Mengapa Langit Berwarana Biru?

Mengapa langit berwarna biru? Sebagian kita mungkin menjawab, “sudah takdir…” Jawaban ini tidak salah, tapi apa tidak lebih baik kita juga meraba bagaimana takdir tersebut terjadi? Dalam banyak ayat, Allah menantang manusia untuk menggunakan pikiran agar dapat mengagumi ayat-ayat (tanda-tanda) kekuasaan-Nya. Afala ta’kiluun? Apakah kalian tidak menggunakan akalnya (untuk mencerna tanda-tanda kekuasaan-Ku?)

 

Kali ini kita akan mencoba mengkaji persoalan ini secara ilmiah. Mengapa langit berwarna biru? Apa dalang dari fenomena ini? Yap…untuk menjawab pertanyaan ini paling tidak kita perlu mengkaji dua hal, yakni tentang atmosfer dan karakter cahaya. Hal ini mengingat fenomena langit berwarna biru melibatkan kedua komponen tersebut. Cahaya yang datang dari matahari akan mengalami hamburan ketika melewati partikel yang mengisi atmosfer. Tanpa atmosfer, maka langit kita akan gelap sepanjang hari. Hal ini karena tidak ada molekul yang dapat menghamburkan cahaya ke berbagai arah. Dalam keadaan semacam itu, bintang dapat dilihat di siang hari dan cahaya matahari dapat dilihat hanya jika kita melihatnya secara langsung. Keadaan ini persis sama dengan keadaan dari berbagai planet lain di tata surya matahari yang tidak memiliki atmosfer.

ATMOSFER

Atmosfer merupakan percampuran dari berbagai gas dan molekul yang melingkupi permukaan bumi. Komponen utamanya adalah gas nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Selebihnya, atmosfer terisi oleh gas argon, air (baik dalam bentuk uap air maupun kristal es), dan berbagai partikel padat seperti debu, partikel-partikel sisa pembakaran (polutan), dan juga garam (terutama untuk daerah di atas permukaan laut).

Komposisi atmosfer bervariasi tergantung lokasinya.  Pada daerah permukaan laut, atmosfer banyak mengandung air dan garam. Pada daerah industri, atmosfer akan banyak diisi berbagai partikel sisa pembakaran. Kerapatan atmosfer juga bervariasi menurut ketinggiannya. Daerah dasar atmosfer memiliki tingkat kerapatan yang paling tinggi. Nilainya akan terus menurun dengan pertambahan ketinggian atmosfer.

CAHAYA

Cahaya merupakan energi yang diradiasikan melalui suatu gelombang. Gelombang yang dimaksud adalah gelombang elektromagnetik (gelombang em). Dinamakan seperti itu karena gelombang tersebut dibangun oleh getaran medan listrik dan medan magnet secara serentak secara saling tegak lurus. Arah perjalanan gelombang untuk masing-masing medan dapat ditunjukan pada Gambar 1.

Gambar 1. Konfigurasi Gelombang EM (diambil dari http://www.monos.leidenuniv.nl)

Cahaya tampak yang terdiri dari merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu hanyalah sebagian kecil dari radiasi gelombang em. Masing-masing warna memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang khas. Artinya, warna suatu cahaya tergantung pada nilai panjang gelombang dan frekuensinya. Panjang gelombang dan frekuensi memiliki nilai yang berkebalikan, warna dengan frekuensi tinggi berarti memiliki panjang gelombang yang pendek. Semakin tinggi frekuensi, semakin besar energinya. Berdasarkan Gambar 2, warna merah memiliki panjang gelombang yang paling panjang (700 nm), artinya ia memiliki frekuensi yang paling rendah dan dengan demikian energinya juga paling rendah jika dibandingkan dengan cahaya tampak yang lain.

Gambar 2. Tabel Radiasi Gelombang em (Diambil dari http://cache.eb.com/eb/image)

Jika matahari meradiasikan seluruh panjang gelombang cahaya tampak (Mejikuhibiniu), mengapa yang kita lihat matahari berwarna putih? Yap..cahaya putih yang kita lihat tersebut sebenarnya tersusun dari keseluruhan cahaya tampak yang ada. Artinya, jika seluruh warna pada cahaya tampak bergabung menjadi satu, maka yang terlihat adalah warna putih. Kita dapat memecah warna ini dengan cara melewatkannya di suatu prisma kaca. Percobaan ini pertama kali dilakukan oleh newton, ia melewatkan cahaya putih pada suatu prisma, ternyata pada ujung perjalanannya cahaya putih telah berubah menjadi susunan warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Peristiwa ini dikenal sebagai dispersi cahaya.

