Konten Edukasi IPA

Rangkuman IPA: Proses Terjadinya Pelangi & Hukum Pembiasan Cahaya

Oleh: Yulaika Ramadhani - 30 Agustus 2021
Dibaca Normal 2 menit
Pelangi adalah salah satu peristiwa yang menunjukkan bahwa cahaya memiliki sifat cahaya dapat dibiaskan.
tirto.id - Pelangi adalah salah satu peristiwa yang menunjukkan bahwa cahaya memiliki sifat cahaya dapat dibiaskan.

Pembiasan cahaya atau proses refraksi pada sinar matahari melalui titik-titik air hujan yang bertindak seperti sebuah prisma menyebabkan munculnya pelangi.

Akibat pembiasan ini, cahaya penyusun sinar matahari yang memiliki panjang gelombang dan frekuensi berbeda akan dibiaskan ke sudut yang berbeda, sehingga terpisah satu sama lain.

Pelangi adalah gejala optik dan meteorologi yang terjadi akibat spektrum cahaya yang (hampir) berkelanjutan. Gejala ini muncul di langit waktu matahari bersinar ke atas titik air hujan yang jatuh, yakni peristiwa yang menyebabkan sinar monokromatik berubah menjadi tujuh sinar polikromatik.

Sinar monokromatik adalah sinar-sinar yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi komponen warna, seperti sinar merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Sementara itu, sinar polikromatik adalah sinar-sinar yang dapat diuraikan lagi menjadi beberapa komponen warna, termasuk sinar putih. Sedangkan, sinar putih terdiri atas tujuh komponen warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Cahaya dapat Dibiaskan

Salah satu sifat cahaya adalah dapat dibiaskan. Pembiasan cahaya biasanya terjadi ketika cahaya melewati medium berbeda, seperti benda padat ke benda cair air.

Menurut e-book "Mengenal Alam Sekitar" peristiwa pembiasan cahaya terjadi karena adanya perubahan kecepatan cahaya ketika memasuki medium yang berbeda.
Jika cahaya merambat dari zat yang lebih rapat ke zat yang lebih renggang, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Hal ini menyebabkan cahaya mengalami pembelokan ketika keluar dari air menuju mata pengamat. Peristiwa ini juga dikenal dengan refraksi.

Sebagai contoh, apabila seseorang memasukkan pensil ke dalam gelas berisi air, di mana setengah bagian pensil di atas permukaan, maka ujung pensil yang terdapat pada air akan terlihat patah, bengkok, atau berbelok.

Hukum Pembiasan Snellius

Peristiwa pembiasan cahaya dijelaskan dalam Hukum Pembiasan Snellius, yang berbunyi:

- sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar;

- apabila sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal;

- sebaliknya, jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal;

- perbandingan sinus sudut datang (i) dengan sinus sudut bias (r) merupakan
suatu bilangan tetap. Bilangan tetap akan menunjukkan indeks bias.


Pelangi bisa disebabkan oleh berbagai bentuk air di udara. Ini termasuk tidak hanya hujan, tetapi juga kabut, semprotan, dan embun di udara.

Sampai saat ini, belum diketahui secara pasti berapa jumlah warna yang ada dalam pelangi. Mata manusia bisa membedakan hingga 350.000 macam warna yang berbeda. Meski demikian, jumlah warna dalam pelangi yang bisa disimpulkan ada tujuh warna.

Ketujuh warna dalam spektrum cahaya putih tersebut disusun berdasarkan urutan besarnya sudut bias dari yang terkecil sampai yang terbesar, yakni merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Berdasarkan susunan warnanya, pelangi dibedakan menjadi beberapa jenis sebagai berikut:

Secondary Rainbow (Pelangi Sekunder)

Pelangi sekunder disebabkan oleh suatu pemantulan ganda pada cahaya matahari di dalam tetesan air hujan. Pelangi ini muncul antara sudut 50°-53°.

Sebagai hasil pemantulan yang kedua, warna suatu pelangi sekunder terbalik dibandingkan dengan susunan warna pelangi yang utama, biru di luar dan merah di dalam.

Bidang gelap langit yang berada antara pelangi primer dan pelangi sekunder disebut Alexander karena yang menggambarkannya pertama kali adalah Alexander. Secondary rainbow sangat jarang terjadi.

Reflected Rainbows

Pelangi jenis ini dihasilkan ketika cahaya pertama dicerminkan di dalam tetesan air hujan, lalu mencerminkan bentuk yang lebih besar dari air sebelum mencapai mata pengamat. Variasi pelangi lainnya dihasilkan ketika cahaya matahari dicerminkan melewati awan.


Supernumerary Rainbows (Pelangi Cadangan)

Timbulnya pelangi cadangan merupakan satu peristiwa yang jarang terjadi. Pelangi cadangan terdiri atas beberapa pelangi yang berada di sisi sebelah dalam pelangi primer, dan sangat jarang, berada di luar pelangi sekunder.

Tidaklah mungkin untuk menjelaskan keberadaan jenis-jenis pelangi menggunakan ilmu optik geometris sederhana.

Pelangi berubah-ubah akibat pengaruh sinar dari cahaya yang mengikuti alur-alur yang sedikit berbeda dan bermacam-macam panjangnya saat di dalam tetesan air hujan.

Beberapa sinar di dalam tahapannya, menguatkan satu sama lain melalui interferers konstruktif, menciptakan suatu kelompok yang terang. Pelangi cadangan terlihat paling jelas ketika tetesan air hujan kecil dan ukuran yang seragam. Penjelasan tersebut pertama kali disampaikan oleh Thomas Young pada tahun 1804.

Fire Rainbows


Fire rainbows dapat dilihat pada awan tipis dengan kristal-kristal es (secara normal sedikitnya 6 km di atas permukaan laut).

Pelangi dapat diamati setiap kali ada tetesan air di udara dan sinar matahari bersinar dari belakang pengamat pada sudut ketinggian rendah. Karena itu, pelangi biasanya terlihat di langit barat pada pagi hari dan di langit timur pada sore hari.

Reflection Rainbows (Pelangi Pemantulan)

Variasi lain dari pelangi dapat dihasilkan ketika cahaya matahari menyinari air. Jika cahaya matahari dicerminkan air sebelum mencapai tetesan air hujan, akan dihasilkan suatu reflection rainbows atau pelangi pemantulan.


Baca juga artikel terkait PELANGI atau tulisan menarik lainnya Yulaika Ramadhani
(tirto.id - Pendidikan)

Penulis: Yulaika Ramadhani
Penyelia: Addi M Idhom
DarkLight