Pelangi. Fenomena alam yang bernama lain bianglala ini muncul di langit biasanya sehabis hujan. Wujudnya yang indah telah lama dikagumi manusia. Akan tetapi, mungkin Anda tidak pernah menyadari bahwa pelangi tidak pernah muncul di siang hari. Ia hanya muncul di pagi atau sore hari. Mengapa bisa begitu?
Pertama-tama kita mesti tahu bagaimana pelangi bisa terbentuk. Pelangi biasanya muncul di langit sehabis hujan karena memang terbentuknya pelangi membutuhkan kehadiran butiran air. Selepas hujan, udara begitu lembab sehingga butiran air tertahan di udara. Ketika matahari kembali muncul, sinarnya memasuki butiran-butiran air tersebut dan mengalami pembiasan seperti tampak pada gambar berikut ini.
Sinar putih matahari merupakan sinar polikromatik (terdiri dari berbagai warna, yaitu mejikuhibiniu: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu). Perbedaan warna itu terjadi karena adanya perbedaan frekuensi gelombang elektromagnetik dari sinar-sinar tersebut. Pembiasan terjadi ketika seberkas sinar memasuki medium yang berbeda kerapatannya sehingga menjadikan kecepatan rambatnya berubah. Karena memiliki frekuensi yang berbeda, sinar-sinar mejikuhibiniu pun mengalami perubahan kecepatan yang berbeda ketika memasuki medium tertentu. Akibatnya, sudut pembiasannya pun berbeda. Inilah penyebab terurainya sinar putih matahari menjadi warna-warna mejikuhibiniu ketika terjadi pembiasan, seperti yang terjadi di dalam butiran air.
Pada gambar di atas, tampak bahwa sinar matahari mengalami pemantulan di bagian belakang butiran air. Hal ini terjadi karena sudut pembiasannya melebihi sudut kritis (critical angle) sehingga terjadi pemantulan (total internal reflection). Jika sudut pembiasannya kurang dari sudut kritis, maka sinarnya hanya dibiaskan biasa saja tanpa terjadi pemantulan.
Seperti juga tampak pada gambar di atas, keluarnya cahaya pelangi mejikuhibiniu dari butiran air terjadi pada sudut 42o terhadap arah datangnya sinar matahari. Fakta ini merupakan kata kunci dalam menjelaskan mengapa pelangi tidak pernah muncul di siang hari. Perhatikan gambar berikut.
Ketika tengah hari, posisi matahari tegak lurus dengan permukaan bumi (matahari tepat berada di di atas kepala). Pada posisi seperti ini, jika saja ada butiran air di langit, sinar mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air tersebut akan terpantul kembali ke angkasa sehingga tidak terlihat dari permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh pembiasan cahaya pelangi yang selalu terjadi pada sudut 42o.
Dengan sudut sebesar 42o, sinar mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air baru akan terlihat dari permukaan bumi ketika matahari condong di arah barat atau timur (pada waktu sore atau pagi hari). Inilah momen di mana pelangi dapat dinikmati oleh penduduk bumi, seperti ditunjukkan oleh gambar berikut.
Jadi sebenarnya pelangi tetap saja dapat terjadi di siang hari, namun ia tidak terlihat dari permukaan bumi. Pelangi hanya dapat diamati oleh penduduk bumi ketika pelangi tersebut muncul di pagi atau sore hari.
*******
