Oleh: ERIKA
Pelangi adalah salah
satu pemandangan yang paling indah yang ditawarkan alam – saking indahnya,
pelangi telah menginspirasi banyak dongeng, lagu, dan legenda. Kita mungkin
berani bertaruh bahwa sebagian besar seniman di balik dongeng tersebut tidak
benar-benar mengetahui fenomena pelangi tersebut seperti kebanyakan orang hari
ini.
Tapi ilmu pengetahuan
tentang proses terjadinya pelangi ini sebenarnya sangat sederhana. Ini
merupakan ilmu optik dasar. Pada artikel ini, kita akan tahu bagaimana hujan
dan matahari selaras untuk menciptakan warna di langit,faktor penyebab
terjadinya pelangi.
Pembelokan
Cahaya
Proses dasar dari proses terjadinya pelangi adalah pembiasan. Cahaya dibelokkan atau lebih
tepatnya, perubahan arah ketika perjalanan dari satu medium ke lainnya. Hal ini
terjadi karena cahaya bergerak dengan kecepatan yang berbeda pada media yang
berbeda.
Untuk
memahami mengapa cahaya berbelok, bayangkan Anda sedang mendorong keranjang belanja
di tempat parkir. Tempat parkir adalah salah satu “media” untuk keranjang
belanja Anda. Jika Anda mengerahkan gaya (tenaga) konstan, kecepatan keranjang
belanja tergantung pada media permukaan yang dilalui – dalam hal ini, permukaan
beraspal di area parkir. Apa yang terjadi ketika Anda mendorong keranjang
belanja dari tempat parkir ke daerah berumput? Rumput adalah “media” yang
berbeda untuk keranjang belanja. Jika Anda mendorong keranjang langsung ke
rumput, laju keranjang akan melambat. Media rumput memberikan lebih banyak
perlawanan, sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk memindahkan keranjang
belanja.
Tetapi ketika Anda
mendorong keranjang ke area rumput pada bagian sudut, hal yang terjadi akan
berbeda. Jika roda kanan menyentuh rumput pertama kali, roda kanan akan
melambat saat roda kiri masih di jalan aspal. Karena roda kiri bergerak
sebentar lebih cepat daripada roda kanan, keranjang belanja akan berbelok ke
kanan ketika bergerak ke rumput. Juga sama sebaliknya, jika Anda bergerak pada
sudut dari daerah berumput menuju ke daerah beraspal, satu roda akan bergerak
lebih cepat sebelum roda yang lain dan arah keranjang akan berubah.
Demikian pula,
seberkas cahaya berubah ketika memasuki prisma kaca. Ini adalah sebuah
penyederhanaan, tetapi kita bisa memperkirakannya seperti ini: Satu sisi
gelombang cahaya melambat sebelum yang lain, sehingga berkas cahaya tersebut
berubah arah pada batas antara udara dan kaca (beberapa cahaya benar-benar
terpantul pada permukaan prisma, tapi sebagian besar bisa melewati prisma).
Kemudian berkas cahaya akan berbelok arah lagi ketika keluar prisma, karena
satu sisi gelombang cahaya itu bergerak lebih cepat sebelum yang lain.
Selain membelokkan
cahaya secara keseluruhan, prisma memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya.
Warna cahaya yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda, yang menyebabkan
mereka merambat pada kecepatan yang berbeda ketika mereka bergerak melalui
suatu media.
Sebuah warna yang
bergerak lebih lambat dalam kaca akan berbelok lebih tajam ketika melawati dari
udara ke kaca, karena perbedaan kecepatan yang lebih besar. Sebuah warna yang
bergerak lebih cepat dalam kaca tidak akan banyak melambat, sehingga akan
menekuk kurang tajam. Dengan cara ini, warna yang membentuk cahaya putih
dipisahkan menurut frekuensi ketika mereka melewati kaca. Jika kaca membelokkan
cahaya dua kali, seperti dalam prisma, Anda dapat melihat warna dipisahkan
lebih mudah. Ini disebut dispersi.
Gambar
Proses Terjadinya Pelangi: Sebuah prisma kaca memisahkan cahaya putih menjadi
warna komponennya.
Tetes air hujan dapat
membiaskan dan menyebarkan cahaya dengan cara dasar yang sama seperti prisma.
Dalam kondisi yang tepat, pembiasan ini membentuk pelangi. Pada bagian
berikutnya, kita akan tahu bagaimana proses terjadinya pelangi.
Proses
Terjadinya Pelangi
Suatu tetes hujan
memiliki bentuk dan konsistensi yang berbeda dari prisma kaca, tapi itu
mempengaruhi cahaya dengan cara yang sama. Ketika sinar matahari putih
menerobos kumpulan rintik hujan pada sudut yang cukup rendah, Anda dapat
melihat warna komponen merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila dan ungu –
sebuah pelangi. Untuk mudahnya, kita hanya akan melihat warna merah dan ungu,
warna cahaya di ujung spektrum cahaya tampak.
Gambar di bawah
menunjukkan apa yang terjadi ketika sinar matahari menerobos satu tetes air
hujan.
Ketika cahaya putih
melewati dari udara ke dalam setetes air, warna komponen cahaya melambat ke
kecepatan yang berbeda tergantung pada frekuensi mereka. Sinar ungu berbelok
pada sudut yang relatif tajam ketika memasuki tetes air hujan itu. Pada sisi
kanan dari tetesan, beberapa cahaya menembus kembali ke udara, dan sisanya
dipantulkan ke belakang. Beberapa cahaya yang dipantulkan lewat dari sisi kiri
tetesan, berbelok saat ia bergerak ke udara lagi.
Dengan cara ini,
setiap tetes hujan mendispersikan sinar matahari putih menjadi warna
komponennya. Jadi mengapa saat kita melihat pita warna yang lebar, seolah-olah
setiap area hujan yang berbeda mendispersikan hanya satu warna saja? Karena
kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan. Anda dapat melihat
bagaimana proses terjadinya dalam pada gambar dibawah ini.
Ketika tetesan air
hujan A mendispersikan cahaya, hanya cahaya merah di sudut yang tepat yang
memantul persis ke arah mata kita. Cahaya warna lainnya keluar atau memantul
dari sudut yang lebih rendah, sehingga arah pantulan tidak tepat ke arah mata
kita. Sinar matahari akan menerabas semua tetesan air hujan disekitarnya dengan
cara yang sama seperti yang dijelaskan di atas, sehingga mereka semua akan
memantulkan cahaya merah ke pengamat.
Tetesan air hujan B
jauh lebih rendah di langit, sehingga tidak memantulkan cahaya merah ke mata
kita. Pada akhirnya, cahaya ungu keluar pada sudut yang benar untuk memantul ke
arah mata kita. Semua tetes air hujan disekitar tetes air hujan B memantulkan
cahaya dengan cara yang sama. Tetesan air hujan antara A dan B semua
memantulkan warna cahaya yang berbeda ke arah mata pengamat, sehingga pengamat
melihat spektrum penuh warna. Jika Anda naik di atas hujan, Anda akan melihat
pelangi sebagai lingkaran penuh, karena cahaya akan memantul kembali dari
segala penjuru dimana kamu berada. Di darat, kita melihat busur pelangi yang
terlihat di atas cakrawala.
Kadang-kadang Anda
bisa melihat pelangi ganda satu pelangi dengan warna tajam dan satu pelangi
redup di atasnya. Pelangi redup diproduksi dengan cara yang sama seperti
pelangi dengan warna tajam, tapi cahaya tersebut bukan dipantulkan sekali di
dalam tetes hujan, melainkan dipantulkan dua kali. Sebagai hasil dari refleksi
ganda ini, cahaya keluar dari tetes air hujan pada sudut yang berbeda, jadi
kita melihat pelangi tersebut lebih tinggi. Jika Anda perhatikan dengan teliti,
Anda akan melihat bahwa warna di dalam pelangi kedua akan berada dalam urutan
terbalik dari pelangi utama.
Nah, itulah semua hal
bagaimana proses terjadinya pelangi. Jadi tidak ada lagi mitos yang mengatakan
bahwa bidadari yang turun dari langin
untuk mandi setelah hujan . Cahaya dan air saling berkombinasi dengan cara yang
tepat untuk melukiskan gambaran alam yang indah.
By Eko
Rahayu|October 6th, 2014|Sains|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar