No products in the cart.
Sains di sebalik Kejadian Pelangi
Pelangi adalah salah satu kejadian alam yang sangat indah dan unik. Ia merupakan spektrum berwarna yang melengkung kelihatan di langit, terbentuk apabila matahari memancarkan cahaya semasa atau sejurus selepas hujan. Ia terbentuk pada bahagian langit yang bertentangan dengan matahari. Jika hujan turun dengan lebat, lengkung itu akan tersebar merentasi langit dan kedua hujungnya kelihatan terletak di atas bumi.
Fenomenon pembentukan pelangi berlaku disebabkan oleh pantulan, pembiasan dan belauan sinar matahari apabila bertemu dengan titisan hujan. Proses ini menghasilkan warna spektrum yang terdiri daripada ungu, indigo, biru, hijau, kuning, oren dan merah. Walaubagaimanapun, warna satu pelangi bertindih antara satu sama lain, sehingga seorang pemerhati jarang dapat melihat lebih daripada empat atau lima warna dengan jelas. Lebar setiap jalur warna berubah-ubah, bergantung pada saiz titisan hujan yang membentuk pelangi tersebut. Jalur yang kecil dihasilkan oleh titisan yang besar.
Cahaya matahari adalah gabungan semua warna. Warna yang berbeza panjang gelombang mempamerkan warna yang berbeza. Pelangi akan kelihatan kepada seorang pemerhati apabila matahari berada di belakang dan hujang di hadapannya. Apabila sinar memasuki satu titisan hujan, titisan tersebut bertindak sebagai satu prisma.
Penjelasan terperinci bagaimana pelangi terbentuk telah dihuraikan dalam dua teori. Pada awalnya, satu penjelasan ringkas telah dikemukakan pada tahun 1637 oleh seorang ahli sains dan falsafah Perancis, Rene Descartes (1596 – 1650 ) berdasarkan kepada teori optik geometri. Penjelasan yang lebih lengkap dibuat dengan teori gelombang cahaya.
Teori Descartes Mengenai Pelangi
Descartes menyatakan terdapat banyak sinar cahaya matahari yang selari menimpa ke atas titisan hujan yang berbentuk sfera. Setiap sinar mengalami satu biasan (membelok) apabila ia memasuki titisan, satu pantulan dalam pada permukaan sfera dan kemudian biasan kali kedua apabila ia keluar dari hadapan titisan tersebut. Sinar yang memasuki titisan pada pusatnya tidak mengalami pantulan dalam. Tetapi bilangannya adalah kecil. Sinar yang memasuki titisan jauh dari pusatnya terbias pada sudut yang lebih besar jika dibandingkan dengan sinar yang hampir dengan pusat sfera. Sinar biasan tersebut menimpa permukaan belakang suudt yang lebih besar daripada sudut yang dinamakan sudut batas. Apabila cahaya menimpa satu permukaan antara air dan udara pada sudut-sudut lebih besar daripada sudut batas, ia akan mengalami pantulan dalam penuh.
