Proses Terbentuknya Pelangi
Pernahkah Anda melihat pelangi setelah adanya hujan? Pernahkah Anda berpikir bagaimana proses terjadinya pelangi? Pelangi terbentuk karena adanya pembiasan cahaya matahari yang dibelokkan. Fenomena terentuknya pelangi ini dapat dijelaskan dengan konsep Dispersi Cahaya dalam ilmu fisika. Dispersi cahaya ke dalam spektrum warna ditunjukkan paling jelas di alam oleh pembentukan pelangi, yang sering terlihat oleh pengamat yang berada di antara matahari dan pancuran hujan. Oleh karena itu, untuk memahami bagaimana pelangi terbentuk, maka perlu menerapkan proses gelombang cahaya yang sedang dipantulkan dan dibiaskan pada tetesan air hujan.
Gambar 1. Jalur sinar matahari melalui rintik-rintik hujan.
Sumber: Serway, Raymond A,. Jewett John W,.(2014).
Physics for Scientiest and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition
Cahaya matahari (yang merupakan cahaya putih) yang melewati udara mengenai setetes air di atmosfer sehingga dibiaskan dan dipantulkan sebagai berikut. Cahaya pertama kali dibiaskan pada permukaan depan tetesan air, dengan cahaya ungu/violet (V) paling menyimpang dan cahaya merah/red (R) paling sedikit. Di permukaan belakang tetesan air, cahaya dipantulkan dan kembali ke permukaan depan, di mana cahaya kembali mengalami pembiasan saat bergerak dari tetesan air ke udara. Sinar meninggalkan tetesan air sedemikian rupa sehingga sudut antara cahaya putih dan sinar ungu/violet (V) yang paling tajam terbentuk kembali adalah 40° dan sudut antara cahaya putih dan sinar merah/red (R) yang paling tajam kembali adalah 42°. Perbedaan sudut kecil antara sinar yang kembali menyebabkan kita melihat pelangi seperti busur berwarna.
Gambar 2. Bentuk pelangi dilihat oleh pengamat
berdiri dengan matahari di belakang punggungnya
Sumber: Serway, Raymond A,. Jewett John W,.(2014).
Physics for Scientiest and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition
Sekarang anggaplah seorang pengamat melihat pelangi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ketika cahaya matahari membentur hujan, cahaya tersebut berubah arah atau dibiaskan oleh titik-titik air di udara. Pembiasan cahaya ini akan membentuk suatu spektrum warna yang terdiri atas, merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya ini akan bergerak menjauhi partikel air. Inilah yang menyebabkan bentuk pelangi seperti bentuk busur panah yang melengkung. Spektrum warna yang dibentuk saat pembiasan memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda sehingga menentukan urutan warna pada pelangi. Cahaya merah merupakan bagian dari cahaya yang memiliki panjang gelombang paling panjang atau dengan kata lain memiliki frekuensi paling rendah dari cahaya lainnya, sedangkan warna ungu memiliki panjang gelombang paling pendek dan frekuensi paling tinggi. Oleh karena itu warna merah dan warna ungu pada pelangi tidak akan bertemu dan menyatu karena dipisahkan dengan warna-warna lainnya secara berurutan berdasarkan urutan frekuensi dan panjang gelombangnya.
