Bạn có biết rằng mình không cần đợi đến sau cơn mưa để thấy cầu vồng không? Chỉ với một ly nước và chút ánh sáng, bạn có thể tạo ra một dải màu sắc rực rỡ ngay tại nhà. Đây không phải là ảo thuật mà là một trong những thí nghiệm quang học cơ bản và đẹp mắt nhất.
Nguyên nhân chính vì sao ly nước tạo cầu vồng
Để hiểu được câu chuyện, chúng ta cần nhớ rằng ánh sáng trắng (từ mặt trời hoặc đèn pin) thực chất là sự kết hợp của tất cả các màu trong quang phổ.
Chiếc ly chứa đầy nước đóng vai trò như một lăng kính tự nhiên, có khả năng "bẻ gãy" và sắp xếp lại các tia sáng này, làm lộ ra dải cầu vồng ẩn giấu bên trong. Quá trình này được gọi là sự phân tán ánh sáng.
Khi ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác (ví dụ từ không khí vào nước), tốc độ của nó thay đổi và nó sẽ bị bẻ cong. Hiện tượng này gọi là khúc xạ.
Hãy tưởng tượng bạn đang lái một chiếc xe đồ chơi trên sàn nhà nhẵn bóng (không khí) và lái chéo vào một tấm thảm dày (nước). Bánh xe nào chạm vào thảm trước sẽ bị chậm lại, khiến cả chiếc xe đổi hướng.
Ly nước tròn và chứa đầy nước sẽ bẻ cong ánh sáng hai lần: một lần khi ánh sáng đi vào và một lần khi đi ra. Chính sự bẻ cong này là bước đầu tiên để tách các màu ra khỏi nhau.
Hiện tượng phân tán ánh sáng khi đi qua ly nước là một bài học quang học cơ bản
>>> Tìm hiểu đầy đủ tại: Vì sao bong bóng xà phòng trong suốt lại hiện lên màu sắc cầu vồng?
Thứ tự 7 màu sắc của cầu vồng có bao giờ thay đổi không?
Câu trả lời là không. Thứ tự của các màu trong cầu vồng luôn luôn tuân theo một trật tự nhất định, đó là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục, Lam, Chàm, Tím.
Lý do là vì mỗi màu ánh sáng có một "năng lượng" (hay bước sóng) khác nhau và sẽ bị bẻ cong một góc khác nhau.
- Màu đỏ: Có bước sóng dài nhất, ít năng lượng nhất nên bị bẻ cong ít nhất.
- Màu tím: Có bước sóng ngắn nhất, nhiều năng lượng nhất nên bị bẻ cong nhiều nhất.
Vì vậy, màu đỏ luôn nằm ở một phía của dải màu và màu tím luôn nằm ở phía còn lại. Đây là một định luật cơ bản của vật lý, giải thích một phần vì sao ly nước tạo cầu vồng có trật tự màu không đổi.
>>> Tham khảo thêm: Khám phá vì sao một giọt nước nhỏ lại có thể chứa cả cầu vồng 7 sắc
Cách tự tạo cầu vồng tại nhà chỉ với ly nước và đèn pin
Đây là một hoạt động STEM vui mà bạn có thể dễ dàng thực hiện cùng bạn bè và gia đình.
- Chuẩn bị: Một ly thủy tinh tròn, nhẵn (không có hoa văn), nước sạch, một đèn pin có ánh sáng trắng mạnh và một căn phòng tối.
- Thực hiện: Đổ đầy nước vào ly và đặt ly lên bàn, gần mép bàn.
- Chiếu đèn: Trong phòng tối, chiếu đèn pin xuyên qua ly nước.
- Quan sát: Hướng chùm sáng sau khi đi qua ly nước vào một bức tường trắng hoặc một tờ giấy trắng. Bạn sẽ thấy một dải màu sắc cầu vồng hiện ra. Hãy thử di chuyển đèn pin và ly nước ở các góc độ khác nhau để cầu vồng hiện ra rõ nét nhất!
Đây là một thí nghiệm ly nước tuyệt vời để trực tiếp quan sát hiện tượng phân tán ánh sáng.
Việc một ly nước có thể tạo ra cầu vồng là minh chứng cho thấy những nguyên tắc khoa học kỳ thú luôn hiện hữu trong những vật dụng quen thuộc nhất. Nó cho chúng ta thấy vẻ đẹp ẩn giấu bên trong ánh sáng trắng.
>>> Chi tiết tại: Bí mật của kính vạn hoa: Vì sao nó tạo ra những hoa văn cầu vồng?