Descartes telah menyiasat lintasan yang diikuti oleh sinar selari yang berbeza panjang gelombangnya dan mendapati apabila panjang gelombang cahaya bertambah, sudut theta juga bertambah. Pertambahan ini berlaku hingga ke satu nilai sudut theta maksimum bagi cahaya yang panjang gelombangnya lebih kurang 8.5 x 10-7 m. Sudut ini dikenali sebagai sudut Descartes, bernilai lebih kurang 43o dengan garis antara titisan hujan dan matahari. Bagi panjang gelombang melebihi 8.5 x 10-7 m, sudut theta mulai berkurangan. Oleh itu cahaya boleh nampak dapat keluar dari titisan apabila theta bernilai lebih kurang satu sudut Descartes. Hasil akhir ialah satu kon spektrum cahaya yang keluar dari titisan pada sudut antara 40o dan 45o. Bila ini bergabung dengan sinar yang dipantulkan dari titisan yang lain dalam awan, ia membentuk pelangi. Cahaya ungu dengan panjang gelombang sekitar 8.5 x 10-7 m keluar pada sudut lebihkurang 40.5o, manakala cahaya merah dengan panjang gelombang yang lebih pendek keluar pada sudut lebih kurang 43o. pelangi tidak dapat dilihat dari bumi jika matahari berada pada dongakan yang lebih dari 40o. pelangi akan kelihatan kurang daripada satu separuh bulatan, kecuali jika ia dipandang dari satu tempat yang tinggi. Jika ia dipandang dari sebuah kapal terbang kadang-kadang ia kelihatan sebagai satu bulatan lengkap. Kebiasaannya, hanya satu pelangi akan kelihatan, tetapi kadang-kadang pelangi berbilang atau lebih dari satu dapat juga dilihat. Pelangi berbilang berlaku apabila terdapat lebih dari satu pantulan dalam titisan hujan. Dalam kejadian dua pelangi, cahaya memasuki titisan hujan mengalami pantulan dalam dua kali sebelum keluar dari titisan itu. Dalam pelangi kedua, cahaya boleh nampak keluar pada sudut lebih kurang 50o bagi cahaya merah dan 54o bagi cahaya ungu. Kejadian lebih daripada dua pelangi secara praktiknya tidak mungkin berlaku. Selepas tiga atau empat pantulan dalam, sinar-sinar cahaya keluar dari hadapan titisan dan ditenggelami oleh cahaya yang lebih kuat datang dari matahari. Secara teori, pelangi hasil daripada lima atau enam pantulan mungkin terjadi, tetapi sangat sukar untuk dilihat.
Teori Gelombang mengenai Pelangi
Descartes telah dapat menjelaskan bagaimana kejadian pelangi berlaku. Walaubagaimanapun, dia tidak menjelaskan mengapa kadang-kadang sebahagian daripada warna-warna itu hilang dan ia tidak merupakan sebahagian daripada bulatan sebenar. Teori gelombang mengenai cahaya dapat memberikan penjelasan yang lebih baik. Selain menganggap cahaya sebagai satu alur yang ringkas dan terang sepanjang sudut Descartes yang mempunyai sisihan minimum , ia dianggap sebagai terdiri daripada dua alur yang berdekatan antara satu sama lain. Gelombang cahaya dalam alur ini berubah sepanjang sudut Descartes.
Saiz Titisan Hujan dan Warna Pelangi
Saiz titisan hujan dalam awan menentukan kedudukan dua alur dan jarak antara mereka. Faktor ini mengawal sudut bagi berbagai pelangi yang dilihat. Ada kemungkinan warna pelangi kedua bermula sebelum warna pelangi pertama berakhir. Dalam hal ini, warna bercampur dan pelangi itu tidak mempunyai urutan warna yang normal. Jika titisan yang disinari oleh matahari berbeza saiz pada tempatyang berbeza, satu pelangi dengan bentuk dan urutan warna yang luar biasa akan terjadi. Jika titisan itu besar, warna merah bagi pelangi kedua bertindih dengan warna hijau pelangi pertama. Warna-warna ini berpadu membentuk satu jalur kuning yang lebih lebar daripada biasa. Dengan titisan-titisan yang kecil, warna pertama dalam pelangi primer tidak lagi merah tetapi jingga; dengan titisan-titisan yang lebih kecil lagi ia adalah kuning dan warna-warna yang terjadi tidak seperti yang biasa kelihatan. Contohnya, kadang-kadang satu jalur merah jambu terjadi dalam jalur ungu.
Pelangi-pelangi yang lain
Awan atau kabus yang membentuk titisan yang kecil juga dapat membentuk pelangi. Dalam hal ini, campuran pelbagai warna membentuk pelangi berbeza yang kebanyakannya putih dengan hanya warna pucat pada tepinya. Cahaya bulan dapat menyebabkan terjadinya pelangi bulan, tetap ia sangat pucat sehingga ia kelihatan seperti putih pada mata pemerhati.
Sumber: Ensiklopedia Fizik, DBP
Foto; Wikipedia
Berikan Komen Anda Di Sini
