Mỗi khi hiện ra hiện tượng nguyệt thực toàn phần, Mặt Trăng lại đưa một màu đỏ thẫm, dân gian ta thường gọi này là trăng máu, vậy vì sao lại có hiện tượng này? Vì sao nguyệt thực một phần hoặc nguyệt thực nửa tối Mặt Trăng lại không có màu đỏ?

Trước tiên xin diễn tả lại tiến trình diễn ra hiện tượng nguyệt thực toàn phần như sau:
Ban đầu, lúc Mặt Trăng đang tròn & rất sáng (ngày rằm) thì bất chợt hiện ra một vệt đen ở phần rìa đĩa Mặt Trăng, vệt đen đó dần dần lấn vào bên trong làm cho đĩa Mặt Trăng trông như một chiếc bánh bị gặm. Vệt đen “ăn” Mặt Trăng có hình vòng cung có tâm hướng ra ngoài đĩa Mặt Trăng, hình cung này to hơn Mặt Trăng (chính điều này khiến cho pha khuyết của Mặt Trăng không giống với trăng khuyết ngày thường, hơn nữa hiện tượng này chỉ xảy ra vào đúng ngày rằm).

Phần khuyết bị “ăn” của Mặt Trăng hoàn toàn đưa màu tối sẫm, cho đến khi nó bị “ăn” hết hơn một nửa thì phần khuyết ấy lại dần lộ ra màu cam, dần dần tới màu hồng, & khi Mặt Trăng bị chiếm gọn bởi phần khuyết ấy thì toàn thể Mặt Trăng hiện lên màu đỏ thẫm.



Rồi tiếp đó mọi chuyện lại diễn ra, nhưng theo khyunh hướng trái lại, phần bóng tối đã sở hữu gọn Mặt Trăng dần trả lại vùng sang cho nó, màu đỏ thẫm cũng dần biệt tăm khi vùng sang quay lại.

Như mọi người ai cũng biết, cái bóng đã che mất phần sáng của Mặt Trăng đó thực ra là bóng của Trái Đất. Vào ngày rằm âm lịch, Mặt Trăng nằm ở địa điểm đối mặt với Mặt Trời qua Trái Đất khi xét trên bề mặt Hoàng Đạo, đôi lúc ba thiên thể lại nằm thẳng hàng với nhau trong không gian & Trái Đất ở giữa thì ánh sáng Mặt Trời chiếu tới Mặt Trăng sẽ bị Trái Đất chắn mất. Kích cỡ Trái Đất to hơn Mặt Trăng nên đó cũng là nguyên nhân ta lấy phần bóng đè lên Mặt Trăng là một hình cung có bán kính to hơn đĩa Mặt Trăng.



Bên cạnh đó để giải thích vì sao Mặt Trăng lại đưa màu đỏ thẫm khi bóng Trái Đất hoàn toàn che mất Mặt Trăng thì ta cần xét tới một hiện tượng vật lý khác nữa. Này là “Tán xạ Rayleigh”:

Tán xạ Rayleigh là một loại tán xạ ánh sáng bởi các hạt hay các vùng không đồng nhất trong môi trường có kích cỡ rất bé hơn đối với bước sóng của ánh sáng. Kiểu tán xạ này làm lệch hướng mạnh các tia sáng có bước sóng ngắn.
Ta biết rằng Trái Đất còn tồn tại một lớp khí quyển bao phủ, các nguyên tử trong lớp khí quyển này có kích cỡ rất nhỏ đối với bước sóng ánh sáng, ngoài ra bước sóng ánh sáng cũng có nhiều mức độ độ dài khác nhau, bước sóng càng ngắn thì tần số càng cao hay năng lượng càng nhiều, trái lại bước sóng càng dài thì tần số càng thấp & năng lượng càng ít.



Trong vùng ánh sáng khả kiến, các tia sáng màu đỏ, vàng, cam là các bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn đối với các tia sáng xanh, tím. Mà theo lý thuyết tán xạ Rayleigh, bước sóng càng ngắn, tức độ dài bước sóng càng bé gần bằng kích cỡ các nguyên tử thì càng dễ bị nguyên tử hấp thu, hay nói cách khác là năng lượng của bước sóng đó càng cao nên càng dễ bị các electron trong nguyên tử đó hấp thu. Song các bước sóng dài như màu đỏ, vàng, cam thì lại có năng lượng thấp & đơn giản xuyên qua đám nguyên tử cản trở phía trước hơn (xác suất bị hấp thu ít hơn), Về phần các bước sóng ngắn, mỗi khi chúng bị hấp thu bởi một nguyên tử, kích thích electron nhảy mức năng lượng cao hơn thì electron lại bức xạ bước sóng đó theo hướng khác, rồi lại bị electron khác hấp thụ, rồi lại bức xạ. Cứ thế các photon đưa tần số cao bị ném đi ném lại trong bầu khí quyển Trái Đất. Các bước sóng màu xanh đủ vào sâu bên trong khí quyển nên nhuộm cho khung trời một màu xanh, các tia sóng ngắn hơn, có hại cho sự sống thì càng khó tiếp cận hơn vào bên trong, điển hình là tia cực tím, tia gama,…vv.

Xem Thêm  Tên lửa Kh-35UE Việt Nam với chiến thuật “bầy sói”



Vậy nên khi nguyên thực toàn phần xảy ra, các tia sáng từ Mặt Trời xuyên qua Trái Đất & chạm tới Mặt Trăng, các tia năng lượng cao hầu hết không xuyên qua được khí quyển, chỉ có tia màu đỏ, là bước sóng dài nhất vượt mặt khí quyển để in lên Mặt Trăng.
Nhưng nếu chỉ giải thích tới đây thôi có vẻ chưa đủ, chắc hẳn bạn sẽ đặt nghi vấn rằng, kích cỡ Trái Đất to hơn Mặt Trăng, vì sao ánh sáng đi ngang qua mặt phẳng Trái Đất lại chạm tới Mặt Trăng? Nếu có suy nghĩ hình học chắc cũng sẽ tự hình dung ra những tia sáng sẽ đi ngang qua Trái Đất như vậy này.

Vậy thì tất cả chúng ta hãy đề cập tới một hiện tượng vật lý nữa, này là

là hiện tượng ánh sáng đổi hướng khi đi ngang qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau. Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất thấp hơn vào một trường có chiết suất cao hơn, tia sáng sẽ bị bẻ gãy tại mặt phân cách & góc khúc xạ bẻ tia sáng hướng vào sâu hơn bên trong môi trường có chiết suất cao.



Như thế tất cả chúng ta cũng có thể hình dung rằng, các tia sáng Mặt Trời truyền trong môi trường chân không có chiết suất là 1, khi chúng chạm tới khí quyển Trái Đất với chiết suất to hơn 1, các tia sáng sẽ bị khúc xạ như sau (giả sử khí quyển Trái Đất có một mặt phẳng phân cách cụ thể với môi trường ngoài vũ trụ)



Vậy là sau khoảng thời gian các tia sáng đi ngang qua bầu khí quyển Trái Đất, đúng với định luật khúc xạ ánh sáng, các tia sáng đó sẽ bị uốn cong băng thông & hướng vào Mặt Trăng sau khoảng thời gian thoát khỏi khí quyển Trái Đất, nhuộm cho Mặt Trăng một màu đỏ thẫm.

Còn vấn đề cuối cùng, này là vì sao nguyệt thực một phần, nửa phần hay nửa tối thì Mặt Trăng lại không có màu đỏ? Nói chuẩn xác hơn là vì sao màu đỏ chỉ hiện ra khi pha nguyệt thực hoàn toàn đạt tới toàn phần hoặc gần toàn phần?
Về thắc mắc này, tất cả chúng ta có thể giải thích như sau:
Lượng ánh sáng không đi ngang qua khí quyển Trái Đất mà đi trực tiếp từ Mặt Trời đến mặt phẳng Mặt Trăng rồi phản xạ lại Trái Đất là rất lớn. Trăng rằm rất sáng, nhưng khi bị bóng Trái Đất che, các tia sáng màu đỏ đi ngang qua khí quyển Trái Đất thực ra đã in hằn lên phần mặt phẳng Mặt Trăng bị che khuất, nhưng lượng ánh sáng đi ngang qua khí quyển này không nhiều bằng lượng ánh sáng đến trực tiếp từ Mặt Trời, do vậy tất cả chúng ta chẳng thể xem xét được pha bị khuyết của nguyệt thực có màu đỏ, nói cách khác là pha sáng chưa bị khuyết có lượng ánh sáng phản chiếu lại mắt to hơn nên lấn át mất pha màu đỏ còn sót lại, nhưng khi ánh sáng trực tiếp mà Mặt Trăng phản chiếu bị chiếm gần hết, yếu ớt dần thì lúc đó phần bị khuyết, màu đỏ mới dần lộ ra, nghĩa là ngay từ đầu phần này đã đưa màu đỏ chứ không phải tối đen, chẳng qua là phần kia sáng quá nên không chứng kiến rõ phần màu đỏ mà thôi. Điều này cũng tương tự với ánh sáng Mặt Trời vào ban ngày cản trở sự hiện ra của những người nổi tiếng trên khung trời vậy.

Xem Thêm  Khí quyển là gì? Các tầng khí quyển Trái Đất

Hết!!!

