Thứ tự bảy màu cầu vồng là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, tính từ mép ngoài vào mép trong của vòng cung chính. Thứ tự này không tuỳ tiện: nó đi từ ánh sáng bước sóng dài nhất (đỏ) tới ngắn nhất (tím), nên chỉ cần nhớ một quy luật là không bao giờ xếp sai. Bài này chỉ cách nhớ, những chỗ hay nhầm và vì sao ở cầu vồng phụ thứ tự lại đảo ngược.
Thứ tự chuẩn và lý do đằng sau
Trong sách Vật lý phổ thông Việt Nam, bảy màu của quang phổ ánh sáng trắng được viết theo thứ tự: đỏ – cam – vàng – lục – lam – chàm – tím. Đây cũng là thứ tự bạn thấy khi cho ánh nắng đi qua lăng kính: màu đỏ nằm ở đầu ít bị bẻ lệch, màu tím ở đầu bị bẻ lệch nhiều nhất.
Lý do vật lý rất gọn: khi ánh sáng đi từ không khí vào nước hay thuỷ tinh, nó bị bẻ hướng (khúc xạ). Mức bẻ phụ thuộc vào bước sóng. Bước sóng càng ngắn thì chiết suất của nước càng lớn, tia sáng càng bị bẻ mạnh. Đỏ có bước sóng khoảng 700 nm, tím khoảng 400 nm, nên giữa hai đầu là một trật tự liên tục. Hiểu được điều đó thì thứ tự bảy màu không còn là thứ phải học thuộc, mà là hệ quả.
Cách nhớ thứ tự bảy màu
Nhớ theo quy luật "nóng ra ngoài, lạnh vào trong"
Ba màu đầu đỏ, cam, vàng là những màu ta quen gọi là màu nóng, màu của lửa và nắng. Bốn màu sau lục, lam, chàm, tím là màu lạnh, màu của lá, nước và bóng tối. Ở cầu vồng chính, màu nóng nằm vòng ngoài, màu lạnh nằm vòng trong. Chỉ cần nhớ cặp "nóng ngoài – lạnh trong", rồi sắp trong từng nhóm theo độ đậm dần: đỏ đậm nhất trong nhóm nóng, tím tối nhất trong nhóm lạnh.
Nhớ bằng câu tự đặt
Học sinh nói tiếng Anh dùng tên một người tưởng tượng là "Roy G. Biv", ghép từ chữ cái đầu của red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet. Người Anh có câu "Richard Of York Gave Battle In Vain", gắn với một nhân vật lịch sử thật. Tiếng Việt không có một câu phổ biến tương tự, nhưng tự đặt rất dễ: lấy chữ cái đầu Đ – C – V – L – L – C – T rồi ghép thành câu có nghĩa với mình. Câu tự đặt thường nhớ lâu hơn câu học từ người khác, vì nó gắn với một hình ảnh riêng.
Nhớ bằng hình ảnh
Hãy hình dung một ngày từ lúc mặt trời lặn đến khi trời tối hẳn: nền trời chuyển từ đỏ, cam, vàng ở chân trời lên lục nhạt, lam, rồi chàm và tím thẫm khi đêm xuống. Chuỗi màu hoàng hôn không hoàn toàn trùng với quang phổ, nhưng đủ để gợi trật tự từ ấm sang lạnh.
Những chỗ hay nhầm
| Nhầm lẫn | Sự thật |
|---|---|
| Viết "xanh lá, xanh dương" thay cho lục, lam rồi đảo chỗ | Lục (xanh lá) luôn đứng trước lam (xanh dương), vì gần màu vàng hơn |
| Đặt chàm sau tím | Chàm nằm giữa lam và tím; tím luôn là màu cuối |
| Thêm màu hồng vào cầu vồng | Hồng không có trong quang phổ, nó là đỏ pha trắng hoặc đỏ pha tím |
| Cho rằng màu nào cũng rộng như nhau | Dải lục và lam rộng, dải vàng và cam rất hẹp |
| Nghĩ cầu vồng nào cũng đỏ ở ngoài | Cầu vồng phụ (vòng thứ hai) có thứ tự ngược lại |
Màu hồng là trường hợp đáng nói thêm. Không có bước sóng nào của ánh sáng đơn lẻ cho ra màu hồng hay màu tím hồng (magenta). Mắt ta cảm nhận chúng khi nhận cùng lúc ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh tím. Vì vậy chúng có trên bánh xe màu của hoạ sĩ, nhưng không có trong cầu vồng.
