Proses Terjadinya Pelangi Secara Alami
Pelangi adalah salah satu pemandangan yang paling indah yang ditawarkan alam.
Proses terjadinya pelangi ini sebenarnya begitu sederhana. Ini merupakan ilmu optik dasar, bagaimana hujan dan matahari selaras untuk menciptakan warna di langit.
Pembelokan Cahaya
Proses dasar dari proses terjadinya pelangi adalah pembiasan. Cahaya dibelokkan (perubahan arah) ketika perjalanan dari satu medium ke medium lainnya. Hal ini terjadi karena cahaya bergerak dengan kecepatan yang berbeda pada media yang berbeda pula.
Seberkas cahaya berubah ketika memasuki prisma kaca. Ini adalah sebuah penyederhanaan. Satu sisi gelombang cahaya melambat sebelum yang lain, sehingga berkas cahaya tersebut berubah arah pada batas antara udara dan kaca (beberapa cahaya benar-benar terpantul pada permukaan prisma, tapi sebagian besar bisa melewati prisma).
Kemudian berkas cahaya akan berbelok arah lagi ketika keluar prisma, karena satu sisi gelombang cahaya itu bergerak lebih cepat sebelum yang lain.
Selain membelokkan cahaya secara keseluruhan, prisma memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya. Warna cahaya yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda, yang menyebabkan mereka merambat pada kecepatan yang berbeda ketika mereka bergerak melalui suatu media.
Sebuah warna yang bergerak lebih lambat dalam kaca akan berbelok lebih tajam ketika melawati dari udara ke kaca, karena perbedaan kecepatan yang lebih besar. Sebuah warna yang bergerak lebih cepat dalam kaca tidak akan banyak melambat, sehingga akan menekuk kurang tajam.
Dengan cara ini, warna yang membentuk cahaya putih dipisahkan menurut frekuensi ketika mereka melewati kaca. Jika kaca membelokkan cahaya dua kali, seperti dalam prisma, kita dapat melihat warna dipisahkan lebih mudah. Ini disebut dispersi.
Sebuah prisma kaca memisahkan cahaya putih menjadi warna komponennya
Tetes air hujan dapat membiaskan dan menyebarkan cahaya dengan cara dasar yang sama seperti prisma. Dalam kondisi yang tepat, pembiasan ini membentuk pelangi.
Proses Terjadinya Pelangi
Suatu tetes hujan memiliki bentuk dan konsistensi yang berbeda dari prisma kaca, tapi itu mempengaruhi cahaya dengan cara yang sama. Ketika sinar matahari putih menerobos kumpulan rintik hujan pada sudut yang cukup rendah, kita dapat melihat warna komponen merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Untuk mudahnya, kita hanya akan melihat warna merah dan ungu, warna cahaya di ujung spektrum cahaya yang tampak.
Ketika sinar matahari menerobos satu tetes air hujan
Ketika cahaya putih melewati dari udara ke dalam setetes air, warna komponen cahaya melambat ke kecepatan yang berbeda tergantung pada frekuensi mereka. Sinar ungu berbelok pada sudut yang relatif tajam ketika memasuki tetes air hujan itu.
Pada sisi kanan dari tetesan, beberapa cahaya menembus kembali ke udara, dan sisanya dipantulkan ke belakang. Beberapa cahaya yang dipantulkan lewat dari sisi kiri tetesan, berbelok saat ia bergerak ke udara lagi.
Dengan cara ini, setiap tetes hujan mendispersikan sinar matahari putih menjadi warna komponennya. Jadi mengapa saat kita melihat pita warna yang lebar, seolah-olah setiap area hujan yang berbeda mendispersikan hanya satu warna saja? Karena kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan.
Kita hanya melihat satu warna dari setiap tetes hujan
Ketika tetesan air hujan A mendispersikan cahaya, hanya cahaya merah di sudut yang tepat yang memantul persis ke arah mata kita. Cahaya warna lainnya keluar atau memantul dari sudut yang lebih rendah, sehingga arah pantulan tidak tepat ke arah mata kita. Sinar matahari akan menerabas semua tetesan air hujan disekitarnya dengan cara yang sama, sehingga akan memantulkan cahaya merah ke pengamat.
Tetesan air hujan B jauh lebih rendah di langit, sehingga tidak memantulkan cahaya merah ke mata kita. Pada akhirnya, cahaya ungu keluar pada sudut yang benar untuk memantul ke arah mata kita. Semua tetes air hujan disekitar tetes air hujan B memantulkan cahaya dengan cara yang sama.
Tetesan air hujan antara A dan B semua memantulkan warna cahaya yang berbeda ke arah mata pengamat, sehingga pengamat melihat spektrum penuh warna.
Kadang-kadang kita bisa melihat pelangi ganda (satu pelangi dengan warna tajam dan satu pelangi redup di atasnya). Pelangi redup diproduksi dengan cara yang sama seperti pelangi dengan warna tajam, tapi cahaya tersebut bukan dipantulkan sekali di dalam tetes hujan, melainkan dipantulkan dua kali.
