PELANGI : GEJALA OPTIK YANG INDAH

    Pelangi atau bianglala adalah gejala optik dan meteorologi berupa cahaya beraneka warna saling sejajar yang tampak di langit atau medium lainnya. Di langit, pelangi tampak sebagai busur cahaya dengan ujungnya mengarah pada horizon pada suatu saat hujan ringan. Pelangi juga dapat dilihat di sekitar air terjun yang deras.

Pembentukan Pelangi Menurut Para Ilmuwan

    Pada abad ke-17, ilmuwan Inggris Isaac Newton, (1642 -1727) menemukan bahwa cahaya putih matahari sebenarnya adalah perpaduan cahaya berbagai warna. Dia bersinar sedikit sinar matahari melalui prisma segitiga kaca (balok kaca) di ruangan gelap.

    Bentuk prisma membuat sinar membelok dan kemudian dibagi menjadi pita lebar cahaya. Dalam band ini, Newton melihat tujuh warna yang disebut spektrum. Warna-warna ini adalah merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila dan ungu (sebutan hanya “mejikuhibiniu”).

    Semua cahaya bergerak dalam gelombang. Panjang gelombang adalah yang menentukan warna cahaya. Kadang-kadang, pelangi kedua dimmer dapat terlihat di atas pelangi utama karena cahaya telah tercermin atau dibiaskan lebih dari sekali dalam tetes hujan. Warna pelangi terbalik, merah dan ungu di bagian luar. Warnanya tidak seterang pelangi primer karena setiap kali cahaya tercermin, ada sedikit cahaya hilang.

   

Pada tahun 1852, ilmuwan Jerman Ernst Von Brucke, menyatakan bahwa warna langit biru yang disebabkan oleh partikel di atmosfer terpencar sinar matahari ketika memasuki atmosfer. Kemudian, dua fisikawan Inggris Lord Rayleigh (1842-1919) dan John Tyndall (1820-1893) memiliki penjelasan lain.Rayleigh berpendapat bahwa bagian biru dari sinar matahari disebarkan oleh debu dan uap air, tapi dia salah. Air molekul sendiri yang menyebarkan cahaya. Namun demikian kita masih menyebut jenis Sebarkan ini  Tyndall efek, atau penyebaran Rayleigh, sesuai dengan kedua nama ilmuwan.

    Pelangi dan efek cahaya lainnya di langit disebabkan oleh cahaya dibiaskan dan terdistorsi dari partikel. Ketika matahari terbenam, langit berubah merah karena sinar matahari yang melewati atmosfer lebih tebal daripada ketika matahari tinggi di langit pada siang hari. Cahaya biru tersebar jalan cahaya, dan kita melihat panjang gelombang merah.

    Cahaya matahari adalah cahaya polikromatik (terdiri dari banyak warna). Warna putih cahaya matahari sebenarnya adalah gabungan dari berbagai cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Mata manusia sanggup mencerap paling tidak tujuh warna yang dikandung cahaya matahari, yang akan terlihat pada pelangi: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan violet.

     Panjang gelombang cahaya ini membentuk pita garis-garis paralel, tiap warna bernuansa dengan warna di sebelahnya. Pita ini disebut spektrum warna. Di dalam spektrum warna, garis merah selalu berada pada salah satu sisi dan biru serta violet di sisi lain, dan ini ditentukan oleh perbedaan panjang gelombang.

    Proses dasar terjadinya pelangi adalah pembiasan. dibelokkan cahaya atau lebih tepatnya, perubahan arah ketika bepergian dari satu medium ke lainnya. hal ini terjadi karena cahaya bergerak pada kecepatan yang berbeda di media yang berbeda.

   Proses pelangi untuk mengerti mengapa cahaya berubah, bayangkan Anda mendorong keranjang belanja di tempat parkir. Parkir adalah salah satu “media” untuk keranjang belanja Anda. jika Anda memberikan gaya (energi) adalah konstan, kecepatan keranjang belanja tergantung pada medium melalui mana permukaan dalam hal ini, area parkir permukaan beraspal. apa yang terjadi ketika Anda mendorong keranjang belanja dari tempat parkir ke daerah berumput.

