Fenomena Optik di Atmosfer

Aurora

Aurora merupakan pancaran cahaya pada langit daerah lintang tinggi, sebagai akibat atas pembelokan partikel angin matahari oleh magnetosfer ke arah kutub, serta adanya reaksi dengan molekul-molekul atmosfer.

Matahari, atau Bintang merah yang menjadi pusat orbit planet-planet wilayah tatasurya ternyata hanyalah satu diantara milyaran bintang lainnya di galaksi bimasakti. Pada inti pusatnya, ia memiliki suhu 14 juta kelvin dengan tekanan 100 milyar kali lipat tekanan atmosfer di bumi. Cahaya yang dipancarkan matahari berasal dari reaksi fusi termonuklir yang terjadi pada inti bintang. Secara konveksi, energi hasil reaksi fusi tersebut dialirkan ke permukaan. Dari aliran konveksi tersebut, tercipta medan magnet yang sangat kuat di permukaan matahari. Daerah-daerah medan magnet tersebut relatif gelap (lebih dingin) dari pada sekitarnya, sehingga ia dinamakan bintik matahari atau sunspot.

Menurut beberapa ahli astronomi, sunspot ini dianggap sebagai bendungan pasir pada arus air yang liar, nah ketika kekuatannya sudah tak sanggup lagi menahan tekanan arus, maka ia akan ‘jebol’. ‘Jebol’nya sunspot ini akan memuntahkan kandungan energi yang disalurkan sebagai arus proton atau elektron. Energi yang dilontaran keluar matahari tersebutlah  yang disebut sebagai angin matahari. Jika dengan intensitas yang besar maka dinamakan badai matahari.

Proses terjadinya angin matahari. Dimulai dengan terbentuk nya sunspot yang menciptakan medan magnet. Karena kekuatan sudah tak sanggup lagi menahan tekanan arus, maka ia akan ‘jebol’. Jebol nya sunspot ini akan memuntahkan kandungan energi yang disalurkan sebagai arus proton atau elektron.

Perjalanan angin matahari menuju bumi, dapat ditempuh selama 18 jam hingga 2 hari perjalanan antariksa. Ketika melewati Merkurius dan Venus, angin matahari akan langsung begitu saja menerpa atmosfernya, sehingga planet tersebut mengalami peningkatan suhu yang luar biasa akibat dari terpaan aliran proton dan elektron yang dibawanya. Namun demikian, lain halnya ketika angin matahari itu menghantam bumi.

Bumi ini bagaikan magnet yang berukuran sangat besar, dengan kutub-kutub magnetnya hampir berdekatan dengan kutub geografis bumi. Sehingga bumi ini dilapisi oleh medan magnet (magnetosfer) yang berbentuk sebuah perisai yang mirip dengan buah apel, dimana bumi berada pada inti buahnya dan magnetosfer berada pada kulit buah apel.magnetosfer ini terdiri dari beberapa lapisan, dengan lapisan terbawahnya, sabuk radiasi van allen yang berada di sekitar ekuator (khatulistuwa). Layaknya sebuah perisai, magnetosfer dan sabuk van allen melindungi bumi dari terpaan partikel angin matahari.

Ketika angin matahari menerpa magnetosfer, partikel-partikel angin matahari dibelokkan dan tertarik menuju kutub medan magnet bumi. Semakin tinggi energi partikel, maka semakin dalam lapisan magnetosfer yang berhasil ditembus olehnya. Aliran partikel yang tertarik ke kutub medan magnet bumi akan bertumbukan dengan atom-atom yang ada di atmosfer. Energi yang dilepaskan akibat reaksi dari proton dan elektron yang bersinggungan dengan atom-atom di atmosfer, dapat dilihat secara visual melalui pendar cahaya yang berwarna-warni di langit, atau yang kita kenal sebagai Aurora. Di kutub utara bumi, aurora ini disebut sebagai aurora borealis, dan di kutub selatan, disebut sebagai aurora australis.

