Bí ẩn thiên nhiên - Tại sao bầu trời lại có màu xanh?

Bạn có bao giờ nằm dài trên bãi cỏ, ngước nhìn lên khoảng trời rộng lớn và thầm hỏi: “Tại sao bầu trời lại xanh rực rỡ đến thế?” Hôm nay, hãy cùng khoahoctv.edu.vn khám phá bí mật khoa học đằng sau vẻ đẹp ấy.

Ánh sáng mặt trời không chỉ là màu trắng

Ánh sáng mặt trời mà chúng ta thấy hàng ngày thực chất là sự kết hợp hoàn hảo của 7 màu cầu vồng mà Isaac Newton từng chứng minh. Khi đi qua lăng kính, nó tách ra thành đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Trong đó:

• Màu đỏ có bước sóng dài nhất (khoảng 620–750 nm)
• Màu tím có bước sóng ngắn nhất (khoảng 380–450 nm)
• Màu xanh lam nằm ở khoảng giữa (450–495 nm)

Bước sóng càng ngắn thì năng lượng photon càng cao và càng dễ bị “quấy rầy” khi gặp vật cản.

Hiện tượng tán xạ Rayleigh – “Thủ phạm” chính

Khi ánh sáng mặt trời đi vào khí quyển Trái Đất, nó va chạm với hàng tỷ phân tử khí (chủ yếu là nitơ và oxy). Nhà vật lý Lord Rayleigh (Anh) đã phát hiện ra quy luật:

Bước sóng màu	Khả năng bị tán xạ	Kết quả nhìn thấy
Tím / Chàm	Cao nhất (~10 lần đỏ)	Bị tán xạ mạnh nhưng mắt ít nhạy
Xanh lam	Rất cao	Vừa bị tán xạ mạnh vừa dễ nhìn nhất
Xanh lục	Trung bình	Góp phần nhẹ
Vàng / Cam / Đỏ	Thấp nhất	Đi xuyên gần như thẳng

Kết quả: Ánh sáng xanh lam bị “hắt” ra khắp trời nhiều gấp 4–10 lần so với đỏ → từ mọi hướng chúng ta đều nhận được ánh sáng xanh → bầu trời xanh!

Tại sao hoàng hôn lại đỏ cam huyền ảo?

Chiều tà, mặt trời thấp, ánh sáng phải đi qua lớp khí quyển dày hơn (khoảng cách dài gấp 30–40 lần so với ban trưa). Lúc này:

1. Ánh sáng xanh và tím bị tán xạ “hết sạch” trên đường đi
2. Chỉ còn đỏ, cam, vàng – những màu bước sóng dài – tới được mắt ta
3. Kết quả: hoàng hôn rực rỡ sắc đỏ!

Những trường hợp bầu trời “phản bội” màu xanh

• Trên sao Hỏa: khí quyển mỏng, ít tán xạ → bầu trời thường màu cam/bơ
• Khi núi lửa phun trào lớn (như Pinatubo 1991): bụi li ti làm tán xạ đỏ nhiều hơn → trời xanh đậm lạ thường
• Ở độ cao 10–15 km (máy bay): lớp khí loãng → trời chuyển sang xanh tím đậm

Tóm lại, màu xanh quen thuộc của bầu trời không phải ngẫu nhiên mà là kết quả tuyệt vời từ sự kết hợp giữa vật lý lượng tử, cấu trúc khí quyển và khả năng cảm nhận màu sắc của đôi mắt con người.

Nếu bạn còn hàng tá câu hỏi kiểu “Tại sao mây trắng?”, “Tại sao cầu vồng cong?”… hãy tiếp tục theo dõi chuyên mục Hỏi đáp khoa học trên khoahoctv.edu.vn nhé! Khoa học luôn sẵn sàng giải mã những điều tưởng chừng hiển nhiên nhất quanh ta.