   Rumput adalah “media” yang berbeda ke keranjang belanja. jika Anda mendorong langsung keranjang diatas rumput, maka keranjang akan memperlambat kecepatan. rumput Media lebih banyak perlawanan, sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk memindahkan keranjang belanja.

    Tetapi ketika Anda mendorong gerobak ke daerah rumput di sudut, itu terjadi untuk menjadi berbeda. jika roda menyentuh rumput benar pada kali pertama, roda kanan akan memperlambat saat roda kiri masih di trotoar. karena roda kiri bergerak satu menit lebih cepat dari roda kanan, keranjang belanja akan berbelok ke kanan ketika bergerak ke rumput. juga di sebaliknya, jika Anda bergerak di sudut dari daerah berumput yang mengarah ke area beraspal, satu roda akan bergerak lebih cepat sebelum roda yang lain dan arah keranjang akan berubah.

     Sama, seberkas cahaya berubah ketika memasuki prisma kaca. ini adalah penyederhanaan, tetapi kita dapat memprediksi seperti ini: satu gelombang cahaya melambat, sehingga sinar berubah arah pada batas antara udara dan kaca (terang benar-benar tercermin pada permukaan prisma, tetapi kebanyakan dapat melewati sebuah prisma). maka balok akan mengubah arah lagi ketika keluar prisma, karena salah satu swangsit gelombang cahaya bergerak lebih cepat.

   Disamping tikungan cahaya keseluruhan, prisma memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya. warna cahaya yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda, yang menyebabkan mereka untuk menyebarkan pada kecepatan yang berbeda ketika mereka bergerak melalui media.

warna yang bergerak lebih lambat dalam gelas akan berubah lebih tajam ketika berjalan melalui dari udara ke kaca, karena perbedaan kecepatan yang lebih besar. warna yang bergerak lebih cepat di kaca tidak akan banyak untuk memperlambat, sehingga akan tikungan kurang tajam. dengan cara ini, warna yang membentuk cahaya putih dipisahkan berdasarkan frekuensi ketika mereka melewati kaca. jika tikungan lampu kaca dua kali, seperti dalam prisma, Anda dapat melihat warna dipisahkan lebih mudah. ini disebut dispersi.

     Pelangi tidak lain adalah busur spektrum warna besar berbentuk lingkaran yang terjadi karena pembiasan cahaya matahari oleh butir-butir air. Ketika cahaya matahari melewati butiran air, ia membias seperti ketika menembus prisma kaca dan keluar menjadi spektrum warna pelangi. Jadi di dalam tetesan air, kita sudah mendapatkan warna yang berbeda-beda berderet dari satu sisi ke sisi tetesan air lainnya. Beberapa dari cahaya berwarna ini kemudian dipantulkan dari sisi yang jauh pada tetesan air, kembali dan keluar lagi dari tetesan air. 

    Cahaya keluar kembali dari tetesan air ke arah yang berbeda, tergantung pada warnanya.         Warna-warna pada pelangi ini tersusun dengan merah di paling atas dan ungu di paling bawah pelangi.

Pelangi terlihat sebagai busur dari permukaan bumi karena terbatasnya sudut pandang mata, jika titik pandang di tempat yang tinggi misalnya dari pesawat terbang dapat terlihat sebagai spektrum warna yang lengkap yaitu berbentuk lingkaran. Pelangi hanya dapat dilihat saat hujan bersamaan dengan matahari bersinar, tetapi dari sisi yang berlawanan dengan si pengamat. Posisi si pengamat harus berada di antara matahari dan tetesan air dengan matahari di belakang orang tersebut. Matahari, mata si pengamat, dan pusat busur pelangi harus berada dalam satu garis lurus. 

    Melihat pelangi menjadi hal yang menyenangkan. Pelangi adalah gejala optik dan meterologi yang berupa cahaya beraneka warna saling sejajar yang tampak di langit atau medium lainnya. Tapi sayang, kita tidak bisa melihat pelangi setiap waktu. Lalu muncullah pertanyaan, mengapa pelangi jarang terlihat?