Reaksi antara partikel angin matahari dengan atmosfer bumi, menghasilkan berbagai macam warna pada aurora. Perbedaan warna ini dipengaruhi oleh jenis atom yang berinteraksi dengan proton dan elektron, mengingat pada ketinggian-ketinggian tertentu, jenis atom penyusun atmosfer tidaklah sama. Pada ketinggian di atas 300 km, partikel angin matahari akan bertumbukan dengan atom-atom hidrogen sehingga terbentuk warna aurora kemerah-merahan. Semakin turun, yakni pada ketinggian 140 km, partikel angin matahari bereaksi dengan atom oksigen yang membentuk cahaya aurora berwarna biru atau ungu. Sementara itu, pada ketinggian 100 km proton dan elektron bersinggungan dengan atom oksigen dan nitrogen sehingga aurora tervisualisasikan dengan warna hijau dan merah muda.

Crepuscular Ray dan Anticrepuscular Ray

Crepuscular Ray adalah cahaya yang muncul terpancar dari suatu titik di langit (biasanya matahari). Crepuscular ray muncul melalui celah-celah awan atau benda lain dan tiap sinar di pisahkan oleh bagian gelap. Sedangkan Anticrepuscular Ray adalah kebalikan dari crepuscular ray, yaitu sinar yang memancar dari matahari berkumpul di titik anti solar, yaitu titik yang berlawanan dengan tempat matahari berada.

Sun dog dan Moon dog

Sun dog  atau matahari palsu adalah bintik cahaya terang di langit yang biasanya muncul bersamaan dengan halo. Sun dog terlihat seperti matahari karena terang namun biasanya lebih kecil dari matahari. Sun dog sering disalahartikan sebagai matahari lain yang ada di langit dan kadang-kadang menjadi matahari terbit palsu yaitu sebuah peristiwa yang jarang terjadi karena matahari yang asli sebenarnya belum terbit. Sedangkan moon dog adalah bulan palsu yang muncul di langit saat bulan purnama muncul. Sama seperti sun dog, moon dog juga muncul bersamaan dengan halo, namun moon dog terjadi lebih jarang karena cahaya bulan kurang terang dan bulan mengalami pergantian fase.

Pelangi

Proses terjadinya pelangi bermula dari ketika cahaya matahari melewati sebuah tetes hujan yang kemudian dibelokkan atau dibiaskan menuju tengah tetes hujan tersebut, yang memisahkan cahaya putih itu menjadi sebuah warna spektrum. Kemudian, warna-warna yang terpisah ini memantul di belakang tetes hujan dan memisah lebih banyak lagi saat meninggalkannya. Akibatnya, cahaya tampak melengkung menjadi kurva warna yang disebut sebagai pelangi. Cahaya dengan panjang gelombang terpendek seperti ungu, terdapat di bagian kurva dan yang memiliki panjang gelombang terpanjang seperti merah terdapat pada bagian luar.

Pada abad ke-17, ilmuwan inggris, Isaac Newton, (1642 -1727) menemukan bahwa cahaya putih matahari sebenarnya adalah campuran dari cahaya berbagai warna. Dia menyorotkan sedikit sinar matahari melalui sebuah prisma kaca berbentuk segitiga (balok kaca) dalam sebuah ruang gelap. Bentuk prisma tersebut membuat berkas sinarnya membelok dan kemudian memisah menjadi suatu pita cahaya yang lebar. Di dalam pita ini, Newton melihat tujuh warna yang disebut spektrum. Warna-warna ini adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu (sebutan mudahnya “mejikuhibiniu”).

Semua cahaya bergerak dalam bentuk gelombang. Panjang gelombang adalah yang menentukan warna cahaya tersebut. Kadang, sebuah pelangi kedua yang lebih redup dapt terlihat di atas pelagi utama karena cahaya telah dipantulkan atau dibiaskan lebih dari sekali di dalam tetes-tetes air hujan. Warna-warna pelangi kedua ini terbalik, merah di dalam dan ungu diluar. Warnanya tidak pernah secerah pelangi utama karena setiap kali cahaya dipantulkan, ada sedikit cahaya yang hilang.

Pada tahun 1852, ilmuwan Jerman, Ernst Von Brycke, menyatakan bahwa warna biru langit diakibatkan oleh partikel-partikel di atmosfer yang menyebarkan cahaya matahari saat memasuki atmosfer. Kemudian, dua fisikawan Inggris, Lord Rayleigh (1842-1919) dan John Tyndall (1820-1893) mempunyai penjelasan lain. Rayleigh berpendapat bawah bagian biru dari cahaya matahari disebarkan oleh debu dan uap air, tetapi dia salah. Molekul udara sendirilah yang menyebarkan cahaya. Meskipun demikian kita masih menyebut jenis penyeberan ini sebagai efek Tyndall, atau penyebaran Rayleigh, sesuai dengan nama kedua ilmuwan tersebut.

