Penjelasan kenapa langit biru di siang hari dan kenapa merah di sore hari ternyata agak susah. Tapi indahnya biru langit pada saat siang yang cerah dan paduan warna merah, pink dan orange pada sore hari akan dijelaskan sedikit disini.
ATMOSFER
Katanya….atmosfer itu adalah campuran molekul gas dan material lain yang ada di sekitar bumi. Hmm…yang paling banyak itu adalah gas Nitrogen (78%), dan oksigen (21%). Sedangkan komponen lainnya adalah gas Argon dan air dalam bentuk uap, droplet dan kristal es dan sejumlah kecil padatan dan gas lain.
Komposisi dari atmosfer bervariasi lho..itu semua tergantung dari lokasi, cuaca, dan banyak hal lainnya. Kemungkinan di daerah dekat laut atau setelah hujan lebat akan banyak air di atmosfer, atau gunung berapi akan menyumbang partikel debu yang banyak ke atmosfer, dan tentu saja polusi akan memberikan gas lainnya.
Atmosfer tebal pada bagian bawahnya yang dekat dengan bumi dan secara berangsur-angsur menipis ke atasnya. Tidak ada perubahan yang ekstrim antara atmosfer dan angkasa.
GELOMBANG CAHAYA
Cahaya adalah jenis energi yang beradiasi, berpindah, dalam bentuk gelombang. Banyak jenis energi yang berpindah dalam bentuk gelombang contohnya pas kita SMP kita belajar bunyi merupakan gelombang dari udara yang bergetar.
Cahaya adalah gelombang dari magnetik dan listrik yang bergetar, bagian kecil dari elektromegnetik yang bergetar. Range ini disebut sebagai spektrum elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik bergerak melalui angkasa dengan kecepatan cahaya 299,792 km/detik (186,282 mil/detik).
Energi dari radiasi bergantung dari panjang gelombang dan frekuensi. Panjang gelombang itu adalah jarak antara puncak gelombang dan frekuensi adalah jumlah gelombang yang lewat tiap detik. Semakin panjang panjang gelombang amaka energi dan frekuensi akan semakin kecil
WARNA CAHAYA
Cahaya tampak adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang bisa mata kita bisa lihat. Cahaya dari matahari bisa aja kan terlihat putih, tapi sebenarnya banyak warna. Kita bisa lihat warna-warnanya dengan menggunakan prisma (pernah kan melakukan percobaan ini pas SMP) atau kita bisa lihat warna-warnanya pada pelangi
Warna-warna itu bercampur secara berkelanjutan satu dengan yang lain merah-orange-kuning-hijau-biru-indigo-dan violet. Setiap warna punya panjang gelombang, frekuensi, dan energi yang berbeda. Nah violet punya panjang gelombang terpendek yang artinya punya energi dan frekuensi tertinggi sedangkan merah punya panjang gelombang yang terpanjang sehingga punya frekuensi dan energi terendah.
CAHAYA DI UDARA
Cahaya itu bergerak di atmosfer dengan garis lurus sampai ada halangan (seperti debu atau molekul gas). Nah hal yang akan terjadi setelah tumbukan itu akan bergantung kepada panjang gelombang dan ukuran penghalangnya.
Partikel debu dan droplet air lebih gede dari panjang gelombang cahaya tampak, ketika cahaya bertumbukan dengan ini, maka cahaya akan dipantulkan pada arah yang berbeda. Warna-warna yang beda tadi dipantulkan oleh partikel dengan cara yang sama. Cahaya yang dipatulkan akan terlihat putih karena mengandung semua warna yang sama.
Namun bila cahaya menabrak partikel yang lebih kecil, makan sebagian cahaya akan diserap dan setelah itu molekul akan meradiasikan cahaya pada arah yang berbeda. Cahaya yang diradiasikan adalah cahaya yang diserap. Setiap warna akan berbeda efeknya. Semua warna bisa diserap, namun warna dengan frekuensi lebih tinggi (biru) akan diserap lebih dari pada yang frekuensi rendah (merah). Nah peristiwa ini disebut Rayleigh scattering. Lord John Rayleigh adalah fisikawan Inggris yang mendeskripsikan ini pada tahun 1870 an
KENAPA LANGIT BIRU
Warna biru pada langit sesuai dengan fenomena Rayleigh scattering. Nah pada saat cahaya matahari melalui atmosfer, cahaya biru akan lebih banyak diserap dan diradiasikan secara acak, makanya cahaya yang dominan kita lihat adalah warna biru..
Tapi kalo dilihat secara horizontal, langit akan terlihat lebih banyak warna atau bahkan putih.
KALO LANGIT HITAM DAN MATAHARI YANG PUTIH?
Di bumi, matahari warnyanya kuning. He he he kalo lagi iseng, katanya bila dilihat dari bulan atau dari angkasa, maka matahari akan terlihat putih. Di angkasa, tidak ada atmosfer kan yang akan menyebarkan cahaya matahari sedangkan di bumi, cahaya dengan panjang gelombang pendek (biru dan violet) akan pindah dari jalurnya karena disebar oleh atmosfer. Bila biru dan violet dicampur akan jadi warna kuning…nah makanya jadi kuning deh warna matahari.
Begitu juga dengan bila langit berwarna hitam, ini berarti cahaya biru tidak mengalami penyebaran karena memang tidak ada atmosfer.
TRUS KALO SUNSET KOK MERAH YA?
Karena matahari mulai tenggelam, cahayanya ketika meraih kita akan lebih panjang kan. Sama dengan tadi, cahaya tadi ada yang dipantulkan dan ada yang disebar. Namun hanya cahaya dengan panjang gelombang pendek yang duluan sampai kekita.
Bila udara mengandung banyak partikel kecil debu dan air, maka partikel akan memantulkan cahaya kesegala arah, kemudian karena yang lebih banyak dipantulkan adalah yang panjang gelombang lebih panjang, maka akan terlihat merah, pink atau orange.
Asrul Sirajuddin 