Cầu vồng trắng sương mù là hiện tượng gì
META: Cầu vồng trắng sương mù là hiện tượng quang học hình thành khi ánh sáng Mặt Trời tán sắc qua các giọt nước siêu nhỏ dưới 0,05mm trong sương dày đặc.

Cầu vồng trắng (hay cầu vồng sương mù) là hiện tượng quang học hiếm gặp, hình thành khi ánh sáng Mặt Trời tán sắc qua các giọt nước siêu nhỏ trong lớp sương dày đặc. Khác với dải màu rực rỡ thường thấy, cầu vồng trắng xuất hiện mờ nhạt hoặc hoàn toàn trắng xóa do kích thước giọt nước quá bé.

Tại sao lại có cầu vồng trắng?

Hiện tượng cầu vồng trắng xuất hiện khi các hạt nước trong không khí có kích thước cực nhỏ, dưới 0,05 mm. Khác với cầu vồng thường hình thành nhờ sự tán sắc ánh sáng qua những giọt mưa lớn, loại cầu vồng này xảy ra do hiệu ứng nhiễu xạ.

Kết quả là ánh sáng không tách rời thành bảy màu mà hòa quyện lại, tạo nên một vầng sáng trắng mờ nhạt với độ tương phản thấp. Chuyên gia quang học khí quyển Les Cowley giải thích rằng để quan sát được hiện tượng này, người xem cần chú ý đến những biến đổi tinh tế của ánh sáng trong sương mù.

Điều kiện lý tưởng là Mặt Trời nằm ở độ cao khoảng 30 đến 40 độ, hoặc người quan sát đứng ở vị trí cao như đỉnh đồi để nhìn xuống lớp sương mù. Mặc dù có kích thước lớn tương đương cầu vồng thông thường nhưng chúng thường rộng hơn rất nhiều.

Vẻ ngoài mờ ảo và khác biệt khiến dân gian gọi đây là "cầu vồng ma". Một minh chứng rõ nét cho vẻ đẹp khó nắm bắt này là bức ảnh do nhiếp ảnh gia Melvin Nicholson chụp vào ngày 20/11 tại vùng Rannoch Moor, Scotland.

Giải thích hiện tượng cầu vồng là gì?

Cầu vồng, hay còn gọi là quang phổ, là một hiện tượng quang học hình thành nhờ sự tương tác giữa ánh sáng Mặt Trời và những hạt nước lơ lửng trong khí quyển. Khi chùm sáng trắng – vốn là tập hợp của nhiều bước sóng khác nhau – đi vào các giọt nước, chúng bị khúc xạ, phản xạ rồi lại khúc xạ lần nữa khi thoát ra ngoài.

Mỗi giọt nước hoạt động như một lăng kính nhỏ, bẻ cong các tia sáng với những góc độ khác nhau tùy thuộc vào bước sóng. Kết quả là ánh sáng tách ra thành dải màu liên tục, trong đó tia đỏ bị lệch ít nhất nên nằm ở cung ngoài cùng phía trên, còn tia tím bị lệch nhiều nhất nên nằm ở cung trong cùng phía dưới. Để quan sát được cảnh tượng này, người xem cần đứng quay lưng về phía Mặt Trời và nhìn về hướng có mưa hoặc sương mù.

Nguyên nhân cầu vồng xuất hiện

Sự hiện diện của cầu vồng bắt nguồn từ việc không khí sau cơn mưa vẫn chứa đầy những giọt nước siêu nhỏ. Khi ánh sáng mặt trời xuyên qua các hạt nước này, hiện tượng khúc xạ xảy ra, bẻ cong tia sáng thành hai góc khác nhau tùy thuộc vào bậc của cầu vồng: 42 độ cho bậc một và 52 độ cho bậc hai.

Kích thước của giọt nước cũng có ảnh hưởng đáng kể; giọt lớn giúp quang phổ hiển thị rõ ràng và đậm đà, trong khi những giọt quá nhỏ lại khiến màu sắc bị pha loãng và mờ nhạt. Điều cần nhớ là cầu vồng không phải là một vật thể hữu hình hay có chân đế để chạm vào, mà chỉ là một ảo ảnh quang học. Vị trí và hình ảnh của nó luôn thay đổi tùy thuộc vào góc nhìn của người quan sát, nghĩa là mỗi người sẽ chứng kiến một cầu vồng hoàn toàn riêng biệt.

Màu cầu vồng và sự khác biệt

Mắt thường của chúng ta phân biệt được 7 màu nhất. Thứ tự chuẩn là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Quy tắc ghi nhớ nhanh là ROY G. BIV. Màu đỏ luôn nằm cao nhất vì bước sóng dài, ít bị bẻ cong.

Màu tím nằm thấp nhất do bước sóng ngắn, bị lệch nhiều nhất. Cầu vồng trắng khác biệt hoàn toàn ở điểm này. Do giọt sương dưới 0,05 mm, ánh sáng không tách thành quang phổ rõ ràng.

Thay vào đó, nhiễu xạ làm các màu chồng lấn lên nhau, tạo cảm giác trắng mờ. Cầu vồng bậc hai cũng yếu hơn bậc một. Ánh sáng phản xạ hai lần khiến cường độ sáng giảm đi. Trật tự màu của cầu vồng bậc hai còn bị đảo ngược so với bậc một.

Các hiện tượng cầu vồng liên quan

Bên cạnh cầu vồng thông thường, thiên nhiên còn hiện diện nhiều biến thể khác. Khi hai lớp mây mưa chồng lên nhau, người ta có thể quan sát thấy cầu vồng đôi.

Vào ban đêm, nếu ánh trăng thay thế Mặt Trời, hiện tượng cầu vồng đêm (moonbow) sẽ xuất hiện; tuy nhiên, do cường độ ánh sáng yếu nên các sắc màu thường không rõ nét mà trông giống như màu trắng. Hơi nước bắn tung tóe từ những dòng thác mạnh cũng tạo nên cầu vồng thác nước.

Trong khi đó, cầu vồng toàn vòng tròn thường chỉ được nhìn thấy từ trên cao như máy bay hoặc đỉnh núi, vì phần dưới bị Trái Đất che khuất khiến chúng ta chỉ thấy nửa vòng cung. Vùng tối nằm giữa cầu vồng bậc một và bậc hai được gọi là dải Alexander.

Ý nghĩa của cầu vồng

Không chỉ là hiện tượng quang học, cầu vồng còn là một biểu tượng đa chiều trong đời sống văn hóa. Với hình ảnh rực rỡ xuất hiện ngay sau những cơn mưa dông, nó thường được dân gian coi là điềm lành, đại diện cho sự hy vọng và những khởi đầu mới mẻ khi ánh sáng chiến thắng bóng tối.

Mỗi sắc thái trên dải phổ đều gửi gắm một thông điệp cụ thể: đỏ tượng trưng cho nhiệt huyết, cam cho sự sáng tạo, vàng cho trí tuệ, lục cho sức sống, lam cho sự ổn định, chàm cho những điều bí ẩn, và tím cho sự giác ngộ. Xã hội đương đại, hình ảnh này còn được cộng đồng LGBT sử dụng như biểu tượng của sự bình đẳng, nhằm nhấn mạnh khả năng kết nối con người và niềm tin vào một tương lai tươi sáng.