Gambar 3. Dispersi Cahaya (diambil dari http://upload.wikimedia.org/wikipedia)

HAMBURAN CAHAYA

Ketika cahaya putih (yang di dalamnya terkandung mejikuhibiniu) diradiasikan dari matahari dan melewati atmosfer, maka cahaya putih tersebut akan mengalami beberapa peristiwa. Pertama, cahaya tersebut akan diserap oleh berbagai molekul yang mendiami atmosfer. Kedua, setelah diserap cahaya tersebut akan dilepaskan kembali ke atmosfer. Peristiwa inilah yang kita sebut sebagai hamburan cahaya. Pada peristiwa penyerapan bisa dibilang tidak ada sesuatu yang menarik. Namun pada saat cahaya dilepas dari molekul, muncul suatu fenomena yang menarik untuk dianalisis. Ternyata cahaya dengan energi yang besar (frekuensi besar) akan diradiasikan lebih banyak daripada cahaya dengan energi rendah (frekuensi rendah). Melalui analisis yang detail diperoleh hubungan bahwa jumlah energi yang diradiasikan pada peristiwa hamburan adalah sebanding dengan pangkat empat frekuensinya. Sehingga jika diketahui panjang gelombang ungu adalah 400 nm dan merah adalah 700 nm, maka perbandingan pangkat empat frekuensi kedua cahaya (Ungu : Merah) dapat dihitung sebesar (700 nm/400 nm)^4 dan diperoleh 9,4. Artinya cahaya ungu diradiasikan 9 kali lebih banyak daripada cahaya merah. Itulah sebabnya pada siang hari kita tidak melihat langit berwarna merah, melainkan biru. Tapi mengapa biru? Bukankah ungu memiliki frekuensi yang lebih tinggi dan oleh karenanya semestinya paling banyak diradiasikan? Mengapa langit tidak berwarna ungu?

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu melibatkan ilmu tentang mata sebagai alat indra yang digunakan untuk melihat. Di dalam retina mata terdapat tiga reseptor warna, yakni reseptor merah, biru, dan hijau. Masing-masing reseptor sensitif untuk masing-masing warna. Sehingga ketika ada beberapa warna mesuk ke retina secara bersamaan, maka masing-masing warna akan ditangkap oleh reseptor yang sesuai.

Nah..pada peristiwa hamburan cahaya, berdasarkan nilai frekuensinya maka warna biru dan ungu adalah warna yang paling banyak dihamburkan. Namun langit tampak berwarna biru karena di dalam retina terdapat sel reseptor biru yang lebih sensitif untuk menangkap warna biru ketimbang ungu. Akibatnya, kesan warna yang paling dominan untuk dilihat adalah biru. Demikianlah mengapa langit berwarna biru. Semoga bermanfaat…

  1. makasi atas informasiny😀,bermanfaat bgt buat persentase saya…(y)

  2. mohon ijin.a k buat presentasi n tugas

  3. Alhamdulillah, bermanfaat, Tuhan memberikan tanda2, manusia mengkaji dng akal yang diberikanNYA… Saya izin untuk bahan referensi tulisan… Terimakasih.

  4. minta ijin untuk share link ke facebook🙂

  5. setyo eko rusmanto

    Pak mau tanya,
    mengapa jika siang terasa lebih panas dibandingkan sore atau pagi hari,
    adakah hubungannya dengan warna langit?

  6. Pada peristiwa hamburan cahaya, warna yang paling banyak dihamburkan adalah biru dan ungu. Namun langit lebih tampak berwarna biru, karena didalam retina terdapat sel reseptor biru yang lebih sensitif untuk menangkap warna biru ketimbang warna ungu. Ngomong – ngomong ni’ pak sabar, apa sih yang dimaksud dengan sel reseptor yang terdapat didalam retina ,,, tolong dong pak penjelasannya.

  7. Terima kasih untuk informasinya. Saya sedang mencari penjelasan yang ilmiah untuk murid-murid SD di sekolah saya. God bless you

  8. subhanalloh maha suci allah dengan segala ciptaanya

  9. terima kasih infonya… minta ijin ngopi ya om…

  10. ciptaan tuhan memang hebat…..itu membktikan kalau than itu maha pencipta….

  11. Diyah Ika Romadoni

    Subhanallah……… Ilmu Allah meliputi segala sesuatu. Kita kecil di hadapan-NYA……..

  12. mohon ijin ambil linknya buat referensi yak…
    thanks…

  13. allah maha agung, segala ciptaannya begitu indah n harus disyukuri,,

  14. terimakasih atas informasinya yang sangat bermanfaat dan menambah pengetahuan saya..

  15. fathiah solehah

    salam alayk…ana sangat suka melihat langit….~sape2 yg ade banyak gambar langit atau cakerawala boleh hantar kat email ana fsi_93@yahoo.com..sebab cita2 ana ialah angkasawan….

  16. Alhamdulillah, Bumi diberikan Allah atmosfer sehingga makhluk hidup di bumi dapat melangsungkan hidupnya dengan baik.

  17. Langit memang indah banget. Suatu ciptaan yang maha indah. Melihatnya bisa membuat dada ini terasa lapang.
    Betul juga tu. Mencinta membuat hati ini jauh dari Allah. Lebih tertutup dari keindahan ciptaan yang lain yang sebenernya sangat menakjubkan

  18. Ok no problem….

  19. Bro,
    ane minta izin ya menjadikan referensi tulisannya

    salam,

  20. ana suke langit….ia melambangkan ciptaan yg sgt besar bagi hamba yg BERFIKIR……..cantik gambar2 yg ade kat blog ni…subhanallah maha suci Allah.Ya Allah jatuh cinta membuatkan aku lupa utk mencintaiMu,oleh itu aku pilih utk tidak jatuh cinta…….

  1. Pingback: 2010 in review « SabarNurohman's Site

  2. Pingback: Mengapa langit itu biru? « Smart Parent's Blog

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: