Mengapa langit berwarna biru?

Setelah cukup lama film Habibie & Ainun diputar di bioskop, baru hari Sabtu kemarin saya nonton itu film. Di sini saya tidak ingin bercerita mengenai filmnya, namun ada sesuatu yang membuat saya ingin menulis mengenai hal ini. Dalam salah satu adegan di film tersebut, si guru bertanya mengapa langit berwarna biru yang kemudian Ainun menjawab, "Cahaya dan warna adalah gelombang. Masing-masing warna menyerap dan memantulkan panjang gelombang tertentu. Ada yang gelombang panjang dan ada yang gelombang pendek. Atmosfer langit bumi menghamburkan panjang gelombang pendek. Warna biru adalah gelombang pendek dalam spektrum warna. Oleh karena itu, langit akan tampak berwarna biru"

Penjelasan tersebut menurut saya kurang lengkap, karena tidak mampu menjelaskan bahwa langit di pagi atau sore hari akan berwarna kekuningan/kemerahan bukan berwarna biru. Lalu bagaimana penjelasannya?

Kalau di pagi dan sore hari, langit akan cenderung berwarna merah/jingga/kuning sedangkan saat siang hari berwarna biru. Peristiwa ini disebabkan karena adanya hamburan Rayleigh. Hamburan Rayleigh adalah hamburan gelombang elektromagnetik yang disebabkan oleh partikel-partikel dengan ukuran yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang elektromagnetik itu sendiri. Partikel-partikel yang dimaksud bisa berupa atom-atom atau pun molekul-molekul. Peristiwa itu bisa terjadi ketika gelombang elektromagnetik melewati benda padat tembus cahaya, cairan, dan gas. Namun peritiwa itu akan lebih mudah teramati pada saat melewati gas. (wikipedia)

Kita tahu, cahaya tampak dari matahari sebenarnya terdiri dari berbagai panjang gelombang yang kita kenal dengan warna (me,ji,ku,hi,bi,ni,u). Namun karena berhimpit, maka mata kita melihatnya sebagai warna putih. Warna merah memiliki panjang gelombang terpanjang dibandingkan warna yang lain dan warna ungu memiliki panjang gelombang terpendek.

merah 620-750 nm
jingga 590-620 nm
kuning 570-590 nm
hijau 495-570 nm
biru 450-495 nm
ungu 380-450 nm

Hamburan Rayleigh ini bisa dibilang memberikan efek seperti halnya saat seberkas cahaya putih melewati kaca prisma.

Dari gambar diatas, terlihat bahwa warna ungu akan mengalami pembelokan yang terbesar. Jadi semakin kecil panjang gelombangnya, maka semakin besar pembelokannya.

Ketika sinar matahari memasuki atmosfer bumi, terjadilah hamburan Rayleigh tersebut. Nah, warna ungu akan dibelokkan paling besar sehingga ia akan terpisah paling pertama dari warna-warna yang lain. Karena itulah bila kita naik balon udara dan terbang semakin tinggi, maka langit yang semula berwarna biru akan terlihat menjadi keunguan sebelum akhirnya berubah menjadi hitam bila kita telah mencapai luar angkasa karena tidak ada lagi atmosfer.

Semakin jauh cahaya itu menembus atmosfer, maka kemudian warna biru lah yang akan terbiaskan. Nah, warna biru terbiaskan di langit pada jarak yang lebih dekat dengan kita yang berada di permukaan bumi ketimbang warna ungu yang terbiaskan jauh diatas sana sehingga kita melihat bahwa langit berwarna biru.

Pada siang hari, sinar matahari menembus atmosfer bumi pada jarak terdekatnya dengan permukaan bumi. Namun bila di pagi atau sore hari, sinar matahari akan menembus atmosfer lebih jauh. Ini ilustrasinya:

jadi jarak a dan c akan lebih panjang daripada jarak b.
NB: a,b,c adalah jarak sinar matahari menembus atmosfer.

Kebetulan, pada siang hari jarak b itu cukup membuat warna biru dominan terbiaskan di langit sehingga kita melihat langit berwarna biru. Namun pada pagi atau sore hari, karena jarak tempuh menembus atmosfer semakin jauh, maka hijau akan terbiaskan juga, diikuti kemudian warna kuning, kemudian warna jingga, kemudian terakhir warna merah.

Namun warna hijau tidak terlalu dominan dalam spektrum cahaya matahari sehingga kita tidak merasakan ketika langit berwarna kehijauan.

Ini buktinya:

Lihat pelangi itu, warna yang paling dominan sebenarnya adalah warna merah-kuning, kemudian biru. warna hijau nyaris tak terlihat.  Sehingga pada pagi dan sore hari, ketika warna kuning terhamburkan, maka kita akan melihat langit berwarna kuning. Semakin dekat matahari dengan garis horizon, artinya jarak yang ditempuh sinar matahari menembus atmosfer semakin jauh sehingga warna jingga akan terhamburkan. Itulah mengapa matahari terlihat memerah/jingga ketika di pagi hari atau sore hari. Begitu juga dengan warna langitnya.

source

Tweet