Cầu vồng trăng là cầu vồng do ánh trăng tạo ra thay vì ánh nắng; cầu vồng sương mù (còn gọi cầu vồng trắng) hình thành trong màn sương có giọt nước rất nhỏ. Cả hai đều thường trông gần như trắng với mắt người, nhưng vì hai lý do khác nhau: cầu vồng trăng quá tối để mắt phân biệt màu, còn cầu vồng sương mù có giọt quá nhỏ khiến các màu chồng nhoè vào nhau. Đây là hai "người họ hàng" ít gặp nhưng có thật của cầu vồng quen thuộc.
Cầu vồng trăng hình thành thế nào
Ánh trăng thực chất là ánh nắng phản chiếu từ bề mặt Mặt Trăng, nên nó vẫn chứa đủ các màu. Khi Mặt Trăng ở thấp trên trời, phía đối diện có mưa hoặc tia nước, cơ chế y hệt cầu vồng ban ngày sẽ xảy ra: ánh sáng vào giọt nước, phản xạ, tách màu và ló ra ở góc khoảng 42 độ quanh điểm đối diện Mặt Trăng.
Khác biệt nằm ở độ sáng. Ánh trăng tròn yếu hơn ánh nắng hàng trăm nghìn lần. Trong bóng tối, mắt người chủ yếu dùng tế bào que để nhìn, mà tế bào que không phân biệt màu. Vì vậy phần lớn người xem chỉ thấy một vòng cung trắng bạc mờ. Người có mắt nhạy, nhìn cầu vồng trăng thật đậm, đôi khi nhận ra chút sắc đỏ hay xanh. Còn máy ảnh để phơi sáng lâu vài giây đến vài chục giây thì ghi lại đủ bảy màu, khiến ảnh cầu vồng trăng trông rực rỡ hơn hẳn những gì mắt thấy.
Khi nào và ở đâu dễ thấy cầu vồng trăng
- Trăng gần tròn: trăng càng sáng càng tốt, nên quanh rằm âm lịch là thời điểm lý tưởng.
- Trăng thấp: giống cầu vồng ban ngày, Mặt Trăng phải thấp hơn khoảng 42 độ. Thường là đầu hôm khi trăng mới lên hoặc gần sáng khi trăng sắp lặn.
- Trời tối, không đèn: ánh đèn đô thị lấn át hoàn toàn cầu vồng trăng.
- Có nguồn nước: mưa nhẹ phía đối diện, hoặc màn bụi nước của thác lớn.
Trên thế giới, những thác nước nổi tiếng vì cầu vồng trăng gồm thác Victoria ở biên giới Zambia và Zimbabwe, thác Cumberland ở bang Kentucky (Mỹ) và một số thác ở Công viên Quốc gia Yosemite vào mùa nước lớn. Ở những nơi này, màn bụi nước gần như thường trực, nên chỉ cần trăng tròn và trời quang là có cơ hội.
Ở Việt Nam chưa có điểm nào nổi danh về cầu vồng trăng, nhưng nguyên lý cho phép quan sát ở các thác lớn có nhiều bụi nước, vào đêm rằm trời trong. Ai đi thác về đêm cần đi theo nhóm, có người địa phương dẫn và tuân thủ quy định của khu du lịch, vì đường trơn và nước chảy xiết rất nguy hiểm.
Cầu vồng sương mù: vì sao màu bị mất
Cầu vồng sương mù xuất hiện khi Mặt Trời chiếu vào một màn sương hoặc mây mỏng có giọt nước cực nhỏ, đường kính dưới khoảng 0,05 mm, nhỏ hơn giọt mưa hàng chục lần. Với giọt nhỏ như vậy, tính chất sóng của ánh sáng trở nên quan trọng: hiện tượng nhiễu xạ làm mỗi màu bị loe rộng ra. Các màu loe rộng chồng lên nhau và hoà thành gần như trắng, chỉ còn mép ngoài ánh chút cam, mép trong ánh chút lam.
So với cầu vồng thường, cầu vồng sương mù rộng hơn nhiều, trông như một dải khói trắng hình vòng cung, và có bán kính nhỏ hơn một chút. Nhiều người thấy nó mà không biết đó là cầu vồng, cứ tưởng là một vệt mây lạ.
