Kenapa Langit Berwarna Biru? Ini Penjelasannya

“Kenapa sih langit warnanya biru?” Bagi yang masih bertanya-tanya tentang hal itu, berikut ini adalah penjelasan lengkapnya.

Di siang hari, terutama ketika cuaca cerah, maka warna langit akan tampak biru. Sebenarnya fenomena ini sama seperti fenomena lautan. Jika dari kejauhan akan tampak biru, namun ketika didekati maka airnya terlihat bening.

Tentu muncul rasa penasaran di benak kita, bagaimana bisa langit memunculkan warna biru? Sebenarnya hal ini bisa dijelaskan secara ilmiah. Jika kita dulu belajar tentang pembiasan cahaya, birunya warna langit dapat kita ketahui melalui salah satu ilmu fisika tersebut.

Berikut ini adalah penyebab mengapa langit berwarna biru.

Adanya Gelombang Cahaya Pendek

Sumber cahaya di alam semesta adalah matahari. Sinarnya yang berwarna putih memancar ke planet-planet yang mengitarinya, termasuk bumi tempat kita tinggal. Ketika sinarnya memancar ke bumi, maka cahaya putih tersebut akan melewati atmosfer bumi.

Dalam praktikum fisika, atmosfer bumi bisa diibaratkan seperti prisma kaca. Atmosfer bumi yang mengandung berbagai macam gas seperti nitrogen, karbon, oksigen, dan sebagainya akan menyebabkan cahaya terpecah-pecah jika melewatinya.

Google Images

Cahaya yang terpecah akan berubah menjadi gelombang yang berbeda-beda. Ada gelombang panjang dan sebagian gelombang pendek. Gelombang cahaya panjang akan berubah menjadi warna jingga, kuning, dan merah. Sedangkan gelombang cahaya pendek akan menjadi warna hijau dan biru. Warna-warna tersebutlah yang dapat diterima oleh retina mata kita.

Gelombang Cahaya Pendek Berhamburan di Angkasa

Jika gelombang cahaya panjang dapat diteruskan lurus hingga jarak yang sangat jauh, maka gelombang pendek sebagian besar akan berhamburan di angkasa. Hal inilah yang membuat sebagian besar langit berwarna biru daripada warna-warna lainnya.

Cahaya gelombang pendek ini memang seolah-olah menyelimuti bumi, sehingga langit yang luas pun akan tampak biru.

Teori Hamburan Rayleigh

Mengapa gelombang cahaya pendek membuat langit biru? Sebenarnya hal ini dapat dijelaskan berdasarkan teori hamburan Rayleigh. Menurut teori tersebut, intensitas hamburan berbanding terbalik dengan panjang gelombang pangkat empat penghamburnya. Penghambur yang dimaksud adalah matahari.

Artinya, semakin kecil panjang gelombang maka semakin besar intensitas hamburannya. Warna biru dan violet memiliki panjang gelombang yang lebih kecil dari warna lainnya. Spektrum matahari maksimal di panjang gelombang biru. Hal ini menyebabkan rentang visibel yang dihamburkan oleh atmosfer paling dominan adalah biru.

Mengapa Langit Juga Bisa Terlihat Jingga?

Jika di siang hari yang cerah warna langit adalah biru, di pagi dan senja hari kita akan mendapati langit berwarna jingga. Mengapa bisa demikian? Sebab gelombang cahaya pendek akan berganti dengan gelombang panjang.

matahari terbenam Pixabay

Pergantian ini disebabkan karena matahari di pagi dan senja hari tampak condong, tidak berada tepat di tengah-tengah. Hal ini menyebabkan gelombang cahaya panjang yang diterima. Hasilnya, langit di senja dan pagi hari akan tampak jingga, kemerahan, bahkan kekuningan. 

Kenapa Cahaya Matahari Tampak Putih Kekuningan?

Selain melihat birunya langit di siang hari, sinar matahari yang terlihat oleh mata warnanya tampak putih kekuningan. Mengapa bisa demikian? Sebab spektrum matahari yang terlihat oleh kita telah melewati partikel penghambur dengan banyak hamburan di warna violet dan biru.

Alhasil sinar matahari tampak putih kekuningan. Pada jarak dekat, warna matahari akan terlihat lebih putih. Hal ini disebabkan karena cahaya matahari tidak bisa melewati partikel penghambur sehingga masih mengandung semua campuran warna (putih).

