Rahasia Langit Biru

Pada hari yang cerah, langit di atas kita tampak biru cerah. Saat akan memasuki malam hari, matahari terbenam sambil menampakkan cahaya berwarna merah, pink dan jingga. Mengapa langit biru? Apa yang membuat matahari terbenam berwarna kemerah-merahan ?
Untuk menjawab pertanyaan ini, kita harus belajar tentang cahaya dan atmosfer bumi.

Atmosfer Bumi

Atmosfer adalah campuran molekul gas dan bahan lainnya yang melingkupi bumi. Atmosfer sebagian besar terbuat dari gas nitrogen (78%), dan oksigen (21%). Gas Argon dan air (dalam bentuk uap, tetesan dan kristal es) berada pada urutan beikutnya. Ada juga sejumlah kecil gas lainnya, plus banyak partikel padat kecil, seperti debu, jelaga dan abu, serbuk sari, dan garam dari lautan.

Komposisi dari atmosfer bervariasi, tergantung pada lokasi, cuaca, dan banyak hal lainnya. Mungkin ada lebih banyak air di udara setelah hujan badai, atau dekat laut. Gunung berapi dapat menempatkan sejumlah besar partikel debu ke atmosfer. Polusi dapat menambahkan gas yang berbeda atau debu dan jelaga.

Atmosfer yang terpadat (tebal) di bagian bawah, dekat Bumi. Secara bertahap menipis saat Anda pergi lebih tinggi dan lebih tinggi. Tidak ada jarak jarak yang tajam antara atmosfer dan luar angkasa.

Gelombang Cahaya

Cahaya adalah jenis energi yang memancar atau berjalan dalam gelombang. Banyak jenis perjalanan energi dalam gelombang. Misalnya, suara adalah gelombang dari udara yang bergetar. Cahaya adalah gelombang dari getaran medan listrik dan magnetik. Ini adalah salah satu bagian kecil dari getaran medan elektromagnetik yang lebih besar yang disebut spektrum elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik berjalan pada ruang dengan kecepatan 299.792 km / detik (186.282 mil / detik). Ini disebut kecepatan cahaya.

Energi dari radiasi tergantung pada panjang gelombang dan frekuensi. Panjang gelombang adalah jarak antara bagian atas (puncak) dari gelombang. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang lewat tiap detiknya. Semakin panjang panjang gelombang cahaya, semakin rendah frekuensi, dan sedikit energi yang dikandungnya.

Warna Cahaya

Cahaya tampak adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang mata kita dapat melihatnya. Cahaya dari matahari atau bola lampu mungkin terlihat putih, tetapi sebenarnya merupakan kombinasi banyak warna. Kita bisa melihat warna yang berbeda dari spektrum dengan memisahkan cahaya dengan prisma. Spektrum juga terlihat saat Anda melihat pelangi di langit.

Warna-warna berbaur terus menerus satu sama lain. Pada ujung spektrum terdapat warna merah dan jingga. Pembauran tersebut secara bertahap menjadi kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Warna-warna memiliki panjang gelombang , frekuensi, dan energi yang berbeda. Violet memiliki panjang gelombang terpendek dalam spektrum .Hal Itu menyebabkan violet memiliki frekuensi dan energi tertinggi . Merah memiliki panjang gelombang terpanjang sedangkan frekuensi dan energinya terendah .

Cahaya di Udara

Cahaya bergerak melalui ruang dalam garis lurus selama tidak ada yang mengganggunya. ketika cahaya bergerak melalui atmosfer, cahaya akan terus bergerak lurus sampai menabrak partikel debu atau molekul gas. Lalu apa yang terjadi pada cahaya tergantung pada panjang gelombangnya dan ukuran dari benda yang ditabraknya.

Partikel debu dan tetesan air jauh lebih besar dari panjang gelombang cahaya tampak. Ketika cahaya menghantam partikel besar, cahaya itu akan terefleksi, atau memantul ke berbagai arah yang berbeda. Warna-warna cahaya yang berbeda semua terpantul dari partikel (yang dihantam/tabrak) dengan cara yang sama. Cahaya yang dipantulkan akan muncul putih karena masih mengandung semua warna yang sama.