Mỗi khi hiện ra hiện tượng nguyệt thực toàn phần, Mặt Trăng lại đưa một màu đỏ thẫm, dân gian ta thường gọi này là trăng máu, vậy vì sao lại có hiện tượng này? Vì sao nguyệt thực một phần hoặc nguyệt thực nửa tối Mặt Trăng lại không có màu đỏ?Trước tiên xin diễn tả lại tiến trình diễn ra hiện tượng nguyệt thực toàn phần như sau:Ban đầu, lúc Mặt Trăng đang tròn & rất sáng (ngày rằm) thì bất chợt hiện ra một vệt đen ở phần rìa đĩa Mặt Trăng, vệt đen đó dần dần lấn vào bên trong làm cho đĩa Mặt Trăng trông như một chiếc bánh bị gặm. Vệt đen “ăn” Mặt Trăng có hình vòng cung có tâm hướng ra ngoài đĩa Mặt Trăng, hình cung này to hơn Mặt Trăng (chính điều này khiến cho pha khuyết của Mặt Trăng không giống với trăng khuyết ngày thường, hơn nữa hiện tượng này chỉ xảy ra vào đúng ngày rằm).Phần khuyết bị “ăn” của Mặt Trăng hoàn toàn đưa màu tối sẫm, cho đến khi nó bị “ăn” hết hơn một nửa thì phần khuyết ấy lại dần lộ ra màu cam, dần dần tới màu hồng, & khi Mặt Trăng bị chiếm gọn bởi phần khuyết ấy thì toàn thể Mặt Trăng hiện lên màu đỏ thẫm.Rồi tiếp đó mọi chuyện lại diễn ra, nhưng theo khyunh hướng trái lại, phần bóng tối đã sở hữu gọn Mặt Trăng dần trả lại vùng sang cho nó, màu đỏ thẫm cũng dần biệt tăm khi vùng sang quay lại.Như mọi người ai cũng biết, cái bóng đã che mất phần sáng của Mặt Trăng đó thực ra là bóng của Trái Đất. Vào ngày rằm âm lịch, Mặt Trăng nằm ở địa điểm đối mặt với Mặt Trời qua Trái Đất khi xét trên bề mặt Hoàng Đạo, đôi lúc ba thiên thể lại nằm thẳng hàng với nhau trong không gian & Trái Đất ở giữa thì ánh sáng Mặt Trời chiếu tới Mặt Trăng sẽ bị Trái Đất chắn mất. Kích cỡ Trái Đất to hơn Mặt Trăng nên đó cũng là nguyên nhân ta lấy phần bóng đè lên Mặt Trăng là một hình cung có bán kính to hơn đĩa Mặt Trăng.Bên cạnh đó để giải thích vì sao Mặt Trăng lại đưa màu đỏ thẫm khi bóng Trái Đất hoàn toàn che mất Mặt Trăng thì ta cần xét tới một hiện tượng vật lý khác nữa. Này là “Tán xạ Rayleigh”:Tán xạ Rayleigh là một loại tán xạ ánh sáng bởi các hạt hay các vùng không đồng nhất trong môi trường có kích cỡ rất bé hơn đối với bước sóng của ánh sáng. Kiểu tán xạ này làm lệch hướng mạnh các tia sáng có bước sóng ngắn.Ta biết rằng Trái Đất còn tồn tại một lớp khí quyển bao phủ, các nguyên tử trong lớp khí quyển này có kích cỡ rất nhỏ đối với bước sóng ánh sáng, ngoài ra bước sóng ánh sáng cũng có nhiều mức độ độ dài khác nhau, bước sóng càng ngắn thì tần số càng cao hay năng lượng càng nhiều, trái lại bước sóng càng dài thì tần số càng thấp & năng lượng càng ít.Trong vùng ánh sáng khả kiến, các tia sáng màu đỏ, vàng, cam là các bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn đối với các tia sáng xanh, tím. Mà theo lý thuyết tán xạ Rayleigh, bước sóng càng ngắn, tức độ dài bước sóng càng bé gần bằng kích cỡ các nguyên tử thì càng dễ bị nguyên tử hấp thu, hay nói cách khác là năng lượng của bước sóng đó càng cao nên càng dễ bị các electron trong nguyên tử đó hấp thu. Song các bước sóng dài như màu đỏ, vàng, cam thì lại có năng lượng thấp & đơn giản xuyên qua đám nguyên tử cản trở phía trước hơn (xác suất bị hấp thu ít hơn), Về phần các bước sóng ngắn, mỗi khi chúng bị hấp thu bởi một nguyên tử, kích thích electron nhảy mức năng lượng cao hơn thì electron lại bức xạ bước sóng đó theo hướng khác, rồi lại bị electron