh dương "nguyên
chất" với ánh sáng trắng. Và đó
là lý do vì sao bầu trời xanh lơ
- hoặc gần như vậy.
"Mắt của bạn không thể phân biệt
sự khác nhau giữa phổ tổng hợp
xanh dương - tím với hỗn hợp của
ánh sáng xanh dương nguyên chất
và ánh sáng trắng", Smith nói.
Trong mắt các loài động vật
khác, màu của bầu trời lại khác
hẳn. Trừ người và một số loài
linh trưởng, hầu hết động vật
chỉ có hai loại tế bào hình nón
thay vì ba. Ong mật và một số
loài chim nhìn ở bước sóng cực
tím - loại bước sóng vô hình
trước con người.
T.
An (vnexpress.net
, theo
LiveScience, AIP) |