Vì sao bầu trời màu
xanh
Màu xanh lơ của bầu trời, các nhà vật lý giải thích, là do các tia sáng
xanh bị tán xạ đi nhiều hơn tia sáng đỏ. Nhưng sự tán xạ này cũng mạnh
không kém ở các tia tím, vậy tại sao bầu trời không phải là màu tím!
Câu trả lời, được giải thíchđầy đủ đó là do mắtcủangười quan sát.
Ánh sángtrắng được tạothànhtừ tất cả các màu đơnsắc. Cácnhà vật lý cho
rằng khiánhsáng mặt trời đi vào bầukhí quyểntrái đất, gặp phải cácphân tử nhỏ
nitơ và ôxy trên bầu trời, nó bị tán xạ, hoặc khúc xạ. Các tia sáng có bước sóng
ngắn nhất (xanhvà tím) bị tán xạ mạnhhơn các tia sóng dài (đỏ và vàng).Và chính
những tia tánxạ này đitới mắtchúng ta. Vìthế, khi chúng ta nhìn theo mộthướng
trên bầu trời, chúng ta nhìnthấy nhữngánhsángbước sóngbị tán xạ nhiều nhất,
thường là cuối dải màu xanh.
Vào thế kỷ 19, nhà vật lýJohn WilliamStrutt (nổi tiếngvớitước vị Huân
tướcRayleigh) đã viếtphương trình biểu diễnsự tán xạ trênbầu trời. Và gần đây,
Raymond Lee từ Họcviện hải quân Mỹ tiến hành đoánhsáng trênbầu trời vào
giữatrưa. Cả phương trìnhvà phép đo đạcđều cho thấy cường độcủaánhsáng tím
tới mắt ta cũngnhiều không kém gìánh sáng xanh dương.
"Cách lý giải truyền thống về bầu trời xanhlàánh sáng mặt trờibị tán xạ -
các bước sóng ngắn hơnthì tán xạ mạnh hơncáctia sóng dài. Song thực tế, một
nửa lờigiải thích thường bị bỏ qua: đó là bằng cách nào mắtchúng ta nhận được
phổ này",Glenn Smith,mộtgiáo sư cơ khí tại Viện Công nghệ Georgianhận xét.
Smith đã viết mộtbài báo để giảithích trên số mới đây của tạpchí American
Journalof Physics,kết hợp vật lýánh sáng với hệ thống thị giác củamắt người.
Mắtngười nhìn đượcmàu sắc là nhờ vào 3 loại tế bào hình nón, quevà hình
trụtrênvõng mạc.Mỗi loại cảm nhận tương ứng với một loại ánhsángcó bước
sóng khác nhau:dài, vừavà ngắn. "Bạn sẽ cần cả ba loại tế bào này mới nhìn màu
chínhxác được", Smithgiải thích.
Khi một bướcsóngánhsáng đi đếnmắt, tế bào hình nón sẽ gửi một tín hiệu
tới não. Nếu là ánh sángxanh dương với các gợn sóngngắn,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
thấymàu"đỏ".
Tuy nhiên cả ba loại tế bào trên đều nhạy cảm trên một khoảng rộng, cóchỗ
chồng chập lên nhau,điều đó có nghĩalàhaiphổ khácnhaucóthể gây ra cùngmột
phản ứng ở một nhóm cáctế bào nón. Chẳnghạn nếumộtsóng đỏ và sóng xanhlục
đi vào mắt cùng lúc, các tế bàonón khác nhau sẽ gửi một tínhiệu mà não dịch ra là
màu vàng.
Smith đã chỉ ra rằng, màu cầu vồng đa sắc của bầu trời khi đi vàomắt người
sẽ được cảm nhậntương tự như sự chồng chập của ánh sáng xanh dương"nguyên
chất" vớiánh sáng trắng.Và đó làlýdo vì saobầu trời xanh lơ - hoặc gần như vậy.
