Mengapa Langit Siang Berwarna Biru, sedangkan Langit Sore Berwarna Merah Kejinggaan?

Pernahkah kalian mengamati langit saat siang dan sore hari?
Langit siang berwarna biru, sedangkan langit sore berwarna merah kejinggaan. Apa yang menyebabkan langit siang berwana biru, sedangkan langit sore berwarna merah kejinggaan?

Fenomena tersebut ternyata erat kaitannya dengan konsep fisika tentang spektrum gelombang elektromagnetik (cahaya tampak).

Matahari adalah benda langit yang memancarkan cahaya sampai ke bumi. Tanpa adanya cahaya matahari, bumi akan gelap dan kehidupan di bumi tidak dapat berlangsung. 

Matahari memancarkan cahaya putih yang merupakan cahaya polikromatik (cahaya yang berasal dari gabungan beberapa warna). Cahaya polikromatik terdiri dari 7 cahaya monokromatik (cahaya tunggal), yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. 

Seperti kita ketahui, nitrogen dan oksigen merupakan zat yang paling banyak menyusun atmosfer bumi. Ketika cahaya matahari mencapai atmosfer bumi, cahaya polikromatik tersebut akan terurai (dispersi) menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang paling sering kita temukan dalam kehidupan sehari hari. Semua gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 400 nm-700 nm sangat sensitif terhadap mata, sehingga mata kita dapat membedakan antara panjang gelombang yang satu dengan yang lainnya.

Misalnya radiasi elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang 400 nm akan terlihat warna ungu. Jika panjang gelombangnya 700 nm akan terlihat warna merah. 

Di antara warna ungu dan merah terdapat ribuan warna lainnya yang dihasilkan dari radiasi gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang. Jadi, saat kita melihat suatu benda berwarna biru, sebenarnya yang kita lihat adalah pantulan gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang sekitar 450 nm yang dipantulkan benda tersebut.
Cahaya monokromatik yang memiliki panjang gelombang pendek (hijau, biru, nila, dan ungu) akan lebih mudah dihamburkan oleh molekul nitrogen dan oksigen. Cahaya tersebutlah yang masuk ke mata kita .

Nah, pertanyaannya, mengapa warna langit pada siang hari terlihat oleh mata kita berwarna biru, bukan hijau, nila, maupun ungu?

Ternyata, warna biru terang yang kita lihat dikarenakan mata kita sendiri. Pupil mata kita menanggapi warna dengan menggunakan sebuah struktur yang disebut kerucut warna. Setiap retina pada mata mengandung sekitar 5 juta kerucut warna. Setiap kerucut warna mengandung pigmen warna yang membatasi jangkauan panjang gelombang yang dapat ditanggapi oleh kerucut tersebut.

• Kerucut warna pada panjang gelombang panjang memiliki kepekaan tertinggi pada panjang gelombang 570 nm (warna kuning).
• Kerucut warna pada panjang gelombang sedang memiliki kepekaan tertinggi pada panjang gelombang 543 nm (warna hijau).
• Kerucut warna untuk panjang gelombang pendek, memiliki kepekaan pada panjang gelombang 442 nm (antara ungu dan biru).

Berbeda dengan indera pendengaran kita, mata dan otak hanya menerjemahkan kombinasi tertentu panjang gelombang sebagai sebuah warna yang tunggal. Oleh karena itu, mata kita akan menerjemahkan cahaya biru-ungu yang sebagai sebuah campuran antara warna biru dan putih terang. Akibatnya, tampaklah bagi kita langit itu berwarna biru.

Jika cahaya dengan panjang gelombang pendek dihamburkan oleh atmosfer, bagaimana dengan cahaya dengan panjang gelombang yang panjang?

Cahaya dengan panjang gelombang yang relatif panjang, seperti warna merah, jingga, kuning, dan ungu tidak terhalang oleh atmosfer bumi, sehingga langsung menuju bumi dan menjadi satu warna, yaitu kuning. Itulah kenapa matahari tampak oleh mata kita berwarna kuning .

Lalu, mengapa langit sore berwarna merah kejinggan?

Berbeda saat siang hari, di mana posisi permukaan bumi yang menghadap matahari langsung mendapatkan cahaya yang tegak lurus, ketika matahari terbit/terbenam pada sore hari mengakibatkan jarak lintasan cahaya matahari yang harus melewati atmosfer menjadi lebih jauh di posisi kita melihat. Hal tersebutlah yang menyebabkan cahaya dengan panjang gelombang yang panjang seperti merah, jingga, atau kuning ikut membia. Sedangkan wana biru terhalang sehingga tak terlihat oleh mata kita. Itulah alasan mengapa pada sore hari warna langit menjadi merah kejinggan

Sekian, semoga bermanfaat.


Referensi:
Fisika itu mudah, yohannes surya
Gubuksains.blogspot.com
Serway, Raymond A.dan John W. Jewett. (2010). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1 (6th Edition).Terj.Chriswan Sungkono.Jakarta:Salemba Teknika.