Cầu vồng phụ: vì sao thứ tự đảo ngược
Khi cầu vồng rất đậm, đôi khi ta thấy một vòng thứ hai mờ hơn nằm phía ngoài, gọi là cầu vồng phụ. Ở vòng này, tím nằm ngoài và đỏ nằm trong, tức là đảo ngược hoàn toàn so với vòng chính.
Nguyên nhân là đường đi của tia sáng trong giọt mưa. Ở cầu vồng chính, ánh sáng vào giọt nước, phản xạ một lần ở mặt sau rồi ló ra. Ở cầu vồng phụ, ánh sáng phản xạ hai lần bên trong giọt trước khi ló ra. Lần phản xạ thêm làm chùm tia "lật" lại, nên thứ tự màu đảo chiều. Mỗi lần phản xạ cũng làm mất một phần ánh sáng, vì thế cầu vồng phụ luôn mờ hơn. Bài về cầu vồng kép trong cùng danh mục giải thích chi tiết hơn.
Thứ tự bảy màu xuất hiện ở đâu khác
- Lăng kính và mặt kính vát cạnh: nắng chiếu qua cạnh gương, cạnh bể cá, mặt đồng hồ đôi khi tạo một dải màu nhỏ trên tường, thứ tự giống hệt quang phổ.
- Tia nước phun: vòi tưới cây, đài phun nước dưới nắng chiều tạo cầu vồng thu nhỏ.
- Mặt đĩa CD, DVD: cũng cho dải màu, nhưng cơ chế là nhiễu xạ trên các rãnh nhỏ chứ không phải khúc xạ, nên các vệt màu có thể lặp lại nhiều lần.
- Bong bóng xà phòng, váng dầu trên mặt nước: có màu óng ánh nhưng không theo đúng thứ tự cầu vồng, vì cơ chế là giao thoa trên màng mỏng.
Phân biệt được các trường hợp này giúp tránh một ngộ nhận phổ biến rằng "cứ thấy màu óng ánh là cầu vồng". Chỉ khúc xạ qua nước hay thuỷ tinh mới cho thứ tự đỏ đến tím gọn gàng nhất.
Góc nhìn hôm nay: dạy trẻ nhớ thứ tự màu
Với trẻ nhỏ, cách nhớ tốt nhất là được thấy tận mắt. Một buổi chiều nắng, đứng quay lưng về phía mặt trời, phun nước thành màn sương mịn bằng vòi tưới sẽ thấy cầu vồng ngay trước mặt. Cho trẻ xếp bảy chiếc bút màu theo đúng thứ tự vừa thấy, rồi so với hình trong sách. Sai chỗ nào, quay lại nhìn cầu vồng thật. Cách học này gắn thứ tự màu với trải nghiệm, nhớ lâu hơn nhiều so với học thuộc một câu.
Người lớn muốn hiểu sâu hơn có thể đọc chương tán sắc ánh sáng trong sách Vật lý lớp 12, hoặc các trang giáo dục khoa học của những bảo tàng lớn, nơi có mô phỏng đường đi tia sáng trong giọt nước.
Câu hỏi thường gặp
Thứ tự màu cầu vồng từ ngoài vào trong là gì?
Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Đỏ ở mép ngoài, tím ở mép trong của vòng cung chính, do ánh sáng đỏ bị bẻ lệch ít nhất và tím bị bẻ lệch nhiều nhất.
Cách nhớ bảy màu cầu vồng nhanh nhất?
Nhớ quy luật ba màu nóng đỏ – cam – vàng ở ngoài, bốn màu lạnh lục – lam – chàm – tím ở trong. Có thể đặt thêm một câu riêng từ chữ cái đầu Đ – C – V – L – L – C – T để nhớ lâu.
Cầu vồng có màu hồng không?
Không. Màu hồng và tím hồng không ứng với một bước sóng ánh sáng đơn lẻ nào, mắt ta chỉ cảm nhận chúng khi đỏ và xanh tím trộn vào nhau. Vì vậy chúng không có trong quang phổ cầu vồng.
Vì sao cầu vồng thứ hai có màu đảo ngược?
Ở cầu vồng phụ, tia sáng phản xạ hai lần bên trong giọt mưa thay vì một lần. Lần phản xạ thêm đảo ngược thứ tự màu, nên tím nằm ngoài, đỏ nằm trong, và vòng này cũng mờ hơn.