Nếu bạn để ý sẽ thấy, mỗi thời điểm trong ngày, Mặt trời sẽ mang màu sắc khác nhau. Lúc bình minh, Mặt trời mang trên mình màu hồng cam ngọt ngào, nhưng chỉ vài tiếng sau đã chuyển thành màu trắng đến lóa mắt và cuối cùng là màu đỏ rực rỡ khi chiều tà. Tại sao lại có sự "lật mặt" như vậy? Cùng tìm hiểu xem nhé!
Ánh sáng Mặt trời và bầu khí quyển của Trái đất
Bầu khí quyển của Trái đất bao gồm một số khí, hơi nước và các hạt bụi. Không chỉ cung cấp các khí cần thiết cho sự sống trên Trái đất, bầu khí quyển còn là "lá chắn" bảo vệ các loài sinh vật khỏi những tia sáng gây hại từ Mặt trời và xua đuổi hầu hết những "kẻ xâm lược khó chịu" đến từ không gian.
Ngoài việc cung cấp những nguồn tài nguyên quan trọng đảm bảo sự sống trên Trái đất, khí quyển còn gây ra một số hiện tượng thú vị, chẳng hạn như gió, màu xanh của bầu trời và là nguyên nhân trực tiếp ảnh hưởng đến sự thay đổi màu sắc khác nhau của Mặt trời tại các thời điểm trong ngày.
Vì sao Mặt trời có màu thiên đỏ lúc bình minh và hoàng hôn?
Thực chất, Mặt trời có màu đỏ khi mọc và lặn là do hiện tượng tán xạ của ánh sáng trong khí quyển.
Cụ thể:
Ánh sáng Mặt trời là sự kết hợp của nhiều dạng bức xạ điện từ. Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ) là sự kết hợp (nhân vector) của dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng. Sóng điện từ cũng bị lượng tử hoá thành những "đợt sóng" có tính chất như các hạt chuyển động gọi là photon.
Sóng điện từ với bước sóng nằm trong khoảng 400 nm và 700 nm gọi là ánh sáng, có thể quan sát bằng mắt thường.
Sóng vô tuyến (được sử dụng trong điện thoại thông minh và tất cả các thiết bị liên lạc không dây), tia hồng ngoại (được sử dụng trong kính nhìn ban đêm và điều khiển từ xa của TV), tia X (được sử dụng trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe) và tia gamma (liên quan đến năng lượng hạt nhân) là những ví dụ về bức xạ điện từ.
Trong khi đó, ánh sáng Mặt trời lại được cấu tạo từ bức xạ điện từ. Mặc dù Mặt trời phát ra tất cả các loại bức xạ điện từ, nhưng hầu hết ánh sáng Mặt trời được tạo ra từ ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím và tia hồng ngoại.
Ánh sáng Mặt trời hoàn toàn có màu trắng bởi đó là sự kết hợp của tất cả bảy màu sắc của cầu vồng, tất cả đều có bước sóng khác nhau.
Khi ánh sáng Mặt trời (bao gồm các màu có bước sóng khác nhau) đến Trái đất và qua bầu khí quyển, ánh sáng có bước sóng ngắn hơn (cụ thể là xanh lam và tím) sẽ có xu hướng bị tán xạ, ngược lại các màu có bước sóng dài hơn (như đỏ, vàng và cam) ít bị tán xạ và dễ dàng đi xuyên qua hơn.
Bên cạnh đó, vào thời điểm hoàng hôn hoặc bình minh, ánh sáng Mặt trời phải đi xuyên qua lượng khí quyển dày nhất trước khi đến mắt người quan sát, cũng là lúc những ánh sáng thiên về màu xanh bị tán xạ nhiều nhất. Do đó, vào những thời điểm này, ta sẽ thấy Mặt trời và bầu trời có màu đỏ cam rực rỡ.
Vậy còn màu trắng của Mặt trời vào buổi trưa thì sao?
Nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng trong trường hợp này. Khi Mặt trời đi gần lên thiên đỉnh, ánh sáng Mặt trời sẽ xuyên qua lượng khí quyển ít nhất để đến được mắt người quan sát trên bề mặt Trái đất. Điều này có nghĩa là những tia sáng này không có cơ hội va vào nhiều hạt cấu thành của khí quyển.
Do đó, tất cả các màu của ánh sáng Mặt trời đến mắt người quan sát với cường độ gần như bằng nhau; Sự kết hợp của tất cả các bước sóng này tạo cho Mặt trời một màu trắng chói mắt.
Như vậy, Mặt trời có màu đỏ vì ánh sáng đỏ xuyên qua bầu khí quyển tốt hơn các màu khác, đó chính là lý do những thiên thể ( như Mặt trời hoặc mặt trăng) có thể nhìn thấy từ Trái đất sẽ có màu đỏ hoặc cam, tùy thuộc vào thời gian trong ngày và vị trí của chúng trên bầu trời!
