Mengapa Langit Berwarna Orange Pada Sore Hari?
Pernahkah kalian bertanya-tanya dengan warna langit setiap waktunya? Ketika pagi, siang, dan sore warnanya bisa berbeda-beda dan yang paling sering kita saksikan keindahannya adalah ketika sore hari. Warna langit sore hari menjelang matahari terbenam memberikan spektrum warna yang indah dan magis seperti perpaduan jingga dan ungu.
Fenomena ini dinamakan dengan Rayleign Scattering atau hamburan Rayleign. Diambil dari nama seorang fisikawan Lord Rayleign sebagai ilmuwan Inggris yang memberikan kontribusi yang luas pada fisika teoretis dan eksperimental. Dia menghabiskan seluruh karir akademisnya di University of Cambridge.
Fenomena Rayleign Scattering
Steven Ackerman Berk, profesor meteorologi di UW-Madison menjelaskan bahwa warna matahari terbenam dihasilkan dari fenomena yang disebut Rayleign Scattering. Molekul dan partikel kecil di atmosfer mengubah arah sinar cahaya, menyebabkannya tersebar. Sebagian cahaya yang berwarna ungu tersebar di langit, namun mata kita tidak cukup peka terhadap ungu, sehingga kita melihat warna paling tersebar setelahnya yaitu biru.
Sinar Terbuat Dari Banyak Warna
Hamburan Rayleigh bisa dipraktikkan menggunakan prisma, yaitu ketika cahaya dibiaskan melalui prisma dan menciptakan warna yang berbeda dari yang awalnya putih. Cahaya yang awalnya berwarna putih di mata kita sebenarnya terdiri dari banyak warna yang berbeda.
Setiap warna dapat dianggap sebagai gelombang cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Warna biru dan ungu adalah gelombang warna yang berukuran pendek ,sementara merah adalah gelombang warna terpanjang dalam spektrum. Untuk warna hijau, kuning, dan oranye berada ditengah-tengah.
Ketika cahaya matahari menyorot ke planet Bumi, semua gelombang cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda bergerak di dalam ruang hampa. Ketika mencapai atmosfer bumi, gelombang cahaya itu mengenai partikel di udara seperti debu, tetesan air, dan kristal es.
Karena ukuran gelombang cahaya tampak sangat kecil (kurang dari 1/1 juta meter), gelombang cahaya ini juga berinteraksi dengan molekul gas kecil yang menyusun udara itu sendiri.
Gelombang cahaya memantulkan partikel-partikel ini seperti kita bayangkan jika berada di antara kerumunan orang dan berdesak-desakan di lorong, tak jarang jadi terpental-pental karena mengenai orang. Sama seperti itu, gelombang cahaya yang memantul ke berbagai arah.
Atmosfer Bumi
Ketika senja, letak matahari berada rendah di cakrawala, sinar matahari melewati lebih banyak udara saat matahari terbenam dan matahari terbit dibandingkan pada siang hari, saat matahari lebih tinggi di langit. Lebih banyak atmosfer berarti lebih banyak molekul yang menyebarkan cahaya ungu dan biru di mata kita.
Jika jalur sinar matahari cukup panjang, semua cahaya biru dan ungu menyebar keluar dari pandangan kita. Sementara warna lainnya terus berlanjut ke mata kita. Inilah mengapa matahari terbenam sering kali berwarna kuning, oranye, dan merah.
Karena warna merah memiliki panjang gelombang terpanjang dari semua cahaya tampak, Matahari menjadi merah saat berada di cakrawala, di mana jalurnya yang sangat panjang melalui atmosfer menghalangi semua warna lain.
Tersebarnya gelombang cahaya bergantung pada ukuran partikel di udaranya dibandingkan panjang gelombang cahaya. Partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang cahayanya menghamburkan cahaya biru lebih kuat daripada cahaya merah.
Oleh karena itu, molekul gas yang terdapat dalam atmosfer bumi kita (yaitu oksigen 21%, Nitrogen 78%, dan sisanya adalah zat lain) menyebarkan bagian biru sinar matahari ke segala arah, menciptakan efek yang kita lihat sebagai langit biru.
Dalam jangkauan cahaya yang terlihat, gelombang cahaya merah paling sedikit dihamburkan oleh molekul gas atmosfer. Jadi, saat matahari terbit dan terbenam, saat sinar matahari menempuh jalur panjang melalui atmosfer untuk mencapai jangkauan mata kita, sebagian besar cahaya biru telah hilang.
Sebagian besar menyisakan cahaya merah dan kuning yang tersisa. Hasilnya adalah sinar matahari berubah menjadi oranye atau merah, yang dapat kita lihat dipantulkan dari awan atau objek lain sebagai matahari terbenam yang penuh warna.
Debu dan Polusi
Kualitas udara yang harus dilalui sinar matahari juga berpengaruh terhadap warna matahari terbenam. Partikel debu dan polutan cenderung meredupkan warna di langit serta menghalangi cahaya mencapai pengamat di tanah.
Karena itu, langit berubah warna menjadi merah dan kuning kusam saat udara penuh dengan debu dan polutan. Inilah sebabnya mengapa matahari terbit dan terbenam di daerah pedesaan, di atas lautan, dan di gurun jauh lebih cerah, indah, dan berwarna daripada di kota dan di daerah perkotaan.