Pelangi dan efek cahaya lain di langit disebabkan oleh cahaya yang membias dan menyimpang menjauhi partikel. Saat Matahari terbenam, langit menjadi merah karena sinar matahari lewat melalui atmosfer yang jauh lebih tebal daripada ketika matahari berada tinggi di langit pada siang hari. Cahaya biru disebarkan diluar jalur cahaya, dan kita melihat panjang gelombang yang lebih merah.

Halo

Halo Matahari adalah lingkaran pelangi yang mengelilingi Matahari. Halo juga bisa terjadi di sekitar Bulan pada malam hari. Fenomena halo ini disebabkan pembiasan cahaya Matahari oleh uap air di atmosfer sehingga terlihat seperti pelangi.

Proses terbentuknya Halo Matahari sama seperti proses terbentuknya pelangi, hanya dalam hal ini tidak mengandung air, sehingga yang tampak hanya bayangan saja berbentuk cincin. Ketika musim hujan, partikel uap air ada yang naik hingga tinggi sekali di atmosfer. Partikel air memiliki kemampuan untuk membelokkan atau membiaskan cahaya matahari. Apabila hal tersebut terjadi saat posisi matahari sedang tegak lurus dengan bumi, maka akan terbentuk lingkaran gelap disekitar matahari. Hal ini disebabkan saat matahari pada posisi tegak lurus terhadap bumi kemampuan partikel air membiaskan cahaya lebih kecil sehingga warna yang terlihat sangat terbatas. Warnanya terlihat gelap karena pandangan ke arah matahari juga terhalang debu.

Berbeda dengan proses terbentuknya pelangi yang sering terjadi di pagi atau sore hari yang membentuk sudut kemiringan. Pada posisi yang miring ini, kemampuan partikel air membiaskan cahaya lebih besar, sehingga warna-warna yang muncul juga lebih lengkap. Jika terjadi pada pagi hari, udara masih dalam keadaan bersih sehingga akan tampak warna kemerahan.

6 Makhluk Bercahaya !!

Bioluminesensi adalah emisi cahaya yang dihasilkan oleh makhluk hidup karena adanya reaksi kimia tertentu.Hingga saat ini, bioluminesensi telah ditemukan secara alami pada berbagai macam makhluk hidup seperti cendawan, bakteri, dan organisme di perairan, namun tidak ditemukan pada tanaman berbunga, hewan vertebrata terestrial, amfibi, dan mamalia. Sebagian besar plankton memiliki kemampuan menghasilkan pendaran, terutama plankton yang hidup di perairan laut dalam. Pada mikroba, bioluminesensi yang dihasilkan belum diketahui manfaatnya, sedangkan pada hewan umumnya digunakan sebagai sinyal kawin, predasi, dan perlindungan terhadap pemangsa

• Jamur

 

ada beberapa spesies jamur yang bersinar dalam gelap. yang digambarkan di atas adalah stipicus Panellus, dan mereka bersinar cukup terang sehingga terlihat bahkan dalam cahaya rendah (sebagai lawan gelap gulita). Anda bahkan dapat membeli beberapa jamur bercahaya ini dan menanamkan sendiri. sebagian besar spesies tidak bersinar seterang stipticus, dan hanya bisa dilihat di bawah mikroskop atau dalam gelap gulita, tapi Panellus bisa terlihat seperti di atas.

• Kalajengking

Kalajengking tidak benar-benar menghasilkan cahaya mereka sendriri, seperti jamur, tapi mereka bersinar di bawah Blacklight seperti uang asli yang berada di neon biru. mereka memiliki zat kimia dalam exoskelton mereka yang bersinar bawah sinar ultraviolet.

• Hewan Bioluminesensi Rekayasa Manusia

 

Para ilmuwan telah mengembagkan hubungan cinta dalam setengah dekade terakhir untuk sesuatu yang di sebuy GFP, atau Green Flouorescing Protein. Ini semacam cairan ataupun tinta yang dimasukkan ke dalam banyak hal yang bisa jadi berbahaya ataupun kadang tidak sama sekali. Para ilmuwan telah menggunakannya sebagai penanda genetik untuk mempelajari segala sesuatu dari genetika untuk membuat ikan yang waspada pada pencemaran (tujuan dari adanya ikan glowfish). Cairan ini adalah protein berasal dari ubur- ubur bercahaya.

