Pelangi. Fenomena alam
yang bernama lain bianglala ini muncul di langit biasanya sehabis hujan. Wujudnya
yang indah telah lama dikagumi manusia. Akan tetapi, mungkin Anda tidak pernah
menyadari bahwa pelangi tidak pernah muncul di siang hari. Ia hanya muncul di
pagi atau sore hari. Mengapa bisa begitu?
Pertama-tama kita mesti
tahu bagaimana pelangi bisa terbentuk. Pelangi biasanya muncul di langit sehabis
hujan karena memang terbentuknya pelangi membutuhkan kehadiran butiran air. Selepas
hujan, udara begitu lembab sehingga butiran air tertahan di udara. Ketika matahari
kembali muncul, sinarnya memasuki butiran-butiran air tersebut dan mengalami
pembiasan seperti tampak pada gambar berikut ini.
Sinar putih matahari
merupakan sinar polikromatik (terdiri dari berbagai warna, yaitu mejikuhibiniu:
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu). Perbedaan warna itu terjadi
karena adanya perbedaan frekuensi gelombang elektromagnetik dari sinar-sinar
tersebut. Pembiasan terjadi ketika seberkas sinar memasuki medium yang berbeda
kerapatannya sehingga menjadikan kecepatan rambatnya berubah. Karena memiliki
frekuensi yang berbeda, sinar-sinar mejikuhibiniu pun mengalami perubahan
kecepatan yang berbeda ketika memasuki medium tertentu. Akibatnya, sudut
pembiasannya pun berbeda. Inilah penyebab terurainya sinar putih matahari menjadi
warna-warna mejikuhibiniu ketika terjadi pembiasan, seperti yang terjadi di
dalam butiran air.
Pada gambar di atas, tampak
bahwa sinar matahari mengalami pemantulan di bagian belakang butiran air. Hal ini
terjadi karena sudut pembiasannya melebihi sudut kritis (critical angle) sehingga terjadi pemantulan (total internal reflection). Jika sudut pembiasannya kurang dari
sudut kritis, maka sinarnya hanya dibiaskan biasa saja tanpa terjadi
pemantulan.
Seperti juga tampak pada
gambar di atas, keluarnya cahaya pelangi mejikuhibiniu dari butiran air terjadi
pada sudut 42o terhadap arah datangnya sinar matahari. Fakta ini
merupakan kata kunci dalam menjelaskan mengapa pelangi tidak pernah muncul di
siang hari. Perhatikan gambar berikut.
Ketika tengah hari, posisi
matahari tegak lurus dengan permukaan bumi (matahari tepat berada di di atas
kepala). Pada posisi seperti ini, jika saja ada butiran air di langit, sinar
mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air tersebut akan terpantul kembali ke
angkasa sehingga tidak terlihat dari permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh pembiasan
cahaya pelangi yang selalu terjadi pada sudut 42o.
Dengan sudut sebesar 42o,
sinar mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air baru akan terlihat dari
permukaan bumi ketika matahari condong di arah barat atau timur (pada waktu
sore atau pagi hari). Inilah momen di mana pelangi dapat dinikmati oleh
penduduk bumi, seperti ditunjukkan oleh gambar berikut.
Jadi sebenarnya pelangi tetap
saja dapat terjadi di siang hari, namun ia tidak terlihat dari permukaan bumi. Pelangi
hanya dapat diamati oleh penduduk bumi ketika pelangi tersebut muncul di pagi
atau sore hari.
*******
Ditulis
Oleh Doni Aris Yudono
Sumber Gambar:
