Pada saat langit cerah di siang hari, langit biru menghiasi angkasa. Mungkin Anda bertanya-tanya, mengapa langit berwarna biru? Sebelum ke penjelasan tentang pertanyaan tersebut, ada baiknya jika membahas tentang atmosfer.
Atmosfer yang mengelilingi bumi merupakan campuran dari berbagai molekul gas dan material lainnya. Namun, sebagian besar atmosfer terdiri dari oksigen (78%) dan nitrogen (21%). Sedangkan yang 1% terdiri dari gas argon, air dan gas lainnya serta partikel-partikel kecil dalam jumlah kecil.
Komposisi atmosfer beragam tergantung dari lokasi, cuaca, dan faktor-faktor lain. Semakin jauh jarak atmosfer dari permukaan bumi, maka lapisan atmosfer semakin tipis.
Cahaya yang tampak oleh mata kita merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik. Sinar matahari yang kelihatan putih sebenarnya adalah kombinasi dari banyak warna. Contohnya, ketika cahaya matahari dibiaskan melalui prisma, maka kita dapat melihat beragam warna.
Contoh lain dari spektrum cahaya yang sering kita lihat yaitu pelangi. Masing-masing warna memiliki panjang gelombang, frekuensi dan energi yang berbeda. Warna ungu atau violet mempunyai panjang gelombang paling pendek tapi frekuensi dan energinya paling tinggi.
Sedangkan warna merah memiliki panjang gelombang paling panjang tapi frekuensi dan energinya paling rendah.
Cahaya bergerak melalui ruang angkasa menuju bumi secara lurus. Saat melewati atmosfer bumi, cahaya masih bergerak lurus hingga berbenturan dengan partikel-partikel debu atau molekul-molekul gas. Cahaya yang terbentuk tergantung pada panjang gelombang dan ukuran material yang berbenturan.
Partikel debu dan cahaya
Partikel-partikel debu dan titik-titik air lebih besar daripada panjang gelombang. Ketika berbenturan dengan partikel-partikel yang lebih besar, cahaya akan berbelok atau memantul ke arah yang berbeda-beda.
Cahaya berbeda warna dibelokkan oleh partikel dengan cara yang sama. Jika cahaya yang dibelokkan berwarna putih, berarti masih mengandung semua warna yang sama.
Molekul gas dan cahaya
Molekul-molekul gas lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya. Ketika cahaya berbenturan dengan molekul gas, ada yang diserap dan ada yang tidak. Setelah itu, molekul gas memancarkan cahaya dengan arah berbeda.
Semua warna dapat diserap oleh molekul. Namun, warna biru yang memiliki frekuensi lebih tinggi lebih sering diserap daripada warna merah yang memiliki frekuensi lebih rendah. Dan ini yang dinamakan sebaran Rayleigh.
Mengapa langit berwarna biru?
Cahaya biru yang memiliki panjang gelombang lebih pendek diserap oleh molekul-molekul gas, kemudian dipancarkan ke arah berbeda. Akhirnya, cahaya biru tersebut menyebar ke seluruh langit.
Itulah sebabnya langit yang kita lihat di berbagai penjuru langit berwarna biru. Lalu bagaimana dengan warna-warna yang lain?
Cahaya yang berwarna merah, kuning, dan jingga akan terus menerobos atmosfer sampai bumi. Ketiga cahaya tersebut akan kita lihat sebagai warna kuning. Jadi, warna kuning cahaya matahari yang tampak oleh mata kita merupakan kombinasi cahaya yang memiliki gelombang lebih panjang.
