Ilustrasi Pelangi di Padang Rumput
Ilustrasi Pelangi di Padang Rumput (Img Source: James Wheeler di Pexels)

Blaves - Hallo Blavestie! Me-ji-ku-hi-bi-ni-u, merah jingga kuning hijau biru nila ungu. Pernahkah kalian mendengar warna-warna tersebut? Ya benar, warna-warna tersebut adalah tujuh warna pelangi yang biasanya disingkat agar mudah diingat. Tapi pernahkah kamu berpikir kenapa sih warna pelangi ada tujuh? Kenapa tidak lebih banyak atau lebih sedikit? Untuk mendapatkan jawabannya mari kita bahas pada postingan di bawah.



Eksperimen Cahaya Isaac Newton

Sebelum membahas lebih jauh, mari kita coba pelajari eksperimen cahaya yang dilakukan oleh Isaac Newton. Pada sekitar tahun 1665, Isaac Newton melakukan serangkaian percobaan menggunakan prisma untuk mencari tahu mengapa pantulan dari cahaya putih pada prisma transparan dapat menghasilkan banyak warna. 

Pada percobaannya, Newton pertama-tama mencoba mengarahkan cahaya lampu terhadap suatu prisma bening. Hasilnya, cahaya lampu yang semula berwarna putih kini berubah warna menjadi warna-warni saat diarahkan pada dinding.

Eksperimen Cahaya Isaac Newton (Img Source: Youtube/BBC Earth Science)  

Fenomena perubahan warna tersebut membuat Newton bertanya-tanya mengapa cahaya yang semula berwarna putih bisa berubah menjadi warna-warni? Apakah ini dikarenakan pengaruh prisma yang dia gunakan? Berkat kejeniusan Newton saat itu, dia mencoba membuat sebuah lubang kecil tak terlalu panjang pada sebuah kertas lalu mengarahkan pantulan warna pelangi prisma pada lubang tersebut sehingga dia bisa mengisolasi warna tertentu. 

Setelah itu Newton meletakkan kembali sebuah prisma yang lain pada belakang kertas berlubang tersebut dengan tujuan agar cahaya pelangi yang dihasilkan oleh prisma pertama dapat dipantulkan kembali di prisma kedua. Hal ini dilakukan agar mengetahui apakah memang benar prisma yang mengubah warna cahaya atau ternyata terdapat sifat cahaya lain yang belum dunia ketahui saat itu.

Eksperimen Cahaya Isaac Newton (Img Source: Youtube/BBC Earth Science) 

Hasilnya ternyata pantulan cahaya pada prisma kedua tidak mengalami perubahan cahaya sebagaimana pada pantulan prisma yang pertama. Cahaya warna merah yang dihasilkan oleh prisma pertama maka akan dipantulkan kembali tetap menjadi warna merah oleh prisma kedua, atau warna hijau maka dipantulkan kembali menjadi tetap berwarna hijau, dan seterusnya. 

Berdasarkan eksperimen ini maka Newton menyimpulkan bahwa prisma tidak mengubah warna cahaya putih dari lampu, melainkan prisma justru mengurai cahaya putih lampu menjadi warna dasar cahaya pembentuknya yakni warna merah, jingga, hijau, dan seterusnya sebagaimana yang kita kenal saat ini sebagai warna pelangi. 

Ilustrasi Dispersi Cahaya (Img source: cabinet.ox.ac.uk)

Peristiwa perubahan warna ini dikenal dengan istilah dispersi cahaya, yakni penguraian cahaya dari polikromatik menjadi monokromatik. Perbedaan warna cahaya ini dipengaruhi oleh perbedaan kecepatan cahaya saat merambat di udara maupun di medan yang menghalanginya. Setiap warna yang dihasilkan oleh dispersi cahaya ini memiliki gelombang, frekuensi, dan indeks bias yang berbeda-beda. 


Penyebab Terjadinya Pelangi

Setelah memahami konsep dispersi cahaya maka selanjutnya kita dapat memahami mengapa fenomena pelangi dapat terjadi. Serupa dengan konsep pada percobaan Newton di atas, pelangi dapat terjadi dikarenakan oleh peristiwa dispersi cahaya matahari. Namun dispersi yang terjadi bukan karena prisma sebagaimana percobaan di atas, melainkan dikarenakan oleh air atau uap air dari langit. Oleh karena itu pelangi biasanya muncul setelah peristiwa hujan selesai atau pada air terjun dimana terdapat banyak partikel air di udara. 

Partikel air dan uap air di udara setelah peristiwa hujan selanjutnya menyebabkan cahaya matahari mengalami dispersi sehingga menghasilkan warna-warna monokromatik cahaya sebagaimana yang biasanya kita lihat pada pelangi.

Ilustrasi Terjadinya Pelangi

Karena pelangi adalah hasil dispersi dari cahaya matahari, maka fenomena pelangi dapat kita lihat apabila posisi matahari berada di belakang kita. Saat posisi matahari berada di belakang kita, maka pelangi akan muncul tepat di depan kita.

Fakta Menarik

Bumi menjadi satu-satunya planet pada tata surya yang memiliki fenomena pelangi, meskipun muncul dugaan oleh para ilmuwan bahwa pelangi dapat juga terjadi di Saturnus karena permukaan planetnya yang didominasi daerah basah dan awan lembap. Selain itu bentuk pelangi sendiri sebetulnya adalah sebuah lingkaran penuh jika dilihat dari atas bumi, namun karena sudut pandang mata kita yang terbatas maka kita cenderung melihatnya sebagai garis yang melengkung.


Kenapa Warna Pelangi Ada 7?

Sebelum Isaac Newton melakukan percobaannya, sekitar pada tahun 1664 Robert Boyle dalam bukunya Experiments and Considerations Touching Colours menjelaskan bahwa spektrum warna yang dihasilkan pada pelangi adalah 5 warna yaitu merah, kuning, hijau, kebiru-biruan, dan ungu. Namun pada saat melakukan percobaan Isaac Newton menambahkan dua warna yaitu jingga dan nila (indigo)

Opticks, Isaac Newton
Kutipan Tulisan Isaac Newton, Opticks tahun 1730 (Img Source: Youtube/Tom Scott)

Isaac Newton menambahkan kedua warna ini ternyata didasarkan pada keyakinan bahwa angka 7 memiliki keistimewaan seperti jumlah hari dalam seminggu, jumlah not angka, dan kepercayaan-kepercayaan pada masa itu.

Namun seiring perkembangan zaman dapat ditemukan bahwa sebetulnya warna pada pelangi bukanlah dalam bentuk utuh atau diskrit 7 warna melainkan bersifat kontinyu yang artinya terdapat warna lebih dari itu. Jika melihat menggunakan "film" foto yang sensitif terhadap sinar UV maka akan ditemukan warna lain pada pelangi. Tetapi karena keterbatasan mata manusia jika melihat dengan mata telanjang maka seolah-olah kita melihat 7 warna pada pelangi.

Kurang lebih seperti itulah penjelasan dari pelangi beserta penyebab dan mengapa terlihat memiliki 7 warna. Semoga bisa menambah wawasan kita semua ya Blavestie, dan sampai bertemu pada postingan lainnya.


Referensi Tulisan

  • Cabinet. Newton's Prism Experiment. Diakses pada 30 Juli 2024, Halaman referensi  
  • NewScientist (8 September 2021). Why are there seven colours in a rainbow?. Diakses pada 30 Juli 2024, Halaman referensi  
  • Met Office. How are rainbows formed?. Diakses pada 30 Juli 2024, Halaman referensi  

Artikel Terkait