Molekul gas lebih kecil dari panjang gelombang cahaya tampak. Jika cahaya menghantam ke dalam molekul gas, ia bertindak secara berbeda. Ketika cahaya menghantam molekul gas, beberapa molekul mungkin bisa diserap. Setelah beberapa saat, molekul memancarkan (mengeluarkan) cahaya di arah yang berbeda. Warna yang terpancar adalah warna yang sama dengan yang diserap. Warna-warna cahaya yang berbeda dipengaruhi secara berbeda. Semua warna bisa diserap. Namun frekuensi yang lebih tinggi (Violet) akan diserap lebih sering dibandingkan dengan frekuensi yang lebih rendah (merah). Proses ini disebut hamburan Rayleigh . (Dinamai oleh Lord John Rayleigh, seorang ahli fisika Inggris, yang pertama kali menggambarkannya pada tahun 1870-an.)

Lalu kenapa langit berwarna biru?

Warna biru pada langit disebabkan karena hamburan Rayleigh. Ketika cahaya bergerak melalui atmosfer, sebagian besar cahaya dengan panjang gelombang terbesar dapat lolos. Sedikit dari cahaya merah, oranye dan kuning terpengaruh oleh udara. Namun, banyak cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek diserap oleh molekul gas. Cahaya biru diserap kemudian terpancar dalam arah yang berbeda. Ia bertebaran ke seluruh langit. Saat anda melihat kearah langit, sebagian dari cahaya biru yang tersebar itulah yang terlihat oleh Anda. karena cahaya biru yang tersebar tadi langit menjadi biru.

Ketika Anda melihat lebih dekat ke cakrawala, langit tampak jauh lebih pucat warnanya. Untuk mencapai Anda, cahaya biru yang tersebar harus melewati lebih banyak udara. Beberapa cahaya biru itu akan tersebar jauh lagi di arah lain sehingga cahaya biru yang mencapai mata anda pun berkurang. Warna langit yang dekat dengan horison terlihat lebih pucat atau putih.

Langit Berwarna Hitam dan Cahaya Putih Matahari di Ruang Angkasa

Di Bumi, matahari terlihat kuning. Jika Anda berada di ruang angkasa, atau di bulan, matahari akan terlihat putih. Dalam ruang angkasa, tidak ada atmosfer untuk menghamburkan cahaya matahari. Di Bumi, beberapa cahaya dengan panjang gelombang yang pendek (biru dan violet) dikeluarkan dari sinar matahari langsung oleh hamburan (debu, gas, dll). Warna-warna yang tersisa bersama-sama tampak kekuningan.

selain itu, di ruang angkasa, langit tampak gelap dan hitam, bukan biru. Lagi – lagi hal ini disebabkan karena ruang angkasa tidak memiliki atmosfer. Sehingga, tidak ada cahaya yang tersebar mencapai mata Anda.

Mengapa warna saat matahari hampir tenggelam kemerahan?

Saat matahari mulai terbenam, cahaya harus melakukan perjalanan jauh melalui atmosfer sebelum sampai ke mata Anda. Lebih banyak lagi cahaya yang dipantulkan dan tersebar. Karena semakin berkurang cahaya yang mencapai Anda secara langsung, matahari pun tampak kurang cerah. Warna matahari itu sendiri muncul dan lalu berubah, pertama dari jingga dan kemudian menjadi merah. Hal ini karena banyak cahaya biru dan hijau dengan panjang gelombang pendek telah tersebar. Hanya gelombang dengan panjang gelombang besar lah yang tertinggal dalam berkas dan bisa langsung mencapai mata kita.

Langit di sekitar matahari terbenam dapat berupa beberapa warna. Pemandangan paling spektakuler terjadi ketika udara mengandung partikel kecil dari debu atau air. Partikel-partikel ini memantulkan cahaya ke segala arah. Kemudian, karena beberapa ujung cahaya menuju ke arah Anda, sejumlah warna dengan panjang gelombang lebih pendek tersebar keluar. Sehingga Anda hanya melihat cahaya dengan panjang gelombang lebih besar, dan langit tampak merah, pink atau oranye.