"Mắtcủa bạn khôngthể phân biệtsự khácnhaugiữa phổ tổnghợp xanh
dương-tímvớihỗn hợpcủaánh sángxanhdươngnguyênchấtvàánhsángtrắng",
Smith nói.
Trongmắt các loài động vật khác, màu củabầu trời lại khác hẳn. Trừ người
và mộtsố loài linh trưởng, hầu hết động vật chỉ có hai loại tế bào hìnhnónthay vì
ba. ong mật vàmộtsố loàichimnhìn ở bước sóng cực tím- loại bướcsóngvô hình
trướccon người.
Bão từ
Bão từ hay còn gọi là bão địa từ trên Trái Đất là những thời kỳ mà kim
la bàn dao động mạnh. Nguyên nhân gây ra bão từ là do dòng hạt mang điện
phóng ra từ các vụ bùng nổ trên Mặt Trời tác dụng lên các đường cảm ứng từ
của Trái Đất. Trên một số hành tinh khác trong hệ Mặt Trời, nhất là các hành
tinh có từ quyển (như Sao Thổ) cũng có hiện tượng tương tự.
Trên Trái Đất
Các quá trình được miêu tả như sau:
1. Các dònghạt mangđiện phóngratừ Mặt Trời sinhra một từ trường,có độ
lớn vàokhoảng 6.10
-9
tesla.
2. Từ trườngnày ép lên từ trường TráiĐất làm chotừ trườngnơi bị ép tăng
lên.
3. Khi từ trường TráiĐất tănglên,từ thôngsẽ biến thiên vàsinh ramộtdòng
điện cảm ứngchốnglại sự tăng từ trường của Trái Đất (theođịnh luật Lenz).
4. Dòng điện cảm ứng này có thể đạt cườngđộ hàngtriệu ampe chuyểnđộng
vòng quanhTrái Đấtvàgây ramột từ trườngrất lớn tác dụng lên từ trường Trái
Đất.
5. Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trườngTrái Đất liên tục biến thiên và
kim la bàn daođộngmạnh.
Nếu hướng của từ trường trongtầngđiện ly hướngvề phía Bắc,giống như
hướngcủa từ trường Trái Đất, bãođịa từ sẽ lướt quahành tinhcủa chúng ta.
Ngược lại, nếu từ trường hướngvề phíaNam, ngược với hướngtừ trường bảovệ
của TráiĐất, các cơn bão địa từ mạnhsẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất. Mặc dù
khí quyển TráiĐất chặn được các dònghạt nănglượngcaođếntừ Mặt Trời này
(gồm electronvà proton),song các hạt đó làmxáo trộn từ trườngcủa hành tinh,cụ
thể là quyểntừ, có thể gây ra rối loạn trongliên lạc vô tuyến haythậm chí gâymất
điện.
Các vụ phuntrào khí và nhiễm điện từ MặtTrời được xếp theo3 cấp:Clà
yếu, M là trungbình, Xlà mạnh. Tùy theocấp cao haythấp mà ảnh hưởng củanó
lên từ trường Trái Đất gâyra bão từ nhiều hayít. Bão từ được xếp theocấp từ G1
đến G5,G5là cấp mạnhnhất. Theonhiều nghiên cứu thì hiện nay các cơn bão từ
xuấthiệnnhiều hơn và mạnh hơn,điềunày cho thấy rằng Mặt Trời đang ở vào
thời kỳ hoạt độngrấtmạnh.
Thời kỳ có bão từ là thờikỳ rất nguy hiểm cho ngườicó bệnh timmạch bởi
vì từ trường ảnh hưởng rất mạnh đếnhoạt động củacác cơ quan trong hệ tuần
hoàn của con người. Ngoài ra từ trườngcủa Trái Đất cũng giúp chomộtsố loài
độngvật thực hiện một số chứcnăng sống của chúng như là chức năng định hướng
do đó bãotừ cũngsẽ ảnh hưởng lớn đến sự sống của các loài này.