   Dalam ilmu fisika, pelangi dapat dijelaskan sebagai sebuah peristiwa pembiasan alam. Pembiasan merupakan proses diuraikannya satu warna tertentu menjadi beberapa warna lainnya melalui suatu medium tertentu pula. Proses terurainya warna terjadi ketika cahaya Matahari yang berwarna putih terurai menjadi spektrum warna melalui media air hujan. Adapun spektrum warna yang terjadi terdiri atas warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. 

    Sebuah pelangi muncul tidak bergantung pada jenis atau lebatnya curah hujan yang turun, tetapi lebih kepada penutup awan yang menerima sinar Matahari. Jika sinar Matahari bersinar di atas hujan, air hujan mereflesikan cahaya dan membiaskan bermacam-macam warna. Tapi jika tidak, maka jangan harap akan muncul pelangi. Itulah sebabnya kenapa pelangi jarang terlihat dan tidak muncul setiap kali sehabis hujan.

   Pelangi biasanya terbentuk hanya beberapa ratus kaki dari pengamatnya, sehingga curah hujan dan munculnya sinar matahari jaraknya tidak terlalu jauh. Jika curah hujan tidak mengisi udara di wilayah yang cukup besar, hanya sebagian pelangi yang akan terbentuk.

    Pelangi terbesar terlihat ketika Matahari berdekatan dengan cakrawala. Dan waktu terbaik untuk melihat pelangi adalah ketika sore hari, sambil memandang ke arah timur. Selain itu, karena pelangi jarang terlihat kita bisa membuat pelangi buatan sendiri, dengan cara menyemprotkan air ke udara sementara Matahari bersinar begitu cerahnya.

Jenis-Jenis Pelangi
Sebagaiman dapat dirasakan bahwa pelangi merupakan suatu objek pemandangan yang sungguh luar biasa. Dengan warnanya yang tidak menyilaukan mata yang sungguh disukai manusia.
Berdasarkan riset yang dilakukan ada 7 jenis pelangi diantaranya:
1. Pelangi Kabut
Pelangi kabut adalah pelangi yang terjadi karena kabut namun prinsipnya sama seperti pelangi hujan. Perbedaannya hanya pada mediumnya saja yakni butiran awan.
Warna pelangi kabut cenderung berwana merah lembut (soft red) di sisi luarnya dan di sisi dalamnya berwana biru. Akan tetapi warna pelangi kabut lama kelamaan akan redup seiring besarnya lengkungan di masing-masing warna.

Pelangi kabut bisa ditemukan di daerah perairan yang disebabkan oleh udara dan air dingin. Namun tempat ini bersifat umum. Artinya asalkan di daerah tersebut memiliki kabut yang tipis maka cenderung membentuk kabut pelangi.
2.Pelangi ganda
Pelangi ganda adalah pelangi yang terjadi karena proses pembiasan yang berklai-kali pada butiran hujan sehingga menghasilkakn bentuk warna pelangi yang berulang.
Dengan adanya pelangi ganda ini maka hasil dari pelangi akan tidak berurut. Misalnya saja untuk pelangi yang pertama dimulai dari ungu hingga merah.
Maka urutan pelangi kedua dimulai dari merah hingga ungu. Dan begitu seterusnya hingga nantinya urutan warna pelangi kembali ke pelangi pertama.

Kekurangan dari pelangi ganda ini adalah mudahnya memudar yang disebabkan butiran air yang mudah meluas sehingga dengan begitu banyak cahaya yang lolos dan tidak terbiaskan secara sempurna.
Sehingga berpengaruh pada pelangi utama yang akan menjadi lebih kecil daripada pelangi kedua maupun ketiga
3. Pelangi Sirkular

Pelangi sirkular juga sering disebut dengan pelangi lingkaran. Karena pelangi ini membentuk lingkaran penuh di langit dan udara. Namun manusia hanya dapat melihat pelangi ini sebagian lengkungannya saja.
Hal ini didasari oleh posisi manusia saat memandang pelangi berada di atas dataran rendah sehingga dengan begitu manusia tidak bisa melihat pembiasan cahaya yang berada di bagian setengah lingkaran lainnya.
Pada posisi setengah ini tidak terdapat butiran air yang membantu proses terjadinya pelangi. Akan tetapi pelangi sirkular ini hanya dapat dilihat pada posisi terntentu.
Yaitu pada dataran tinggi seperti halnya bukit, gunung atau lereng dan gedung-gedung tinggi. Sewaktu butiran yang berada di udara cukup maka akan dibiaskan secara sempurna sehingga membentuk satu lingkaran penuh.