Hal ini juga berkaitan dengan tampak putihnya warna awan. Awan yang terlihat putih disebabkan karena partikel uap air diameternya diatas sepersepuluh panjang gelombang matahari. Oleh sebab itu, hamburan tidak bergantung secara dominan pada panjang gelombang.

Warna awan yang tampak putih dalam fisika dijelaskan melalui teori hamburan Mie. Partikel awan yang terkena sinar putih matahari akan menghaburkannya dalam warna putih.

Langit Biru Juga Berkaitan dengan Koloid

Warna langit yang biru juga berkaitan dengan koloid. Udara di angkasa merupakan suatu sistem koloid. Koloid tersebut akan terkena efek tyndall jika terkena cahaya matahari. Setelah itu cahaya matahari akan dihamburkan dan terpecah menjadi berbagai gelombang warna.

Koloid juga bisa disebut sebagai suatu campuran yang terdiri atas dua atau lebih zat yang sifatnya homogen. Namun ukuran partikel yang terdispersi cukup besar. Sehingga koloid akan mudah terkena efek tyndall jika terkena cahaya matahari.

Selain di angkasa, koloid juga dapat dijumpai dimanapun. Misalnya pada susu, tinta, hingga awan. Sitoplasma yang ada dalam sel juga merupakan salah satu contoh koloid.

Efek Tyndall

Seperti yang telah disinggung sebelumnya, koloid akan terkena efek tyndall jika terkena sinar matahari. Lantas apakah itu efek tyndall? Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Ketika sebuah larutan sejati terpapar cahaya, maka cahaya tidak akan dihamburkan.

Sebab, partikel-partikel koloid memiliki ukuran yang relatif besar untuk menghamburkan sinar. Sebaliknya pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan cahaya akan sangat sedikit bahkan sulit diamati.

Langit Bumi Berbanding Terbalik dengan Langit Luar Angkasa

Berbeda dengan langit bumi yang berwarna biru, langit di luar angkasa tampak gelap. Padahal jaraknya dari matahari relatif lebih dekat. Sebenarnya luar angkasa itu warnanya hitam pekat, bukan berarti gelap tanpa cahaya.

bumi malam hari Pixabay

Kita ambil permisalan dari ruangan dengan jendela yang dicat hitam. Apakah di siang hari di dalam ruangan tidak terlihat apapun? Tentunya tidak. Permisalan ini bisa kita terapkan untuk menjawab pertanyaan mengapa langit di luar angkasa tampak gelap.

Luar angkasa merupakan ruang hampa, sehingga tidak ada sesuatu pun yang dapat memantulkan cahaya. Luar angkasa sendiri sebenarnya terdiri atas 4,9% materi-materi, seperti planet, bintang, gas, dan lainnya, serta sekitar 26,8% isinya Dark Matter. Sedangkan sekitar 68,3% lagi berisi sesuatu yang disebut sebagai Dark Energy. Hal inilah yang menyebabkan luar angkasa tampak hitam.

Kita bisa mengarahkan senter ke atas ruang kosong. Maka cahaya dari senter tidak akan berpengaruh apa-apa. Seperti itulah analogi dari luar angkasa. Jadi tidak peduli berapa juta bintang di luar sana, jika tidak ada hal yang bisa memantulkan cahaya maka akan menyebabkan situasinya tetap gelap.

Peran Atmosfer Begitu Penting

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, cahaya matahari yang menembus atmosfer merupakan penyebab mengapa langit dapat menimbulkan berbagai warna di bumi. Atmosfer ini pula yang berfungsi mengurangi radiasi matahari di siang hari. Sedangkan di malam hari, fungsi atmosfer sebagai penghilang panas yang berlebihan.

awan langit Pixabay

Jika tanpa atmosfer, tentu saja sinar matahari tidak akan dapat sampai ke bumi dan langit yang seperti sekarang pun tak akan terjadi. Selain itu, jika radiasi matahari 100% sampai ke bumi tanpa atmosfer, maka dipastikan planet kita bukan lagi sebagai tempat tinggal yang baik.

Sebab tidak akan ada manusia yang dapat bertahan hidup jika terkena radiasi matahari secara penuh. Maka sudah sepatutnya, sebagai makhluk hidup yang tinggal di bumi untuk selalu menjaga alam dan lingkungan agar tetap lestari.