Tại sao cầu vồng lại tròn và thường kép?
Những cầu vồng thường gặp nhất được hình thành khi ánh sáng Mặt trời chiếu qua các hạt mưa. Các giọt mưa hoạt động giống như những lăng kính nhỏ, tán xạ ánh sáng Mặt trời thành quang phổ màu sắc quen thuộc: đỏ, cam, vàng, xanh lục, xanh lam, chàm, tím.
Cầu vồng có hình tròn vì liên quan đến đặc tính hình học khi chúng ta quan sát nó. Bạn nhìn thấy cầu vồng khi Mặt trời ở phía sau lưng, còn những hạt mưa nằm trong các đám mây phía trước mặt. Các tia sáng đi từ phía sau qua trên đầu bạn, chiếu vào hạt mưa, bị tán xạ thành màu sắc, phản xạ trở lại từ bên trong hạt mưa rồi đi vào mắt bạn.
Mắt chỉ nhận được màu sắc khi các tia sáng từ hạt mưa đi tới theo một góc cụ thể. Một cầu vồng nhìn thấy được chỉ hình thành nếu các hạt mưa nằm đúng vị trí, tạo nên một góc nhất định giữa Mặt trời, giọt mưa và mắt người quan sát. Những góc này phải cố định, và đặc tính hình học giữ cho góc ấy không đổi lại gắn với một đường tròn.
Thông thường, bạn chỉ nhìn thấy phần đường tròn nằm phía trên đường chân trời. Nếu tưởng tượng phần còn lại của đường tròn ở đâu, bạn sẽ thấy có thể vẽ một đường thẳng từ Mặt trời xuyên qua đầu mình đến điểm giữa của hình tròn mà một phần của nó chính là cầu vồng.
Điều này nghe có vẻ thi vị, nhưng xét về mặt khoa học, không có hai người nào nhìn thấy hoàn toàn cùng một cầu vồng. Nếu ba người cùng nhìn về phía cầu vồng, mỗi người đều ở một góc riêng để quan sát cầu vồng của mình. Đôi khi, người ta còn nhìn thấy một cầu vồng thứ hai nằm bên ngoài cầu vồng thứ nhất, tạo thành một vòng tròn lớn hơn. Màu sắc ở cầu vồng thứ hai sắp xếp ngược lại và thường mờ ảo hơn.
Hiện tượng này xảy ra vì ánh sáng đi theo một con đường tương tự, nhưng tia sáng bị phản xạ hai lần trong giọt mưa. Hai lần phản xạ tạo ra hai hiệu quả: trật tự màu sắc bị đảo ngược, và sau mỗi lần phản xạ, ánh sáng lại yếu đi, phân tán khỏi hạt mưa, khiến cầu vồng thứ hai mờ hơn và ít khi được nhìn thấy. Muốn tự kiểm chứng, vào lúc thời tiết ấm, bạn có thể tạo một cầu vồng nhỏ bằng vòi tưới nước, miễn là nước được phun ra thành màn đẹp và Mặt trời nằm đúng phía sau lưng bạn.