Uniknya pelangi sirkular dapat memberikan berbagai variasi warna baik warna kembar, ganda ataupun extra warna. Dan umumnya pelangi ini muncul beringinan dengan pelangi kabut.
4. Pelangi Kembar
Pelangi kembar terjadi karna pembiasan butiran hujan yang jatuh ke bumi tidak sama ukurannya dan perbedaan ukuran ini bisa disebabkan oleh perbedaan tekanan udara pada iklim tertentu.
Adapun butiran hujan yang besar akan menjadi rata apabila diberi tekanan udara yang besar juga. Nah, apabila hujan yang turun ke bumi dengan ukuran yang berbeda maka akan membentuk pelangi kembar.
Pelangi kembar merupakan pelangi yang sangat langka hanya terjadi pada daerah terentu saja. Namun perlu diketahui pelangi kembar berbeda dengan pelangi ganda.
Kalau pelangi ganda tercipta dari adanya pembiasan beberapa pelangi yang sejajar. Sedangkan pelangi kembar tercipta dari pembiasan yang tidak sejajar. Akan tetapi urutan warna pada pelangi kembar tetap sama.

Dan terkadang kedua pelangi kembar ini saling bertemu dan menciptakan suatu bentuk irisan dengan warna yang lebih cerah dan intens.
5. Pelangi Satu Warna

Pelangi satu warna disebut karena pelangi ini hanya terjadi pada sore hari saja dengan satu warna yakni merah. Adapun proses terjadinya pelangi satu warna adalah saat hujan turun yang kemudian diiringi dengan munculnya sinar matahari sehingga membentuk gelombang cahaya yang lebih pendek.
Gelombang cahaya yang pendek ini akan membentuk spektrum warna yang saling menghilangkan. Pemecahan spektrum warna ini disebabkan oleh hujan sehingga menghasilkan satu warna saja yakni merah. Dan ini merupakan fenomena yang langka terjadi.

6. Pelangi Ekstra Warna

Pelangi ekstra warna adalah pelangi yang terdiri dari berbagai variasi warna dan keindahan yang terjadi karena beberapa proses pembiasan.  Pembiasan cahaya ini berada pada jalur butir air yang berbeda.

Pelangi ini akan sangat mudah dilihat apabila dibantu dengan penyemprotan air dengan sedikit angin. Kemudian angin ini akan mengarahkan arah butiran air yang akan menghasilkan warna pelangi.
Disebut pelangi ekstra warna karena ada tambahan warna yaitu hijau ataupun nilai yang berada pada sisi dalam pelangi utama. Nama lain dari pelangi ekstra warna adalah pelangi bertumbuh yang terdiri dari beberapa warna.
Warna ekstra selalu berada pada sisi luar pelangi dan lebih sering lagi berada di dalam lengkungan. Umumnya warna pelangi yang sering muncul yaitu ungu, hijau dan nila.

7. Pelangi Bulan
Pelangi bulan yakni pelangi yang terjadi karena bantuan dari sinar bulan. Namun proses pembiasannya sama dengan cahaya matahari akan tetapi cahaya akan lebih redup karena pencahayaannya hanya mengandalkan cahaya bulan.
Warna pelangi bulan sama seperti pelangi biasa namun mata manusia tidak cukup sensitif untuk menangkap spektrum warna dari pelangi dan hanya warna putih saja yang bisa dilihat dari kejauhan.
Proses terbentuknya pelangi bulan juga termasuk lama karena kurangnya cahaya pada proses pembiasan. Uniknya dari pelangi bulan adalah warna yang dihasilkannya yakni putih saja.
Inilah ketujuh jenis pelangi yang terjadi di alam semesta yang sudah sepantasnya semakin menambah kesyukuran dan keimanan kita terhadap Sang Pencipta.

Sumber Referensi : Dosen Pendidikan.Com, Berkah Khair.Com,Wikipedia, National Geografic