Ilusi Optik Yang Terjadi Di Sekitar Atmosfer Kita

Banyak hal indah yang kita temui di sekitar merupakan suatu tipuan cahaya oleh atmosfer bumi #userstory

Sumber Gambar: Pixabay

Sebagai salah satu sumber energi utama bumi, radiasi matahari yang bersumber dari pancaran energi matahari sangat penting keberadaannya bagi kehidupan di muka bumi. Radiasi matahari yang dipancarkan sebagai contoh dimanfaatkan tumbuhan untuk mengolah makanan melalui fotosintesis, selain itu radiasi matahari berperan dalam menjaga suhu atmosfer dan permukaan bumi serta sebagai penggerak utama aktivitas cuaca. Manusia pun memanfaatkan energi surya yang berlimpah sebagai salah satu sumber energi alternatif yang kemudian di ubah menjadi energi listrik.

Ketika masuk ke dalam atmosfer bumi radiasi matahari mengalami berbagai macam peristiwa dan interaksi seperti dipantulkan, diserap, disebarkan ataupun diemisikan kembali seperti misalnya sebagian energi radiasi matahari yang masuk diserap oleh gas-gas ozon di lapisan atmosfer bagian atas. Selain itu dalam perjalanannya mencapai permukaan bumi radiasi matahari juga berinteraksi dengan partikel-partikel yang terkandung dalam udara atau atmosphere seperti molekul udara, molekul air, partikel debu dan masih banyak lagi. Interaksi ini yang kemudian menghasilkan beragam ilusi optik yang dapat dilihat dan banyak kita jumpai di sekitar kita.

1. Awan Putih Dan Awan Gelap Sebelum Hujan

Pernahkah kita memperhatikan warna awan? Ada yang berwarna putih bersih seperti kapas dan awan tebal menggantung berwarna abu-abu gelap yang kita kenal sebagai penanda akan turunnya hujan? Ternyata warna awan yang berubah ini merupakan efek ilusi optik cahaya matahari yang masuk ke lapisan atmosfer letak awan-awan tersebut berada. Awan ringan yang berwarna putih mengandung lebih partikel air yang lebih kecil dimana partikel ini tidak membiarkan cahaya matahari yang sebagian besar merupakan berkas cahaya tampak (cahaya putih) lewat tanpa disebarkan ke segala arah. Akhirnya awan terlihat berwarna putih cemerlang.

Ketika awan bertumbuh akan terdapat lebih banyak molekul air dengan ukuran yang lebih besar. Seperti contohnya pada awan cumulunimbus. Molekul-molekul air tersebut menjadi tidak efektif lagi dalam menyebarkan cahaya melainkan menyerap sebagian besar berkas cahaya tampak dari radiasi matahari. Akibatnya, gumpalan awan terlihat lebih gelap warnanya.

2. Langit Biru dan Pegunungan di Kejauhan yang Tampak Biru Berkabut

Mata manusia diketahui paling sensitif dengan gelombang cahaya biru, namun bukan itu saja yang menyebabkan kita melihat langit menjadi berwarna biru. Yang menjadikan kita melihat langit berwarna biru adalah karena atmosfer kita mengandung banyak oksigen dan nitrogen. Yang mana ukuran kedua molekul udara ini begitu kecil dan secara selektif aktif menyebarkan gelombang cahaya pendek. Penyebaran gelombang secara selektif atau selective scattering ini dikenal dengan istilah Rayleigh scattering. Ketika cahaya matahari masuk ke atmosfer, molekul udara lebih banyak menyebarkan cahaya dengan gelombang pendek seperti ungu, biru dan hijau ke segala arah dibanding cahaya dengan gelombang panjang seperti kuning, oranye atau merah. Hal ini kemudian didukung oleh kemampuan mata manusia yang lebih sensitif dengan gelombang biru menyebabkan kita melihat langit berwarna biru. Hal yang sama terjadi ketika kita melihat pegunungan di kejauhan yang nampak berwarna biru meskipun sesungguhnya pegunungan tersebut ditutupi vegetasi yang berwarna hijau.

3. Warna Matahari yang Berubah-ubah

Jikalau kita jeli mencermati, matahari yang kita saksikan sepanjang hari dari terbit hingga terbenam terlihat mengalami perubahan warna. Ketika terbit, matahari berwarna jingga kemerahan kemudian berangsur-angsur berubah menjadi kuning, ketika mulai naik dan berwarna putih pada tengah hari. Dan sebaliknya hingga terbenam kembali berwarna jingga kemerahan. Apa yang sebenarnya terjadi?

Perubahan warna matahari yang kita lihat ini dipengaruhi oleh sudut datang cahaya matahari yang berubah-ubah. Ketika matahari terbit atau terbenam, cahaya yang datang membentuk sudut yang kecil dan harus melalui atmosfer yang lebih tebal sebelum mengenai indra penglihatan kita. Ini artinya sebagian besar gelombang pendek telah disebarkan ke segala arah oleh molekul udara yang dilalui. Yang tersisa adalah cahaya gelombang panjang yang mencapai mata kita. Sebaliknya, ketika tengah hari matahari tepat di atas kepala kita dan cahaya matahari menempuh jarak minimum dengan intensitas tertinggi. Semua gelombang cahaya tampak dipancarkan sama banyak, sehingga matahari terlihat berwarna putih. Tetapi hati-hati, kita tidak diperbolehkan melihat matahari langsung saat tengah hari karena dapat merusak mata!

4. Rembang Petang

Rembang petang atau yang lebih dikenal sebagai twilight adalah peristiwa ketika langit tampak lebih terang selama beberapa waktu setelah matahari tenggelam. Ini diakibatkan oleh atmosfer yang membiaskan dan menyebarkan cahaya matahari dan diterima oleh matakita meskipun matahari sendiri telah terbenam.

Rembang petang dapat kita saksikan ketika hari cerah atau tidak berawan selama 5 – 10 menit setelah matahari terbenam atau sebelum matahari terbit.

5. Pelangi Ketika Hari Hujan

Kita pasti sangat akrab dengan yang namanya pelangi. Karena fenomena pembiasan cahaya matahari oleh molekul-molekul air saat hari hujan ini sangat sering dijumpai. Tetapi tidak semua hari hujan kemudian muncul pelangi. So apa yang harus kita perhatikan jikalau kita ingin melihat pelangi?

Pelangi terjadi ketika hujan yang turun berada di hadapan kita dan matahari bersinar tepat di belakang kita. Artinya kita akan melihat pelangi di belahan langit bagian barat pada pagi hari dan di belahan langit timur pada sore hari. sedangkan kita tidak dapat melihat pelangi pada tengah hari karena matahari terletak tepat di atas kepala kita. Sekarang kita bisa siap-siap dengan kamera mencari-cari pelangi ketika hari hujan dan tahu ke arah mana harus memandang!

Sumber: Meteorology Today, Ahrens 2009