Gambar 1
Kondisi
Langit Siang dan Langit Senja
Gambar 1 di atas mengingatkan kita bahwa warna
langit siang adalah biru, sedangkan warna langit senja adalah jingga. Pernahkah
Anda bertanya-tanya mengapa fenomena ini bisa terjadi? Untuk memahami fenomena ini, pertama-tama kita
harus memahami beberapa konsep yang menjadi landasannya, yaitu:
1. sinar
matahari terdiri dari berbagai warna
2. kombinasi
beberapa warna dapat membentuk warna baru,
3. atmosfer
dapat menghamburkan cahaya,
4. cahaya
yang terhambur akan cenderung tersebar ke segala arah,
sedangkan cahaya yang
tidak terhambur akan cenderung terus bergerak
lurus,
5. cahaya
yang frekuensinya lebih tinggi akan dihamburkan lebih banyak.
Sinar Matahari Terdiri dari Berbagai Warna
Warna-warna yang terkandung dalam sinar matahari antara
lain adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Warna-warna ini
sering disebut sebagai warna-warna pelangi. Anak-anak sekolah biasanya diajarkan
untuk mengingat warna-warna dan urutannya ini dengan menggunakan jembatan
keledai, yaitu mejikuhibiniu (merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu).
Gambar
2
Warna-Warna
pada Pelangi: Merupakan Representasi dari
Warna-Warna
yang Terkandung dalam Sinar Matahari
Pada urutan warna mejikuhibiniu, terdapat “pesan
tersembunyi”. Pesan tersembunyi itu adalah, warna yang letaknya lebih di kanan
memiliki frekuensi yang lebih besar. Contoh, perhatikan lagi kata
mejikuhibiniu: warna ungu letaknya lebih ke kanan daripada warna merah. Dengan
demikian, cahaya warna ungu memiliki frekuensi yang lebih besar daripada cahaya
warna merah. Dengan prinsip yang sama, kita dapatkan contoh lain bahwa cahaya warna
biru memiliki frekuensi yang lebih besar daripada cahaya warna kuning.
Kombinasi Beberapa Warna dapat Membentuk Warna Baru
Jika semua warna-warna yang terkandung dalam sinar
matahari (mejikuhibiniu) tergabung sempurna, maka akan dihasilkan warna putih. Suatu
warna memang dapat terbentuk dari perpaduan warna-warna tertentu. Jingga,
misalnya, dapat terbentuk dari perpaduan antara merah dan kuning. Contoh lain,
nila (biru tua) dapat terbentuk dari percampuran ungu dan biru.
Atmosfer dapat Menghamburkan Cahaya
Gambar
3
Lapisan-Lapisan
Atmosfer yang Melingkupi Bumi
Bumi kita dilingkupi oleh atmosfer. Atmosfer terdiri
dari partikel-partikel udara. Dua jenis partikel mayoritas yang menjadi bagian
udara adalah Nitrogen (78%) dan Oksigen (21%), sedangkan sisanya (1%) merupakan
partikel-partikel minoritas seperti karbon dioksida, uap air, dan lain-lain. Partikel-partikel
yang ada dalam atmosfer ini dapat menghamburkan cahaya. Artinya, ketika
seberkas cahaya dengan lintasan lurus menabrak partikel-partikel ini, cahaya
itu akan dihamburkan ke segala arah. Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi
pada Gambar 4 berikut ini.
Gambar
4
Ilustrasi
Peristiwa Hamburan Cahaya
Cahaya yang Terhambur Akan Cenderung Tersebar ke
Segala Arah, sedangkan Cahaya yang Tidak Terhambur akan Cenderung Terus
Bergerak Lurus
Suatu cahaya yang menabrak partikel udara, belum
tentu akan terhamburkan. Cahaya yang terhambur akan cenderung tersebar ke
segala arah, sedangkan cahaya yang tidak terhambur akan terus bergerak lurus. Untuk
lebih memahami fenomena ini, perhatikan ilustrasi pada Gambar 5.
Gambar
5
Ilustrasi
Peristiwa Hamburan Cahaya (2)
Cahaya yang Frekuensinya
Lebih Tinggi akan Dihamburkan Lebih Banyak
Terhambur tidaknya suatu cahaya tergantung dari frekuensi
cahaya tersebut. Cahaya yang frekuensinya lebih tinggi akan dihamburkan lebih
banyak. Contoh, karena frekuensi cahaya biru lebih tinggi daripada cahaya hijau,
maka cahaya biru akan terhamburkan lebih banyak daripada cahaya hijau. Jadi,
sebenarnya semua cahaya memiliki kecenderungan untuk terhamburkan, namun ada
yang terhambur banyak dan ada yang terhambur hanya sedikit, semua itu
tergantung dari frekuensi cahaya tersebut. Semakin tinggi frekuensi suatu
cahaya, semakin banyak cahaya itu akan terhamburkan. Berdasarkan urutan
mejikihibiniu, maja cahaya ungu akan paling banyak terhamburkan (karena
frekuensinya paling tinggi), sedangkan cahaya merah akan paling sedikit
terhamburkan (karena frekuensinya paling rendah).
Gambar
6
Cahaya
Ungu dan Biru Dihamburkan Lebih Banyak karena Frekuensinya Lebih Tinggi
Perbedaan Fenomena Warna Langit antara Siang dan Senja
Hari
Karena cahaya ungu dan biru paling banyak
terhamburkan, maka warna biru dan ungu paling banyak tersebar di atmosfer. Akan
tetapi, karena tersebar ke mana-mana, hamburan cahaya ungu dan biru itu
memiliki energi yang lemah. Akibatnya, kedua cahaya itu hanya bisa menempuh
jarak yang tidak terlalu jauh. Jika jaraknya terlalu jauh, energinya keburu
habis dan cahaya tersebut lenyap.
Sekarang, perhatikan gambar 7 berikut ini.
Gambar
7
Perbedaan
Jarak Tempuh Cahaya Matahari ke Bumi Antara Siang dan Senja Hari
Ketika siang hari, cahaya matahari menempuh jarak yang
pendek untuk dapat sampai ke mata kita (pengamat). Akibatnya, hamburan cahaya
ungu dan biru masih sampai ke mata kita. Campuran cahaya ungu dan biru akan
membentuk warna nila (biru tua) sehingga langit pun tampak biru di siang hari. Cahaya
lainnya yang tidak terhamburkan (hijau, kuning, merah, dsb) juga tetap sampai ke
mata kita, namun “kalah ramai”dengan cahaya ungu dan biru.
Sebaliknya, ketika senja hari, cahaya matahari menempuh
jarak yang panjang untuk dapat sampai ke mata kita (pengamat). Akibatnya, hamburan
cahaya ungu dan biru tidak sampai ke mata kita. Cahaya-cahaya yang sampai ke
mata kita ketika senja hari adalah cahaya-cahaya yang paling sedikit
terhamburkan, yaitu merah dan jingga. Campuran antara merah dan jingga membentuk
warna jingga kemerahan. Itulah mengapa langit senja berwarna jingga.
Kejadian di Planet Lain yang Tidak Memiliki Atmosfer
Dari penjelasan di atas, tampak bahwa atmosfer
memiliki peranan penting dalam menghadirkan aneka warna langit seiring
bergulirnya hari. Atas jasa atmosfer lah, terjadi hamburan cahaya sehingga
warna langit beraneka rupa di atas bumi ini. Dengan demikian, planet-planet
yang tidak memiliki atmosfer, seperti , tidak memiliki perubahan warna langit.
Bagi planet-planet seperti itu, baik siang maupun senja, warna langit tetap
putih, karena cahaya putih dari matahari tidak mengalami hamburan.
*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono
Sumber Gambar:
Gambar 4: Kreasi Sendiri
Gambar 5: Kreasi Sendiri
Gambar 7: Kreasi Sendiri