So sánh ba loại cầu vồng
| Cầu vồng thường | Cầu vồng trăng | Cầu vồng sương mù | |
|---|---|---|---|
| Nguồn sáng | Mặt Trời | Mặt Trăng | Mặt Trời (hiếm khi là trăng) |
| Kích thước giọt nước | Giọt mưa, lớn | Giọt mưa hoặc bụi nước thác | Giọt sương, rất nhỏ |
| Mắt người thấy | Đủ màu | Gần như trắng | Trắng, mép hơi màu |
| Ảnh chụp | Đủ màu | Đủ màu khi phơi sáng lâu | Vẫn gần như trắng |
| Lý do mất màu | Không mất | Mắt kém nhạy màu trong tối | Màu chồng nhau do nhiễu xạ |
Dòng "ảnh chụp" là cách phân biệt chắc nhất: cầu vồng trăng chỉ "trắng" trong mắt ta, còn cầu vồng sương mù thì trắng thật, máy ảnh nào cũng không cứu được màu.
Ở đâu dễ gặp cầu vồng sương mù
Cầu vồng sương mù hay gặp ở vùng biển và vùng núi, nơi sương mù tan dần dưới nắng sớm. Người leo núi đứng trên đỉnh, Mặt Trời phía sau lưng, biển mây hay sương mù phía trước, có cơ hội thấy rõ nhất. Ở Việt Nam, các vùng có sương mù buổi sáng như Sa Pa, Tam Đảo, Đà Lạt, Mộc Châu đều có điều kiện, nhất là những sáng sương tan khi nắng vừa lên. Cũng có thể thấy nó khi đèn pha ô tô chiếu vào màn sương ban đêm, thành một vòng trắng mờ trước mũi xe.
Đôi khi đi kèm cầu vồng sương mù là một vòng sáng nhỏ nhiều màu bao quanh bóng đầu người xem in trên màn sương. Đây là một hiện tượng quang học khác, cơ chế phức tạp hơn, không thuộc phạm vi bài này.
Góc nhìn hôm nay: chụp và ghi lại
Muốn chụp cầu vồng trăng, cần chân máy hoặc điện thoại kê chắc, chế độ chụp đêm hoặc chế độ thủ công phơi sáng 5–30 giây, ISO vừa phải để ảnh không bị nhiễu. Chụp vài tấm với thời gian khác nhau rồi chọn. Với cầu vồng sương mù, cần ống kính góc rộng vì vòng cung rất to, và nên giảm phơi sáng một chút để dải trắng không bị cháy.
Người quan tâm có thể tìm đọc các trang về quang học khí quyển của các trường đại học hoặc hội thiên văn nghiệp dư, nơi tổng hợp nhiều ảnh thật, kèm giải thích cho từng hiện tượng. Ghi lại ngày giờ, vị trí, pha trăng khi chụp được là một đóng góp có ích cho các nhóm quan sát.
Câu hỏi thường gặp
Cầu vồng trăng có thật không?
Có. Ánh trăng là ánh nắng phản chiếu nên vẫn tạo được cầu vồng khi có mưa hoặc bụi nước phía đối diện. Vì ánh trăng yếu, mắt người thường chỉ thấy vòng cung trắng, còn máy ảnh phơi sáng lâu ghi được đủ màu.
Vì sao cầu vồng trăng màu trắng?
Trong bóng tối, mắt người chủ yếu nhìn bằng tế bào que, loại tế bào không phân biệt màu. Ánh sáng cầu vồng trăng quá yếu để kích hoạt rõ tế bào nón, nên ta thấy gần như trắng.
Cầu vồng trắng là gì?
Là cầu vồng sương mù, hình thành trong màn sương có giọt nước rất nhỏ. Nhiễu xạ làm các màu loe rộng và chồng lên nhau thành trắng, chỉ mép ngoài ánh cam và mép trong ánh lam.
Ở đâu dễ thấy cầu vồng trăng nhất?
Ở các thác nước lớn có nhiều bụi nước, vào đêm trăng tròn trời quang, như thác Victoria ở châu Phi hay thác Cumberland ở Mỹ. Cần trời tối, ít đèn và trăng ở thấp.