Pelangi

1. PELANGI

Pembiasan sinar matahari oleh titik-titik hujan menghasilkan pelangi. Oleh karena itu pelangi merupakan salah satu gejala alam abiotik yang dapat dilihat sesudah turun hujan. Warna-warni pelangi merupakan fenomena optik dan meteorologi yang mengahasilkan spektrum cahaya di langit. Spektrum warna pelangi berupa lengkungan warna terdiri dari warna-warna : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Gambar 1. Pelangi terdiri dari semua warna dasar dan berbentuk lingkaran.
(Gambar diambil dari situs http://www.kennys.ie/.)

Seorang ilmuwan fisika bernama Isaac Newton adalah orang yang pertama kali menyelidiki mengapa cahaya putih bisa menghasilkan spektrum warna pelangi. Newton melakukan sebuah eksperimen untuk menyelidiki hal ini. Cahaya matahari diarahkan pada suatu lubang sempit dalam sebuah ruangan gelap. Gambar yang terbentuk pada sebuah layar yang berjarak 5 meter. Jika sebuah prisma kaca diletakkan diantaranya maka sinar matahari akan terlihat sebagai spektrum warna.

Titik-titik air hujan pada fenomena pelangi bertindak sebagai cermin yang memantulkan cahaya matahari ke mata. Warna cahaya yang berbeda-beda dipantulkan dengan sudut yang berbeda pula. Setiap titik air memberikan masing-masing satu panjang gelombang pada mata kita, sehingga pada akhirnya seorang pengamat dapat melihat pelangi secara utuh. 

2. MEKANISME PENCIPTAAN PELANGI

Dalam fisika, warna-warna lazim diidentifikasikan dari panjang gelombang. Warna-warna pelangi merupakan fenomena optik dan meteorologi yang menghasilkan spektrum cahaya dilangit.Merah, misalnya, memiliki panjang gelombang sekitar 625 - 740 nm, dan biru sekitar 435 - 500 nm.Spektrum warna adalah kumpulan warna-warna yang dinyatakan dalam panjang gelombang(biasa disimbolkan dengan λ).Di dalam spektrum, garis merah selalu berada pada salah satu ujung dan biru serta ungu disisi lain. Dan ini ditentukan oleh perbedaan panjang gelombang.Gambar 2 memperlihatkan rentang spektrum warna dasar yang lazim kita lihat sehari-hari.

Gambar 2. Spektrum cahaya berdasarkan panjang gelombang. Warna-warna ini adalah komponen dari cahaya putih yang disebut cahaya tampak (visible light) atau gelombang tampak. Komponen lainnya adalah cahaya yang tak tampak (invisible light), seperti inframerah (di sebelah kanan warna merah) dan ultraviolet (di sebelah kiri jingga)(Gambar ini diambil dari smartschool.com).

Sinar putih yang biasa kita lihat (disebut juga cahaya tampak atau *visible light*) terdiri dari semua komponen warna dalam spektrum di atas - tentu saja ada komponen lain yang tidak terlihat, disebut *invisible light*. . Alat paling sederhana yang sering dipakai untuk menguraikan warna putih adalah prisma kaca.Sebuah prisma kaca menguraikan cahaya putih yang datang menjadi komponen-komponen cahayanya. Perambatan gelombang yang melalui prisma akan mengalami pembiasan karena gelombang melewati dua medium yang berbeda kerapatannya yaitu dari udara ke kaca.
Di alam ini tidak hanya prisma yang bisa menguraikan cahaya. Tetesan air dari air hujan misalnya adalah salah satu contoh benda yang tersedia di alam yang bisa menguraikan cahaya putih. Ketika seberkas cahaya putih mengenai setetes air, tetesan air ini berprilaku seperti prisma. Dia menguraikan sinar putih tadi sehingga terciptalah warna-warna pelangi (lihat Gambar 4). Terciptalah pelangi. 

Gambar 4. Setetes air berprilaku seperti prisma ketika menerima seberkas cahaya putih. Cahaya tersebut sebagian dipantulkan ke arah pengamat, sebagian lagi diteruskan.
(Gambar ini diambil dari situs http://www.atmosphere.mpg.de/ dengan pemodifikasian seperlunya.)

Pertanyaan yang menarik adalah **kenapa kita melihat warna dalam pelangi sebagai blok-blok yang lebar?** Ini karena disebabkan kita hanya melihat satu warna untuk satu tetesan air! Perhatikan lagi Gambar 4. Cahaya matahari yang diuraikan oleh tetesan air A hanya sampai ke mata kita pada panjang gelombang warna merah. Sementara itu, tetesan air B memberikan panjang gelombang warna ungu. Tiap warna dibelokkan pada sudut yang berbeda, dan warna merah adalah warna yang paling terakhir dibengkokkan, sedangkan ungu adalah yang paling pertama..Tetesan-tetesan air di antaranya memberikan masing-masing satu panjang gelombang pada mata kita. Sehingga pada akhirnya si pengamat melihat pelangi dengan warna lengkap. 

3. HAL-HAL MENARIK TENTANG PELANGI

Pelangi biasanya terjadi saat hujan gerimis (lihat Gambar 5) atau setelah hujan lebat berhenti. Setelah hujan lebat berhenti, udara dipenuhi oleh uap-uap air. Selain itu, pelangi bisa tercipta pada genangan minyak. Terkadang pada kondisi tertentu, seberkas cahaya putih diselimuti oleh pelangi. Pelangi bisa terjadi kapan dan di mana saja asal **melibatkan tiga sekaligus sifat cahaya, yaitu refleksi (pemantulan), refraksi (pembiasan), dan difraksi**.

Gambar 5. Kita hanya bisa melihat pelangi maksimal setengah lingkaran. Untuk melihat pelangi utuh satu lingkaran, maka kita harus berdiri di tempat yang lebih tinggi.
(Gambar ini diambil dari situs http://www.atmosphere.mpg.de/.)

Ilustrasi pada Gambar 5 memperlihatkan bahwa pelangi berbentuk lingkaran. Ini adalah benar bahwa pelangi berbentuk lingkaran, bukan parabola seperti anggapan beberapa orang. Di tanah, kita hanya melihat maksimal pelangi setengah lingkaran. Kalau kita berdiri di atas hujan, misalnya di pesawat terbang, maka kita bisa melihat pelangi satu lingkaran utuh. Ini semua disebabkan oleh geometri optik dalam proses penguraian warna. Dengan geometri optik ini juga kita bisa menjelaskan **garis lurus yang melewati mata kita dan Matahari juga melewati titik pusat lingkaran pelangi**. Karena pelangi tercipta melibatkan jarak pengamat dengan tetesan air, maka pelangi selalu bergerak mengikuti pergerakan pengamat. Ini membuat **jarak kita dengan pelangi konstan (sama)**, dengan kata lain kita tidak pernah bisa mendekati pelangi. Orang yang menciptakan mitos "harta karun di kaki pelangi" mungkin mengetahui ilmu ini sehingga mencoba memperdaya kita-kita yang terlambat tahu.