Proses Terjadinya Pelangi
– 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.
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.
Gambar Proses Terjadinya Pelangi: Kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan.
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. Cahaya dan air saling berkombinasi dengan cara yang
tepat untuk melukiskan gambaran alam yang indah.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar