Tại sao chúng ta thấy cánh bướm lấp lánh thay đổi theo góc nhìn

Màu cánh của bướm Morpho thay đổi không phải do sắc tố (giống như mực in), mà là do một hiện tượng vật lý gọi là màu cấu trúc (structural color). Về cơ bản, màu sắc lấp lánh này được tạo ra bởi cách ánh sáng tương tác với cấu trúc nano siêu nhỏ trên bề mặt cánh của chúng.

---

Cấu Trúc Nano Hình Cây Thông

Nếu bạn phóng to bề mặt cánh của một con bướm Morpho dưới kính hiển vi điện tử, bạn sẽ không thấy một bề mặt phẳng. Thay vào đó, bạn sẽ thấy hàng triệu chiếc vảy nhỏ li ti. Trên mỗi chiếc vảy này lại có những cấu trúc còn nhỏ hơn, xếp lớp theo hình dạng giống như những cây thông Giáng sinh siêu nhỏ.

Những “cây thông” này được làm từ chitin (vật liệu cấu tạo nên lớp vỏ của côn trùng), vốn trong suốt và không có màu. Toàn bộ hiệu ứng màu sắc đến từ hình dạng và khoảng cách cực kỳ chính xác của các “nhánh cây”.

---

Hiện Tượng Giao Thoa Ánh Sáng

Khi ánh sáng trắng (chứa tất cả các màu) chiếu vào những cấu trúc hình cây này, nó sẽ bị phản xạ lại từ nhiều lớp khác nhau (từ các “nhánh” ở các độ cao khác nhau).

• Giao thoa tăng cường (Constructive Interference): Các sóng ánh sáng màu xanh lam, khi phản xạ lại từ các lớp khác nhau, có xu hướng “đồng pha” với nhau. Chúng cộng hưởng và khuếch đại lẫn nhau, tạo ra màu xanh lam cực kỳ rực rỡ và sống động bay đến mắt người nhìn.
• Giao thoa triệt tiêu (Destructive Interference): Các sóng ánh sáng của những màu khác (như đỏ, vàng, xanh lá) khi phản xạ lại sẽ bị “lệch pha”. Chúng triệt tiêu lẫn nhau, khiến những màu này gần như biến mất.

---

Tại Sao Sắc Độ Thay Đổi Theo Góc Nhìn? 🦋

Đây chính là điểm mấu chốt của hiệu ứng. Khi bạn thay đổi góc nhìn, bạn cũng đang thay đổi góc mà ánh sáng chiếu tới và phản xạ lại từ cấu trúc nano đó.

Sự thay đổi nhỏ về góc này làm thay đổi quãng đường mà các sóng ánh sáng phải đi giữa các lớp phản xạ. Sự thay đổi quãng đường này lại làm thay đổi điều kiện giao thoa:

• Ở góc nhìn này, điều kiện là hoàn hảo để khuếch đại màu xanh lam đậm.
• Khi bạn dịch chuyển một chút, điều kiện lại tối ưu hơn cho màu xanh lam nhạt hơn hoặc thậm chí là màu tím.

Kết quả là, khi con bướm vỗ cánh hoặc khi bạn di chuyển, màu sắc của nó liên tục lung linh và thay đổi sắc độ, tạo ra một hiệu ứng thị giác mê hoặc mà không một loại sắc tố nào có thể tái tạo được.