science

Kenapa Langit Berwarna Biru? Temukan Jawabannya di Sini

Sewaktu kecil dulu, anda pernah tidak bertanya kepada orang tua anda mengapa langit bisa berwarna biru? Kalau pernah, apa jawaban yang diberikan oleh mereka? Apakah mereka memberikan jawaban yang membuat anda puas atau hanya diam saja?

Pertanyaan ini merupakan salah satu pertanyaan yang sangat sering diajukan oleh seorang anak, terutama untuk mereka yang memiliki ketertarikan yang mendalam pada alam sekitar.

Namun sayangnya, terlepas dari seberapa meluasnya pertanyaan ini, ternyata ada banyak sekali kesalahpahaman jawaban yang muncul atau salah diucapkan. Kesalahan jawaban yang muncul tersebut pun sangat bervariasi dari satu orang ke orang yang lainnya, yang beberapa di antaranya adalah seperti:

  • Warna biru pada langit ternyata berasal dari pantulan warna lautan
  • Efek dari oksigen yang merupakan gas berwarna biru
  • Karena sinar matahari memiliki warna biru, dan lain sebagainya

Di antara ketiga jawaban di atas, manakah jawaban yang pernah anda dapatkan ketika menanyakan alasan mengapa langit bisa berwarna biru? Atau mungkin adakah di antara anda yang mendapatkan jawaban yang berbeda? 

Wajar memang jika orang tua anda memberikan jawaban seperti itu, karena mungkin pada saat itu umur anda terbilang masih sangat muda, sehingga penjelasan yang terlalu panjang akan membuat anda sulit atau bahkan tidak bisa mengerti.

Sebenarnya ada 3 (tiga) faktor sederhana yang sedikit lebih kompleks, yang jika digabungkan atau saling dikaitkan satu sama lain bisa menjadi alasan kuat mengapa langit bisa berwarna biru.

Adapun ketiga faktor yang dimaksud adalah seperti : faktor sinar matahari yang dibuat dari banyak panjang gelombang cahaya yang berbeda, atmosfer bumi yang terbuat dari molekul yang bisa menyebarkan cahaya panjang gelombang berbeda dengan jumlah yang berbeda dan kepekaan dari indera mata kita sendiri.

Asal Warna Biru Pada Langit

Ketika anda meletakkan ketiga faktor yang telah disebutkan di atas tadi atau menggabungkan ketiganya, maka jawaban mengapa langit berwarna biru tak bisa terelakkan.

Maksudnya, penyebab warna biru yang muncul di langit bukan hanya disebabkan oleh satu faktor saja, melainkan gabungan dari beberapa faktor tertentu, yang diantaranya seperti yang disebutkan di atas tadi.

Jadi, bisa dibilang warna biru yang anda lihat selama ini di langit dihasilkan dari sinar matahari yang memancarkan warna biru, yang kemudian tergabung dengan sejumlah molekul biru yang terdapat di atmosfer, yang selanjutnya ditangkap oleh indera penglihatan anda.

Itulah sebabnya mengapa di atas tadi disebutkan bahwa kepekaan indera penglihatan kita juga sangat mempengaruhi pandangan kita terhadap sesuatu, terutama untuk masalah pengidentifikasian warna.

Proses Pembentukan Warna Pada Langit

Sinar matahari umumnya terdiri dari beragam warna cahaya yang berbeda, dengan kondisi fotosfer matahari yang memang dalam kondisi yang sangat panas, yaitu hampir 6.000 K, yang memancarkan spektrum cahaya yang luas, mulai dari sinar ultraviolet yang memiliki energi tertinggi dan kemudian masuk ke ungu sampai merah, yang kemudian masuk ke bagian dalam spektrum inframerah dari sinar matahari itu sendiri.

Energi cahaya tertinggi yang dimaksud di atas merupakan cahaya yang memiliki panjang gelombang terpendek dan frekuensi tinggi. Sedangkan energi cahaya yang lebih rendah umumnya memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dan frekuensi yang lebih rendah daripada cahaya yang memiliki energi tinggi.

Jika anda melihat prisma memecah sinar matahari menjadi komponen-komponen terpisah seperti yang terlihat pada gambar di atas, anda akan menemukan bahwa pada kenyataannya cahaya merah ternyata memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dibandingkan dengan cahaya biru.

Lantas, apa artinya itu?