• Cumi-Cumi Kunang- Kunang

 

Ada makhluk yang hidup di laut dalam yang tidak murni sebagai peneror, dan Cumi-Cumi Kunang2 ini merupakan salah satu dari mereka. Tubuhnya tercakup dalam photophores , sel yang menghasilkan cahaya, yang memungkinkan untuk bersinar dalam semua pola yang diinginkan.

Mereka bercahaya ketika berada di bawah saat siang,dan mereka bisa mencocokkan pola dan keremangan cahaya yang berasal dari permukaan.Hal ini memungkinkan mereka untuk menyamarkan diri terhadap cahaya.Mereka juga menyalakan seluruh tubuh mereka selama musim kawin, karena ..mereka hanya hidup untuk satu tahun..

Jadi dengan hidup yang demiian pendek ini mengapa kita tidak membuatnya penuh dengan cahaya ?

• Kunang-Kunang Rekayasa

Melacak informasi tentang Kunang-kunang Raksasa (Lamprigera) sangat sulit, sangat sedikit informasi online tersedia, tetapi ternyata Kunang-kunang Raksasa (Lamprigera) cukup dikenal baik oleh penduduk lokal di Thailand.

Ada video dari satu kunang sedang merangkak , Anda dapat melihat tuchus bersinar yang kanan melalui sepotong kain. Kumbang ini mempunyai panjang sekitar 3 inci, dan menurut deskripsi YouTube, cahaya / sinar Kunang-kunang Raksasa (Lamprigera) bisa dilihat dalam gelap dengan mudah dari jarak 100 meter,ini lebih dari panjang dari lapangan sepak bola.

• Gua Waitomo Selandia Baru

Cacing cahaya, larva sejenis nyamuk, garis langit-langit dari aptly bernama “Cacing gua bercahaya.” Mereka menggantung berbaris dengan sinaran cahayanta, hingga 70 cacing, untuk menarik lalat dan ngengat demi mendapatkan santapan. Dan dalam beberapa spesies, umpan bercahaya mereka adalah ingus beracun! Bukankah mengagumkan bahwa alam bisa membuat sesuatu yang begitu cantik, namun juga begitu mengerikan?

Spektrum Warna

Isaac Newton membuat studi tentang warna mulai dari usia 23 pada Tahun 1666, dan mengembangkan teori lingkaran warna Newton yang memberikan wawasan tentang warna komplementer dan pencampuran warna aditif. Dia menyadari bahwa beberapa warna (magenta, ungu) tidak dapat diproduksi sebagai warna spektral. Salah satu kontribusinya adalah gagasan tentang cahaya putih terang yang mengandung semua panjang gelombang dari spektrum warna yang terlihat. Dia menunjukkan fakta ini dengan percobaan pada dispersi cahaya dalam prisma kaca.

Thomas Young menyarankan karakter tiga kali lipat dari persepsi warna pada Tahun 1802 dan berspekulasi bahwa ada tiga jenis reseptor warna sensitif di mata.

Pada Tahun 1860-an, James Clerk Maxwell menyelidiki penggunaan tiga warna primer dan menyadari bahwa tidak ada kombinasi aditif dari tiga warna primer dapat menutupi keseluruhan seluruh warna yang dipahami. Dia menunjukkan bahwa himpunan warna primer tidak unik, tapi itu pendahuluan spektral lebih luas dipisahkan dalam panjang gelombang yang dapat digunakan untuk menghasilkan jangkauan yang lebih luas dari warna yang dirasakan. Dia juga menyadari bahwa dengan beberapa pengurangan, keseluruhan warna dirasakan bisa ditutupi. Maxwell menyadari bahwa Kromatisitas (hue dan saturasi) dari permukaan warna relatif tidak sensitif terhadap kecerahan. Kerja Maxwell dapat dianggap sebagai dasar untuk kolorimetri modern.

Thomas Young menunjukkan bahwa mata memiliki tiga macam reseptor warna, secara kasar yaitu dengan warna primer merah, hijau, dan biru yang telah ditemukan berguna dalam pencocokan berbagai warna visual dengan warna aditif pencampuran. Ide ini menempatkan secara lebih kuantitatif oleh Hermann von Helmholtz dan kadang-kadang disebut teori Young-Helmholtz.

