Vì sao bầu trời màu xanh?

Các nhà vật lý giải thích rằng bầu trời có màu xanh lơ vì những tia sáng xanh bị tán xạ mạnh hơn tia sáng đỏ khi ánh sáng Mặt Trời đi qua khí quyển. Tuy vậy, tia tím cũng bị tán xạ rất mạnh, vậy vì sao bầu trời không có màu tím? Câu trả lời còn liên quan đến cách mắt người cảm nhận màu sắc.

Ánh sáng trắng của Mặt Trời là tổng hợp của nhiều màu trong cầu vồng. Khi đi vào khí quyển Trái Đất, ánh sáng gặp các phân tử nhỏ như nitơ và ôxy rồi bị tán xạ. Các tia có bước sóng ngắn như xanh dương và tím bị tán xạ mạnh hơn các tia có bước sóng dài như đỏ và vàng.

Vì thế, khi nhìn lên bầu trời, ta chủ yếu nhìn thấy phần ánh sáng bị tán xạ nhiều nhất, thường nằm ở vùng xanh dương. Cách giải thích truyền thống này đúng nhưng chưa đủ, bởi màu sắc cuối cùng ta thấy còn phụ thuộc vào hệ thống thị giác.

Mắt người nhận biết màu nhờ ba loại tế bào hình nón trên võng mạc, mỗi loại nhạy với một vùng bước sóng khác nhau: dài, trung bình và ngắn. Khi ánh sáng đi vào mắt, các tế bào này gửi tín hiệu về não, từ đó não diễn giải thành màu sắc.

Các tế bào hình nón không chỉ phản ứng với một màu duy nhất mà nhạy trên một khoảng khá rộng, có phần chồng lấn nhau. Vì vậy, hai hỗn hợp ánh sáng khác nhau đôi khi vẫn có thể tạo ra cảm giác màu giống nhau trong não.

Phổ ánh sáng từ bầu trời khi đến mắt người tạo cảm giác gần giống sự pha trộn giữa ánh sáng xanh dương thuần và một phần ánh sáng trắng. Vì thế, ta nhìn thấy bầu trời có màu xanh lơ hoặc gần như xanh lơ, chứ không phải tím.

Ở các loài động vật khác, màu bầu trời có thể được cảm nhận khác đi. Ngoài con người và một số loài linh trưởng, nhiều loài chỉ có hai loại tế bào hình nón. Trong khi đó, ong mật và một số loài chim còn nhìn được cả vùng cực tím mà mắt người không nhìn thấy.