Dari kenampakan tersebut didapatlah fakta bahwasannya cahaya dari berbagai panjang gelombang akan memberikan respon yang berbeda saat berinteraksi dengan materi yang ada, yang terbukti sangat penting dan berguna dalam kehidupan kita sehari-hari.

Beberapa contohnya bisa anda temukan salah satunya pada lubang-lubang besar yang terdapat di microwave anda yang memungkinkan cahaya dengan panjang gelombang pendek terlihat masuk dan keluar, namun menahan cahaya dengan gelombang panjang lebih lama, kemudian memantulkannya.

Lapisan tipis pada kacamata hitam juga diketahui dapat memantulkan cahaya ultraviolet, ungu dan biru, namun membiarkan  gelombang panjang dari warna hijau, kuning, oranye dan merah lewat.

Dan partikel kecil tak terlihat yang membentuk atmosfir kita yang berupa molekul seperti nitrogen, oksigen, air, karbon dioksida dan juga atom argon umumnya menyebarkan cahaya dari semua panjang gelombang, namun lebih efisien untuk menyebarkan cahaya yang panjang gelombang lebih pendek.

Karena ukuran molekul-molekul ini jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya itu sendiri, maka semakin pendek panjang gelombang cahaya, akan semakin baik pula penyebarannya.

Sebenarnya, secara kuantitatif proses ini mengikuti hukum yang dikenal dengan sebutan hamburan Rayleigh, yang mengajarkan kepada kita bahwa cahaya violet yang memiliki panjang gelombang pendek jika dilihat dengan penglihatan manusia menyebar sembilan kali lebih sering daripada cahaya merah yang memiliki gelombang panjang (Intensitas hamburan berbanding terbalik dengan panjang gelombang ke daya keempat: I α λ-4).

Warna Langit Saat Matahari Terbit dan Terbenam

Meskipun sinar matahari pada siang hari menyebar hampir ke seluruh daerah di atmosfer bumi, namun panjang gelombang redder cahaya hanya memiliki 11% kemungkinan untuk menyebar. Itulah sebabnya mengapa ketika sampai di mata, anda akan melihatnya sebagai cahaya ungu.

Saat Matahari sedang bersinar dengan teriknya di langit, maka langit akan tampak berwarna biru. Warna biru terang yang dihasilkan tersebut sebenarnya berbeda jauh dengan warna yang anda lihat dengan mata anda.

Hal ini terjadi karena pada saat itu diketahui ada lebih banyak suasana yang bisa dilihat (Itulah sebabnya mengapa lebih banyak cahaya biru) yang tampak ke arah itu.

Ke arah mana pun anda melihat, anda bisa melihat cahaya yang berserakan, yang berasal dari sinar matahari yang menyebar ke seluruh atmosfer, yang kemudian masuk ke mata atau penglihatan anda.

Kejadian ini memiliki beberapa konsekuensi menarik terkait dengan warna langit yang bisa dihasilkan, tergantung dimana Matahari berada dan di mana anda melihatnya.

Jika Matahari berada di bawah cakrawala atau horizon, semua cahaya harus menempuh perjalanan melalui sejumlah besar atmosfer. Pada saat itu juga cahaya biru akan berserakan atau menyebar jauh dan ke segala arah, sedangkan cahaya redder memiliki kemungkinan yang lebih kecil untuk berserakan, yang berarti cahaya tersebut akan tiba atau mencapai mata anda.

Kalau anda pernah naik pesawat setelah matahari terbenam atau sebelum matahari terbit, anda bisa mendapatkan pemandangan spektakuler dari efek seperti yang bisa anda lihat di bawah ini.

Pemandangan ini akan tampak lebih indah jika dilihat dari luar angkasa, atau dari deskripsi dan juga gambar-gambar yang dibawa kembali oleh astronot.

Selama matahari terbit atau terbenam atau ketika bulan terbit dan sebaliknya, cahaya yang datang dari Matahari (atau Bulan) sendiri harus melewati atmosfer.

Semakin dekat ke cakrawala, maka akan semakin banyak pula lapisan atmosfer yang harus dilalui oleh cahaya tersebut. Seraya cahaya biru bertebaran di segala penjuru atau arah, cahaya merah tampaknya menyasar jauh lebih efisien dibandingkan dengan cahaya biru.

Ini berarti bahwa cahaya dari cakram Matahari (atau Bulan) dan daerah sekitar nya akan berubah menjadi warna kemerahan. Cahaya yang menyentuh atmosfer dan menyebar sebelum mencapai mata ini diketahui sangat disukai oleh masyarakat.