Percobaan rinci dilakukan pada Tahun 1920 menunjukkan bahwa pemilihan pendahuluan RGB memang bisa cocok dengan semua warna visual dalam kisaran tertentu disebut gamut, tetapi bahwa mereka tidak bisa cocok dengan semua warna spektral, terutama dalam kisaran hijau. Ditemukan bahwa jika sejumlah lampu merah ditambahkan ke warna yang cocok, maka semua warna bisa disesuaikan. Hasil kuantitatif dinyatakan dalam nilai tristimulus untuk pemilihan pendahuluan RGB, tapi itu diperlukan untuk memungkinkan nilai negatif untuk nilai tristimulus merah agar cocok dengan semua warna.

Optics Illusion

Ilusi optik selalu ditampilkan dengan gambar yang dapat menghasilkan salah pengartian penglihatan secara umum. Berikut adalah beberapa gambar ilusi optik yang cukup dikenal, kebanyakan mungkin sudah pernah dan sering dijumpai.

• Persegi Sama Sisi

                                         Ini adalah persegi sempurna, sisinya sama panjang.

 

• Lengkung atau Lurus

Wah, kok garis sisi-sisi kotaknya melengkung ke dalam ya? Padahal asli deh tadi bikinnya lurus.. cek deh pake penggaris! Ohh, sekeliling luar lingkarannya juga kayaknya gak bulat banget ya, padahal sih bulat.

 

• Bulat atau Benjol

                            Lingkarannya sempurna tidak benjol! Silakan dibuktikan dengan jangka..

 

• Lurus atau Melengkung

                                   Garis vertikal merah 100% tegak lurus dan tidak melengkung.

 

• Biru atau Merah

Lihat gambar yang kiri, kalau anda mengira garis hitam adalah sambungan garis biru, maka anda salah!

 

• Lingkaran Berputar

     Lihat bulatan di tengah sambil pandangan maju mundur, maka kedua lingkaran itu akan berputar.

 

• Panjang Mana

          Mana yang lebih panjang dari dua garis tegak tersebut? Biar yakin ukur dengan penggaris.

Kalo yang ini?

 
• Kontras Mana

                       Dua lingkaran dalam kotak di atas ternyata mempunyai kontras yang sama.

 

• Samakah Kontrasnya

Coba tebak lebih kontras mana abu-abu yang kanan atau kiri? Ternyata sama-sama kontrasnya loh..

 

• Lebih Merah Mana

Garis-garis merahnya tampak lebih menyala pada background warna hitam ketimbang background putih, padahal ukuran kontrasnya sama loh..

                             Yang ini merahnya juga sama, cuma yang dekat hijau jadi lebih tua..

 

• Kotak Menggelembung

Benarkah kotak-kotak itu menggelembung? Ternyata bila diuji dengan penggaris garis-garisnya tetap lurus dan tidak melengkung.

 

• Besar Mana

                      B lebih panjang dari A, tapi tahu gak bahwa lebar A dan B ternyata sama..

 

• Segitiga Putih

Yakinkah anda ada gambar segitiga putih di tengah-tengah? Jujur aja deh, itu cuma ilusi doang.. gak pernah ada yang gambar segitiga di situ!

 

• Bulatan Putih Maya

Asli lo bulatan putih yang tampak di antara sudut-sudut kotak hitam itu cuma maya, gak pernah dibikin..

 

• Sejajar atau Tidak

                                    Garis horisontalnya asli lurus sejajar gak miring sedikitpun.

Kalau anda menyangka garis diagonalnya tidak sejajar, anda salah! Buktikan dengan penggaris..

 

• Mana yang Lebih Besar

Lihat lingkaran yang di dalam (tengah), hayoo, mana yang lebih besar bulatannya.. Aslinya sih sama aja..

 

• Spiral atau Lingkaran

Pasti kamu menyangka ini adalah spiral, padahal ini tersusun dari lingkaran-lingkaran penuh.

Nah, bagaimana kalau yang ini? Bikin pusing..?

 
• Gelombang Aneh

Motif gambar ini terdiri dari lingkaran-lingkaran kecil dengan diameter sama persis. Yang membuat tampak bergelombang hanya blok-blok warna pada latarnya.

Terlihat seperti bergelombang ?

                                                 Kotak yang tengah seperti melayang ya ?

 

• Jembatan Storseisundet di Norwegia ini Tidak Putus

 
• Sekarang, selesaikan game ini!

Finish...:D