Kita tahu sains adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang
keadaan alam sekitar.Salah satu bidang sains yang berhubungan erat
dengan alam sekitar adalah fisika.Fisika mempelajari keadaan alam
secara sistematis dan meruntun, fisika dapat menjelaskan berbagai
keadaan alam dalam kehidupan sehari-hari.Paraahli fisika lah yang
mempelajari dan mendalami sifat-sifat di alam dengan berbagai
bidang, dimulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala
fisika partikel hingga sifat-sifat materi alam semesta sebagai
kesatuan kosmos.
Fenomena alam merupakan suatu kejadian tetap tanpa adanya
gangguan dari lingkungan luar sekitar. Contoh mudah untuk
menjelaskan keadaan alam tetap seprti mengalirnya air dari tempat
tinggi ke tempat rendah, karena tidak pernah ditemukan sebelumnya
air mengalir dari daerah bawah menuju daerah yang lebih
tinggi.Karena merupakan kejadian yang selalu tetap, maka dari itu
fenomena alam dapat dimengerti oleh logika manusia.Logika manusia
sendiripun dapat memahami logika atas fenomena alam ini karena
menggunakan ilmu fisika, maka kita bisa katakan ilmu fisika tidak
bertentangan dengan fenomena alam.
Salah satu fenomena alam sederhana yang sering kita temui dan
lihat dalam kehidupan sehari-hari dimana berkaitan dengan ilmu
fisika adalah Pelangi, fenomena alam yang sangat indah dengan
berbagai warna berbentuk melengkung, pemandangan yang tak akan
pernah membuat kita bosan untuk melihatnya. Contoh fenomena alam
yang mudah untuk dimengerti yang akan dibahas dalam artikel
ini.
Pelangi adalah gejala optik dan meteorologi berupa cahaya yang
sejajar yang tampak di langit atau medium lain, terjadi karena
adanya pembiasaan cahaya matahari oleh butir-butir air. Pelangi
terjadi karena cahaya yang merupakan gelombang pada saat melalui
air mengalami perubahan panjang gelombang.Pelangi dapat terjadi
saat hujan bersamaan dengan matahari bersinar,kita dapat meilhat
pelangi apabila kita melihat kearah yang membelakangi matahari,
dimana kita berada di antara matahari dan tetesan air, maka kita
dan pusat busur pelangi berada dalam satu garis lurus, maka
warna-warna pelangi akan terlihat jelas dan tegas.Atau dapat juga
di sekitar air terjun yang deras, karena percikan air di sekitar
air terjun menjadi media untuk menguraikan warna dari cahaya
matahari yang bersinar.
Dalam ilmu fisika, Pelangi dapat dijelaskan sebagai suatu
peristiwa pembiasaan cahaya. Pembiasan cahaya terjadi setiap saat
selama cahaya melewati satu medium ke medium lain. Dalam kondisi
pelangi adalah ketika cahaya melewati udara menuju air.Pembiasaan
cahaya merupakan proses terurainya suatu warna menjadi beberapa
warna lainnya atau disebut juga dengan spektrum warna melalui suatu
medium tertentu.Di pelangi, proses terurainya cahaya terjadi ketika
cahaya matahari yang berwarna putih terurai menjadi spektrum warna
melalui media air.
Proses terjadinya pelangi terjadi karena cahaya matahari, dimana
cahaya matahari merupakan cahaya polikromatik atau cahaya yang
terdiri dari banyak warna.Warna putih cahaya matahari sebenarnya
merupakan gabungan dari berbagai cahaya dengan panjang gelombang
yang berbeda-beda.Mata manusia hanya dapat melihat tujuh warna dari
spektrum yang dihasilkan oleh pelangi, yaitu: merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila dan ungu.Panjang gelombang pada
warna-warna ini membentuk pita garis-garis parallel.Ketika cahaya
matahari melewati butiran air, dimana butiran air ini berperan
sebagai prisma kaca. Ketika di dalam air, kita sudah mendapatkan
warna yang berbeda memanjang dari satu sisi ke sisi tetesan air
lainnya.Beberapa dari cahaya ini kemudia di pantulkan dari sisi
yang jauh pada tetesan air, kembali dan keluar lagi dari tetesan
air.Cahaya keluar kembali dari tetesan air kearah yang berbeda,
tergantung pada warna nya, tiap warna bernuansa dengan warna di
sebelahnya, penentuan warna-warna ini berdasarkan panjang
gelombangnya. Dimana merah paling atas dan ungu di paling bawah
pelangi.Juga adanya peristiwa dispersi, pemantulan, dan pembiasan
cahaya terjadi di tiap-tiap butir air hujan yang sangat banyak
sehingga pelangi tampak melingkar di langit. Berkas sinar merah
membentuk sudut 42 derajat atau 50 derajat terhadap berkas sinar
matahari yang jatuh pada butiran air hujan. Berkas sinar ungu
membentuk sudut 40 derajat atau 53 derajat. Pengamat yang
membelakangi matahari akan melihat atau menerima sinar merah dan
ungu sebatas sudut antara 42 derajat, 40 derajat, 50 derajat, dan
53 derajat sesuai dengan lengkungan bumi.