Dan ketika gerhana Matahari total muncul, saat bayangan Bulan jatuh di atas anda dan mencegah sinar matahari terbentur langsung ke sebagian besar atmosfer yang berada di dekat anda, cakrawala akan berubah menjadi merah, tapi tidak terjadi di semua tempat.

Cahaya yang menerpa atmosfer di luar daerah gerhana umumnya akan menyebar ke segala penjuru, sehingga menyebabkan langit masih terlihat biru di kebanyakan tempat.

Tapi di horizon atau cakrawala, cahaya yang berserakan di segala penjuru tersebut memiliki kemungkinan untuk menyebar kembali sebelum akhirnya mencapai mata anda. Cahaya merah adalah gelombang cahaya yang paling mungkin untuk dilalui, yang akhirnya melampaui cahaya biru.

Nah, setelah membaca penjelasan di atas, yang menjadi pertanyaannya adalah jika memang cahaya panjang gelombang yang lebih pendek memiliki peluang yang besar untuk tersebar, mengapa langit tidak terlihat ungu?

Memang benar kalau di atmosfer cahaya violet memiliki jumlah yang lebih besar dibandingkan dengan cahaya biru, tapi meskipun begitu, tidak bisa dipungkiri kalau juga ada campuran warna lain di sana.

Karena di dalam mata anda terdapat 3 jenis kerucut (untuk mendeteksi warna) di dalamnya, bersama dengan batang monokromatik, yaitu sinyal dari keempat hal yang perlu ditafsirkan otak saat harus menetapkan warna.

Setiap jenis kerucut, yang ditambah dengan batang (rods), umumnya sangat sensitif terhadap cahaya dari panjang gelombang yang berbeda, namun semuanya terstimulasi sampai tingkat tertentu oleh langit.

Karena mata kita merespons lebih kuat terhadap gelombang cahaya biru, cyan (warna biru kehijau-hijauan) dan hijau, maka  cahaya warna ungu pun menjadi kalah kuat dengan gelombang cahaya yang disebutkan tadi. Oleh karena itu, meskipun terdapat lebih banyak cahaya ungu, namun tidak cukup untuk mengatasi sinyal biru yang kuat yang diberikan oleh otak kita.

Kesimpulan

Warna biru pada langit umumnya tercipta dari interaksi atmosfer dengan sinar matahari. Cahaya putih, termasuk atau sinar matahari itu sendiri terdiri dari berbagai warna cahaya, dimana masing-masing memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda.

Proses pembentukan warna biru tersebut tidak terlepas dari tiga hal, yaitu:

  • Fakta bahwasannya sinar matahari terdiri dari beberapa cahaya dengan berbagai panjang gelombang.
  • Kenyataan bahwa atmosfer terdiri dari partikel-partikel yang sangat kecil dan menyebarkan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek jauh lebih efisien daripada cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang.
  • Mata kita memiliki tanggapan khusus terhadap berbagai warna.

Itulah ketiga hal yang membuat langit menjadi tampak atau terlihat biru bagi manusia. Jika kita bisa melihat sinar ultraviolet dengan sangat efisien, ada kemungkinan langit akan tampak lebih ungu.

Jika kita hanya memiliki dua jenis kerucut (seperti anjing), kita bisa melihat langit biru di siang hari, tapi bukan berwarna merah, oranye dan kuning seperti saat matahari terbenam. Tapi jangan tertipu, ketika anda melihat Bumi dari luar angkasa, warnanya juga akan terlihat biru.

Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan yang didukung oleh kemajuan teknologi telah membawa kita menjadi pribadi yang kritis dan memiliki rasa ingin tahu yang tinggi terhadap sesuatu. Dan salah satunya adalah keingintahuan akan warna biru yang tampak pada langit.

Kalau dibandingkan, jawaban-jawaban yang diberikan oleh orang-orang dulu sangat berbeda dengan yang ditemukan saat ini. Kalau dahulu orang tua anda memberikan jawaban yang terlalu sederhana mengenai alasan mengapa langit itu biru, maka setelah membaca artikel ini, anda bisa memberikan penjelasan yang lebih lengkap kepada anak-anak anda kelak.

Ingat, semakin majunya zaman, semakin canggihnya teknologi, dikedepannya anda harus membekali anak-anak anda dengan pengetahuan-pengetahuan yang juga terkini, jika memang anda ingin mereka bisa berkembang dengan baik.

So, guys? Sudah tahukan jawaban untuk pertanyaan “mengapa langit itu bisa berwarna biru”?