5. Các bước thực hiện
2.1.1.2. Hiện tượng quầng
- Khi mây trung hoặc cao, ta thường quan trắc thấy vòng sáng tròn sáng bao bọc quanh Mặt Trăng hay Mặt Trời. Kích thước góc của vòng sáng trong cùng là 220, của vòng tiếp theo là 460, rìa ngoài có màu tím, rìa trong có màu đỏ. Đó là quầng.
Hình 2.9: Hình ảnh một quầng
- Sự hình thành quầng là do hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong các tinh thể băng mà các tinh thể băng lại không đối xứng như giọt nước. Thường gặp nhiều nhất là lăng trụ đều 6 mặt, mặt cắt của nó là hình lục giác đều.
- Những tinh thể băng (các lăng kính) rơi trong không gian có định hướng khác nhau. Ánh sáng chiếu vào chúng dưới những góc tới khác nhau sẽ tạo ra những hiệu ứng khác nhau. Khi ánh sáng chiếu qua tinh thể băng, các tinh thể này đóng vai trò của một lăng kính có góc ở đỉnh bằng 600 (góc nhị diện giữa các mặt bên không kề nhau) hoặc bằng 900(góc nhị diện giữa một mặt bên và đáy). Xét trường hợp ánh sáng chiếu vào lăng trụ lục giác đều 6 cạnh, những tia tạo thành quầng là những tia bị lăng trụ làm lệch ít nhất và do đó có độ sáng lớn nhất.
- Xét tam giác DMN và EMN trên hình ta có:
'
r r
 và ir i'r'ii'Â
Hình 2.10: Sự lệch hướng của tia sáng khi đi qua lăng kính
- Để cho tia sáng sau khi ló ra môi trường không khí có độ tập trung lớn thì phải thỏa mãn điều kiện cực trị : 0
di d
- Để đạt cực trị (cực tiểu) tương đương với điều kiện tia tới và tia ló đối xứng nhau qua mặt phân giác của góc ở đỉnh:
' i i và rr'Â2r hay 2 2 min  i  r
- Áp dụng định luật khúc xạ khi tia sáng truyền từ môi trường không khí vào lăng kính: 2 sin 2 sin min  n  Màu N  = 600  = 900 Tím 1,317 2202’ 4706’ Vàng 1,310 2100’ 4504’ Đỏ 1,307 2104’ 4506’
Bảng 2.1: Góc lệch cực tiểu của các tia màu qua các lăng kính có góc ở đỉnh khác nhau - Từ các kết quả trên ta thấy góc lệch mintrung bình trong trường hợp  = 600vào khoảng 220 và  = 900 thì vào khoảng 460. Như vậy khi ánh sáng Mặt Trời chiếu qua vô số những tinh thể băng dưới những góc khác nhau, ta chỉ thấy sáng lên những tinh thể nào làm lệch các tia Mặt Trời một góc xấp xỉ 220 hoặc 460. Vì những chùm tia khúc xạ đi từ đó tới mắt có độ tập trung lớn hơn những tia có góc khúc xạ khác.
- Sự xuất hiện của quầng gắn liền với sự xuất hiện các dạng mây trung hoặc cao. Những dạng mây này thường xuất hiện khi có những nhiễu động trên tầng trung và cao của khí quyển. Những nhiễu động do sự hoạt động của bão gây ra. Do đó, nếu ta theo dõi sự xuất hiện của quầng có thể dự báo được thời tiết sắp xảy ra.