Tidak semua orang mengetahui bahwa pelangi memiliki berbagai
macam jenis, namun ketika kita mengetahui nya, kita dapat
membedakan jenis-jenis pelangi yang terjadi karena setiap jenisnya
menampakan gejala alam yag berbda-beda.
Pelangi berlipatganda atau pelangi bertumpuk yang sering
diartikan dengan pelangi di dalam pelangi.Menurut ilmu fisika,
pelangi jenis ini dapat terjadi karena adanya interferensi atau
paduan warna. Interferensi ada yang bersifat konstruktif sehingga
mmeberikan spektrum warna kuat dan bersifat detruktif sehingga
menyebabkan spektrum berwarna pucat yang berada di bagian terdalam,
maka dari itu semakin dalam semakin pucatlah warna pelangi ini.
Reflected-reflection rainbow, dari namanya-pun telah dapat kita
ketahui bahwa pelangi jenis ini mengalami pemantulan dan juga
dipantulkan oleh dua macam fenomena.Ada kalanya pelangi terjadi di
atas permukaan air, permukaaan air inilah yang menjadi medium untuk
pelangi yang memantul dan dipantulkan karena butiran-butiran air
hujan yang kemudian dipantulkan menjauhi permukaan air, akibatnya
akan timbul pelangi yang memantul dibawah ufuk.Pada umumnya,
pelangi jenis ini sulit untuk dilihat secara jelas, karena pelangi
ini hanya akaan terihat di permukaan air yang tenang dengan hanya
sebagian sisi yang terlihat.Sedangkan satu fenomena lagi, jika
cahaya matahari belum mencapai titik-titik air hujan dan
dipantulkan menjauhi permukaan air. Biasanya, pelangi ini terjadi
pada permukaam air yang cukup luas dan tenang, serta dekat degan
curahan titik-titik hujan.
Circumhorizontal arc.adalah pelangi yang membentuk lengkungan
melingkar horizontal di awan yang sebenarnya merupakan
mengkristalnya butiran es. Fenomena ini pun sejatinya hnyalah
fenomena yang menyerupai pelangi dan dinamakan halo.
Rainbow on Titanadalah pelangi yang terjadi di permukaan satelit
saturnus yang bernama Titan, dimana keadaan permukaan titan adalah
lembap dan basah.
Pelangi di matahari Haloadalah pelangi yang mengelilingi
matahari pada siang hari atau bisa juga terjadi pada malam hari
disekitar bulan (gehana bulan parsial).Terjadi ketika musim hujan
karena pembiasaan cahaya matahari oleh uap air yang berkumpul
dibawah atmosfer. Kita dapat melihat warna-warna pelangi ini dengan
jelas pada pagi atau sore hari karena matahari masih berada di
sudut yang rendah.
Jenis-jenis pelangi secara singkat juga dapat dibedakan atas
beberapa macam, misalnya:
Classic Rainbowyang terdiri dari enam warna yaitu merah, oranye,
kuning, hijau, biru dan ungu. Intesnsitas warna-warna ini karena
berbagai kondisi atmosfer dan waktu
Circular Rainbowadalah pelangi yang benar-benar terlihat seperti
lingkaran sempurna
Secondary Rainbowyang biasanya tipis dan berwarna redup
dibandingkan dengan pelangi primer. Pelangi ini terkenal karena
spektrum yang ditampilkan terbalik dengan urutan pelangi primer
Red Rainbowbiasanya terlihat saat fajar atau senja ketika.
Tetesan cahaya oranye mencerminkan dan membiaskan air, maka dari
itu pelangi dengan unjung merah sangat
Sundogsberwarna merah dibagian dalam dan ungu dibagian luar.
Dibuat ketika matahari bersinar melalui kristal es yang tinggi di
atmosfer. Semakin tebal konsentrasi kristal es di udara, semakin
tebal pula strukurturnya.
Fogbowsterlihat ketika sumber cahaya berada dibelakang pengamat,
itupun kabut dibelakang pengamat harus sangat tipis sehingga sinar
matahari dapat bersinar mealalui kabut.
Waterfall Rainbowterjadi karena kabut air terjun bercampur ke
dalam aliran udara di atmosfer secara terus menerus.
Fire rainbowhanya dapat terlihat dalam kondisi awan cirrus yang
bertindak sebagai prisma berada di ketinggian 20.000 kaki dan
matahrai menyorot ketika mereka berada di ketinggian 56-58
derajat.
Monbowsadalah mitra untuk pelangi lunar, mereka sukar untuk
dilihat karena badai hujan harus berlalu terlebih dahulu dan ketika
bulan purnama yag terang tiding terhalang oleh awan.
Sinar matahari cerah, tetesan air ditangguhkan dan sudut yang
tepat dari penampakan adalah tiga komponen yang diperlukan untuk
melihat salah satu karya alam yang paling indah.