Quang học
Hỏi: Tại sao cầu vồng lại bị cong?
Đáp: Cầu vồng xuất hiện khi người quan sát quay lưng về phía Mặt trời, nhìn mưa rơi. Những tia sáng mà họ nhận thấy bị các giọt nước phản xạ. Khi một tia sáng đi vào một giọt nước, nó bị lệch vì chỉ số khúc xạ của nước (khoảng 1,33), phản xạ lên mặt trong của giọt nước, rồi lại bị lệch khi đi ra. Rốt cuộc, giữa tia vào và tia ra khỏi giọt nước hình thành một góc 420. Để người ta quan sát có thể cảm nhận tia bị nhiễu xạ này, thì một trong các tia ló ra từ giọt nước phải tới mắt. Ở bên ngoài, không phải một mà là nhiều tia song song chạm vào giọt nước. Vì giọt này gần như có hình cầu nên mỗi tia sáng được phản xạ khác nhau tùy theo điểm vào giọt nước của nó. Chính vì thế, những tia ló tạo thành một nón ánh sáng xung quanh giọt nước. Cho nên ở đỉnh cầu vồng, chính những tia đi ra qua đáy giọt nước được mắt thu nhận, và trên các mép cầu vồng, những tia đi ra ở phía bên giọt nước được cảm nhận. Đó là lý do cầu vồng bị cong. Nếu không có chân trời, người quan sát có thể cảm thấy một vòng tròn hoàn toàn có độ mờ 420. Đây là một đặc ân cho các người lái máy bay hoặc những ai leo núi trước khoảng không.
Cần lưu ý rằng ánh sáng Mặt trời được tạo nên từ các bước sóng khác nhau, trong đó chỉ số khúc xạ của nước hơi khác: những lần vào - ra giọt nước đều phân tích ánh sáng này, và mỗi bước sóng ra theo một góc hơi khác nhau. Các tia tím ra hơi cao hơn (ở 400), các tia đỏ hơi thấp hơn (ở 420). Vì thế ở một cầu vồng, màu ở ngoài cùng là đỏ, màu ở trong cùng là tìm. Màu đỏ bắt nguồn từ những giọt nước bị lệch tâm hơn so với người quan sát.
