Pernahkan kalian bertanya - tanya kenapa pada siang hari yang cerah langit diatas kita berwarna biru?.. bahkan warna biru langit menjadi salah satu jenis warna yang kita kenal sekarang. Anthony D. Del Genio dari Institut Goddard NASA untuk Studi Luar Angkasa dan Universitas Columbia menjelaskan mengapa langit berwarna biru, berikut penjelasannya :
Untuk memahami mengapa langit berwarna biru, kita perlu mempertimbangkan sifat sinar matahari dan bagaimana ia berinteraksi dengan molekul gas yang menyusun atmosfer kita. Sinar matahari, yang tampak putih bagi mata manusia, merupakan campuran dari semua warna pelangi. Untuk banyak tujuan, sinar matahari dapat dianggap sebagai gelombang elektromagnetik yang menyebabkan partikel bermuatan (elektron dan proton) di dalam molekul udara berosilasi naik turun saat sinar matahari melewati atmosfer. Ketika ini terjadi, muatan osilasi menghasilkan radiasi elektromagnetik pada frekuensi yang sama dengan sinar matahari yang masuk, tetapi menyebar ke semua arah yang berbeda. Pengalihan sinar matahari yang masuk oleh molekul udara ini disebut hamburan.
Komponen biru dari spektrum cahaya matahari memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dan frekuensi yang lebih tinggi daripada komponen merah. Jadi, saat sinar matahari dari semua warna melewati udara, bagian biru menyebabkan muatan partikel berosilasi lebih cepat daripada bagian merah. Semakin cepat osilasi, semakin banyak cahaya tersebar yang dihasilkan, sehingga warna biru tersebar lebih kuat daripada warna merah. Untuk partikel seperti molekul udara yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya perbedaannya tampak mencolok. Percepatan partikel bermuatan sebanding dengan kuadrat frekuensi, dan intensitas cahaya yang tersebar sebanding dengan kuadrat percepatan ini. Oleh karena itu, intensitas cahaya yang tersebar sebanding dengan kekuatan frekuensi keempat.
Saat kita melihat titik sembarang di langit, jauh dari matahari, kita hanya melihat cahaya yang dialihkan oleh atmosfer ke dalam garis pandang kita. Karena itu lebih sering terjadi pada cahaya biru daripada merah, langit tampak biru. Cahaya ungu sebenarnya tersebar bahkan sedikit lebih kuat daripada biru. Akan tetapi, lebih banyak sinar matahari yang memasuki atmosfer berwarna biru daripada ungu, dan mata kita agak lebih sensitif terhadap cahaya biru daripada cahaya ungu, sehingga langit tampak biru.
Saat kita melihat matahari terbenam di cakrawala, yang terjadi justru sebaliknya. Kita hanya melihat cahaya yang belum tersebar ke arah lain. Panjang gelombang merah sinar matahari yang melewati atmosfer tanpa tersebar banyak mencapai mata kita, sedangkan cahaya biru yang tersebar dengan kuat tidak. Jarak yang lebih jauh yang ditempuh sinar matahari melalui atmosfer saat berada di cakrawala memperkuat efeknya - ada lebih banyak peluang untuk cahaya biru tersebar daripada saat matahari berada di atas kepala. Dengan demikian, matahari yang terbenam tampak kemerahan. Di langit yang tercemar, partikel kecil dari aerosol sulfat, karbon organik, atau debu mineral semakin memperkuat hamburan cahaya biru, membuat matahari terbenam dalam kondisi tercemar terkadang menakjubkan.
Awan, di sisi lain, terbuat dari tetesan air yang jauh lebih besar dari panjang gelombang cahaya tampak. Cara mereka menyebarkan sinar matahari ditentukan oleh bagaimana cahaya dibiaskan dan dipantulkan secara internal oleh, dan difraksi di sekitar, tetesan awan. Untuk partikel-partikel ini, perbedaan antara hamburan cahaya biru dan merah tidak terlalu besar seperti pada molekul gas. Oleh karena itu, mata kita menerima cahaya tersebar yang substansial pada semua panjang gelombang yang terlihat, menyebabkan awan tampak lebih putih daripada biru, terutama bila dilihat dengan latar belakang langit biru.
Karena hamburan oleh atmosfer menyebabkan langit menjadi biru, planet tanpa atmosfer tidak dapat memiliki langit yang cerah. Misalnya, foto yang diambil oleh astronot Apollo di bulan menunjukkan mereka dan permukaan bulan bermandikan sinar matahari, tetapi langit benar-benar gelap di segala arah yang menjauhi matahari.

0 Komentar