Select Page

Tại sao chúng ta phân biệt được màu sắc

Tại sao chúng ta phân biệt được màu sắc

Thế giới tự nhiên rực rỡ đầy sắc màu ở xung quanh chúng ta dường như quá hiển nhiên để ta thắc mắc và đặt câu hỏi đơn giản màu sắc từ đâu đến. Nhưng thông thường, những gì càng có vẻ hiển nhiên và đơn giản thì sâu bên trong nó là một hệ thống càng thú vị và phức tạp để khám phá và hiểu rõ. Xin được giới thiệu với các bạn bài viết rất hay của Nguyễn Xuân Chánh – T/c Khoa học & Tổ quốc để xem thế giới màu sắc thú vị như thế nào nhé.

Tản mạn về màu sắc

Ai đã học qua vật lý ở Trung học đều nhớ thí nghiệm của Newton, cho tia sáng Mặt trời qua lăng kính thấy rõ ánh sáng trắng tách ra thành bảy màu và gọi đó là bảy sắc cầu vồng. Những người lớn tuổi nhớ lại rằng khó thuộc được bảy màu đó nên phải ghép 7 chữ cái đầu của tiếng Tây là vivbjor cho dễ nhớ. Đó là violet – tím, indigo – chàm, vert – xanh lục, blue – xanh lam, jaune – vàng, orange – da cam và rouge – đỏ.

Nhưng dựa vào cơ sở nào để chia ánh sáng trắng thành 7 màu? Newton vào thế kỷ XVII phán như vậy vì ông theo Công giáo mà Công giáo thời đó rất trọng con số 7: 7 ngày trong một tuần, 7 nốt nhạc đồ rê mi fa sol la si, thậm chí thời đó quanh Mặt trời cũng chỉ mới biết là có 7 hành tinh. Chia ánh sáng ra thành 7 màu là chia một cách cảm tính, chia theo người nổi tiếng đã cách đây hơn 300 năm, không có cơ sở khoa học nào cả.

Vậy dựa trên cơ sở nào để nói ánh sáng trắng là gồm có mấy màu? Đó là dựa trên cách cảm nhận về màu sắc của mắt người. Nhìn thấy một vật biết là hình dạng to hay nhỏ gồ ghề cao thấp màu sắc như thế nào là nhờ thấu kính của mắt tạo ra ảnh của vật hiện lên võng mạc, ở đấy có một lớp chi chít hàng triệu tế bào cảm nhận ánh sáng.

Có hai loại tế bào cảm nhận ánh sáng: tế bào hình que (rod) và tế bào hình nón (cone). Tế bào hình que nhiều (cỡ 120 triệu) nhưng chỉ cảm nhận hai màu đen trắng, còn tế bào hình nón ít hơn (cỡ 5 triệu) mới cảm nhận được màu.

Có ba loại tế bào hình nón, gọi tên theo phạm vi bước sóng ánh sáng nhạy cảm với tế bào: tế bào hình nón L (long – sóng dài), tế bào hình nón M (medium – sóng trung) và tế bào hình nón S (short – sóng ngắn). Gọi là sóng dài L, sóng trung M, sóng ngắn S là tương đối trong phạm vi sóng ánh sáng. L ứng với màu đỏ, M ứng với màu lục, S ứng với màu lam.

Ngày nay người ta dựa vào các màu mà ba tế bào hình nón đó cảm nhận để phân chia ánh sáng thành ba màu cơ bản đó là màu đỏ R (red), màu lục G (green) và màu lam B (blue).

Bất kỳ một màu nào mà mắt ta nhìn thấy cũng là sự pha trộn theo một tỉ lệ nào đấy của ba màu cơ bản đỏ, lục, lam, trong kỹ thuật thường ký hiệu là RGB.

Tại sao một vật lại có màu này hoặc màu kia?

Điều đó phụ thuộc ánh sáng từ vật đến mắt có các bước sóng ứng với các màu cơ bản như thế nào. Thí dụ nếu ánh sáng từ vật đến mắt có các bước sóng chỉ kích thích các tế bào hình nón L, ta sẽ thấy vật ấy có màu đỏ. Nếu ánh sáng đến mắt ta có các bước sóng kích thích được cả tế bào hình nón L, cả tế bào hình nón M, mắt ta đồng thời cảm nhận được màu đỏ R và màu lục G, hai màu đó cộng lại thành màu vàng J (R+G=J).

Ta chưa xét trường hợp vật tự phát sáng mà chỉ xét trường hợp có ánh sáng như ánh sáng mặt trời chiếu vào vật, và vật tán xạ ánh sáng đó đến mắt ta. Ở đây có hai cách khác nhau làm cho mắt thấy được màu sắc của vật.

Cách thứ nhất là do chất màu.

Một vật có màu đỏ chẳng hạn là do trên bề mặt của vật đó có chất màu đỏ. Ánh sáng chiếu đến, bề mặt của vật hấp thụ ánh sáng đối với tất cả các bước sóng trừ ánh sáng có bước sóng ứng với màu đỏ thì tán xạ, tia tán xạ đến mắt, ta thấy màu đỏ. Nói cách khác màu sắc thấy ở đây là do hấp thụ chọn lọc của chất màu, chất có màu đỏ chọn lọc những ánh sáng không phải màu đỏ để hấp thụ hết, chỉ tán xạ ánh sáng màu đỏ. Trường hợp ánh sáng bước sóng nào vật cũng hấp thụ thì vật có màu đen. Ngược lại, ánh sáng có bất cứ bước sóng nào đến vật, vật cũng tán xạ ra ngoài, vật có màu trắng.

Cách thứ hai là do giao thoa, nhiễu xạ.

Mặt nước đang trong xanh phẳng lặng nhưng nếu ta nhỏ trên đấy một giọt dầu, giọt dầu loang rộng ra thành một lớp cực mỏng trên mặt nước, lúc đó mặt nước nhìn thấy có nhiều màu xanh, đỏ, vàng… thường gọi là màu của váng dầu. Đó là do hiện tượng giao thoa của màng mỏng.

Một chiếc đĩa CD nhìn sáng bóng nhưng thật ra trên đó có rất nhiều đường rãnh tròn cách đều nhau. Nhìn ánh sáng phản xạ qua đĩa CD, với góc nhìn này ta thấy màu đỏ, góc nhìn kia ta thấy màu xanh, màu vàng, v.v. đó là do hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng qua các vạch cách đều nằm khít nhau trên đĩa.

Bản thân màng mỏng dầu gần như trong suốt không có chất màu gì. Bản thân đĩa CD mặt ngoài chỉ là một lớp nhôm mỏng sáng trắng một màu. Nhưng vì có cấu trúc màng mỏng, có cấu trúc là các vạch nhỏ khít nhau và cách đều v.v. nên ánh sáng trắng chiếu đến cấu trúc đó làm cho nhìn theo phương này thấy màu đỏ, nhìn theo phương kia thấy màu xanh… vậy màu sắc thấy ở đây là do cấu trúc.

Thế giới màu sắc thật thú vị phải không?

Digiprove sealCopyright secured by Digiprove
Share This