Khi thời tiết rất trong lành, bầu trời trong xanh như một tấm gương xanh, trong vắt và tráng lệ.

Mặc dù chúng ta thường nhìn thấy bầu trời xanh nhưng ít người nghĩ tại sao bầu trời lại có màu xanh. Bạn có biết màu xanh của bầu trời được hình thành như thế nào không?

Màu sắc của bầu trời là một hiện tượng tự nhiên, vào những ngày quang đãng, bầu trời trong xanh và đôi khi chuyển sang màu trắng, đặc biệt là ở đường chân trời.

Các nhà khoa học khác nhau có nhiều lời giải thích về hiện tượng này, tuy nhiên, có một giả thuyết như thế này đưa ra lời giải thích: bầu trời có màu xanh giống như ánh sáng mặt trời phản chiếu màu xanh lam từ đại dương.

Cách giải thích này không chính xác vì hiện tượng hấp thụ ánh sáng trong khí quyển cũng xảy ra trong nước. Rốt cuộc, sóng ánh sáng dài hơn được hấp thụ sâu hơn ánh sáng xanh ngắn.

Lý thuyết phổ biến nhất giải thích rằng bầu trời có màu xanh là sự tán xạ ánh sáng của khí quyển, bao gồm khí và các hạt khác va chạm với các hạt ánh sáng và phân tán chúng theo các hướng và cường độ khác nhau.

Ánh sáng là quang phổ gồm bảy bước sóng màu khác nhau, bao gồm đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím, với sự phân bố các hạt không đồng đều.

Ánh sáng xanh di chuyển ở bước sóng ngắn hơn và tán xạ nhiều hơn các màu khác khi ánh sáng mặt trời truyền qua không khí. Màu xanh cũng có tần số cao hơn và tán xạ nhiều hơn màu đỏ.

Sự tán xạ và tán xạ ngược lại này tạo ra hiệu ứng bầu trời có màu xanh lam, với ánh sáng truyền theo đường thẳng theo mọi hướng.

Trong những chuyển động này, nó va chạm với các hạt khí và vật chất khác trong khí quyển, hấp thụ ánh sáng và phát ra màu tương tự như ánh sáng bị hấp thụ.

Vào buổi sáng sớm hoặc lúc hoàng hôn, bầu trời có màu trắng hoặc đỏ. Màu trắng của bầu trời là kết quả của sự tán xạ ánh sáng xanh khi các hạt khí quyển di chuyển trong không khí. Sự tán xạ lan truyền ánh sáng xanh nhiều hơn, làm cho nó có vẻ nhạt hơn khi nhìn từ xa.

Khi mặt trời lặn trên bầu trời, ánh sáng truyền qua không khí nhiều hơn và thậm chí còn phân tán các sóng ánh sáng dài hơn, làm cho sóng ánh sáng đỏ trở nên rõ ràng hơn. Và sóng ánh sáng xanh đã bị phân tán nhiều hơn vì chúng truyền đi một khoảng cách xa hơn trước khi đến mắt.

Nhà khoa học thế kỷ 19 John Tyndall là người đầu tiên đề xuất lý thuyết bầu trời xanh. Lord Rayleigh đã xây dựng lý thuyết về ánh sáng tán xạ trong khí quyển của Tyndall.

Rayleigh đã nghiên cứu thêm về ánh sáng, cuối cùng kết luận rằng ánh sáng xanh tán xạ nhiều hơn ánh sáng đỏ.

Ông ước tính rằng ánh sáng xanh có độ khuếch tán gấp 10 lần so với màu đỏ. Trước đây, các nhà khoa học cho rằng các hạt bụi và nước trong khí quyển giúp hấp thụ và tán xạ ánh sáng.

Những lý thuyết này có phần chưa hoàn chỉnh vì bầu trời thay đổi màu sắc khi bụi và nước trong khí quyển thay đổi.

Màu sắc của bầu trời cũng liên quan đến các cơ quan thụ cảm trong mắt chúng ta, chúng có độ nhạy khác nhau với các tác nhân kích hoạt màu sắc khác nhau và mắt cảm nhận màu sắc khác nhau theo bước sóng.

Các cơ quan cảm nhận màu xanh lam được biết là nhạy cảm hơn các cơ quan cảm nhận màu đỏ và xanh lá cây, vì vậy chúng ta có nhiều khả năng nhận biết các hạt ánh sáng xanh lam tán xạ từ ánh sáng mặt trời hơn.

Bầu trời vào ngày nhiều mây và mưa có màu xám và trắng vì tác dụng chính của lớp mây dày là sự phản chiếu ánh sáng mặt trời. Lúc này, ánh sáng yếu hơn ngày nắng, bầu trời tối hơn ngày nắng.

Khi ánh nắng xuyên qua lớp mây dày trở lại, do hàm lượng nước trong lớp mây lớn và nhiều bụi nên ánh nắng phản chiếu chủ yếu có màu bụi và những giọt nước nhỏ hoặc tinh thể băng nhỏ.

Vì thế bầu trời vào ngày mưa trông có vẻ xám và trắng.