khác hấp thụ, rồi lại bức xạ. Cứ thế các photon đưa tần số cao bị ném đi ném lại trong bầu khí quyển Trái Đất. Các bước sóng màu xanh đủ vào sâu bên trong khí quyển nên nhuộm cho khung trời một màu xanh, các tia sóng ngắn hơn, có hại cho sự sống thì càng khó tiếp cận hơn vào bên trong, điển hình là tia cực tím, tia gama,…vv.Vậy nên khi nguyên thực toàn phần xảy ra, các tia sáng từ Mặt Trời xuyên qua Trái Đất & chạm tới Mặt Trăng, các tia năng lượng cao hầu hết không xuyên qua được khí quyển, chỉ có tia màu đỏ, là bước sóng dài nhất vượt mặt khí quyển để in lên Mặt Trăng.Nhưng nếu chỉ giải thích tới đây thôi có vẻ chưa đủ, chắc hẳn bạn sẽ đặt nghi vấn rằng, kích cỡ Trái Đất to hơn Mặt Trăng, vì sao ánh sáng đi ngang qua mặt phẳng Trái Đất lại chạm tới Mặt Trăng? Nếu có suy nghĩ hình học chắc cũng sẽ tự hình dung ra những tia sáng sẽ đi ngang qua Trái Đất như vậy này.Vậy thì tất cả chúng ta hãy đề cập tới một hiện tượng vật lý nữa, đó làlà hiện tượng ánh sáng đổi hướng khi đi ngang qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau. Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất thấp hơn vào một trường có chiết suất cao hơn, tia sáng sẽ bị bẻ gãy tại mặt phân cách & góc khúc xạ bẻ tia sáng hướng vào sâu hơn bên trong môi trường có chiết suất cao.Như thế tất cả chúng ta cũng có thể hình dung rằng, các tia sáng Mặt Trời truyền trong môi trường chân không có chiết suất là 1, khi chúng chạm tới khí quyển Trái Đất với chiết suất to hơn 1, các tia sáng sẽ bị khúc xạ như sau (giả sử khí quyển Trái Đất có một mặt phẳng phân cách cụ thể với môi trường ngoài vũ trụ)Vậy là sau khoảng thời gian các tia sáng đi ngang qua bầu khí quyển Trái Đất, đúng với định luật khúc xạ ánh sáng, các tia sáng đó sẽ bị uốn cong băng thông & hướng vào Mặt Trăng sau khoảng thời gian thoát khỏi khí quyển Trái Đất, nhuộm cho Mặt Trăng một màu đỏ thẫm.Còn vấn đề cuối cùng, này là vì sao nguyệt thực một phần, nửa phần hay nửa tối thì Mặt Trăng lại không có màu đỏ? Nói chuẩn xác hơn là vì sao màu đỏ chỉ hiện ra khi pha nguyệt thực hoàn toàn đạt tới toàn phần hoặc gần toàn phần?Về thắc mắc này, tất cả chúng ta có thể giải thích như sau:Lượng ánh sáng không đi ngang qua khí quyển Trái Đất mà đi trực tiếp từ Mặt Trời đến mặt phẳng Mặt Trăng rồi phản xạ lại Trái Đất là rất lớn. Trăng rằm rất sáng, nhưng khi bị bóng Trái Đất che, các tia sáng màu đỏ đi ngang qua khí quyển Trái Đất thực ra đã in hằn lên phần mặt phẳng Mặt Trăng bị che khuất, nhưng lượng ánh sáng đi ngang qua khí quyển này không nhiều bằng lượng ánh sáng đến trực tiếp từ Mặt Trời, do vậy tất cả chúng ta chẳng thể xem xét được pha bị khuyết của nguyệt thực có màu đỏ, nói cách khác là pha sáng chưa bị khuyết có lượng ánh sáng phản chiếu lại mắt to hơn nên lấn át mất pha màu đỏ còn sót lại, nhưng khi ánh sáng trực tiếp mà Mặt Trăng phản chiếu bị chiếm gần hết, yếu ớt dần thì lúc đó phần bị khuyết, màu đỏ mới dần lộ ra, nghĩa là ngay từ đầu phần này đã đưa màu đỏ chứ không phải tối đen, chẳng qua là phần kia sáng quá nên không chứng kiến rõ phần màu đỏ mà thôi. Điều này cũng tương tự với ánh sáng Mặt Trời vào ban ngày cản trở sự hiện ra của những người nổi tiếng trên khung trời vậy.Hết!!!

Xem Thêm  Lý thuyết Sinh11 - Loga.vn: Bài 6: Dinh Dưỡng Nitơ ở Thực Vật (Tiếp Theo)

By ads_law

Trả lời