Fenomena Optik : fatamorgana

08.37 fenomena fisika, fenomena unik No Comments

Fatamorgana merupakan sebuah fenomena di mana optik yang biasanya terjadi di tanah lapang yang luas seperti padang pasir atau padang es. Fatamorgana adalah pembiasan cahaya melalui kepadatan yang berbeda, sehingga bisa membuat sesuatu yang tidak ada menjadi seolah ada.

Fenomena ini biasa dijumpai di tempat panas dan Gunung Brocken di Jerman.

Seringkali di gurun pasir, fatamorgana menyerupai danau atau air atau kota. Ini sebenarnya adalah pantulan daripada langit yang dipantulkan udara panas. Udara panas ini berfungsi sebagai cermin.

Kata 'Fatamorgana' diambil dari bahasa Italia yang juga merupakan nama dari saudari Raja Arthur, yaitu Faye le Morgana, seorang peri yang bisa berubah-ubah rupa.

Dalam peristiwa fatamorgana terdapat suatu konsep Fisika yang kadang terlupakan yaitu konsep pembiasan.

Fatamorgana sering terjadi di gurun pasir, jalan-jalan beraspal, dan lautan. Dalam kajian fisika, prinsip terjadinya fatamorgana berawal dari proses pembiasan yang terjadi pada dua medium melalui lapisan-lapisan udara yag memiiki perbedaan suhu. 

Proses terjadinya fatamorgana berawal dari adanya perbedaan kerapatan antara udara dingin dan udara panas. Udara dingin memiliki kerapatan lebih pekat dan lebih berat dibandingkan udara panas.

Dalam kenyataannya, lapisan udara yang panas yang ada di dekat tanah terperangkap oleh lapisan udara yang lebih dingin di atasnya. Cahaya dibiaskan ke arah garis horisontal pandangan dan akhirnya berjalan ke atas karena pengaruh internal total.

Pemantulan internal total (total internal reflection) adalah proses pemantulan seberkas cahaya pada permukaan batas antara satu medium dengan medium yang lain yang indeks biasnya lebih kecil, jika sudut datang ke medium kedua melebihi suatu sudut kritis tertentu.

Dengan demikian, cahaya berjalan di dalam medium yang memiliki indeks bias yang tinggi seperti air, kaca, dan plastik ke medium yang memiliki indeks bias lebih rendah seperti udara. Akibatnya gambar dengan sifat semu dan terbalik akan membentuk fatamorgana.

Pada siang hari, sinar Matahari sangat terik sehingga membuat jalan beraspal yang hitam menjadi sangat panas. Aspal yang panas itu akan meradiasikan panas sehingga udara di sekitar jalan menjadi sangat panas. Udara panas tersebut akan memantulkan bayangan langit biru dan awan-awan seperti halnya kolam berisi air. Inilah fatamorgana. Hal yang sama juga terjadi di gurun pasir.

Sekarang pertanyaannya, kenapa udara panas dapat membentuk bayangan langit?

Jawabannya, karena ada proses pembiasan (pembelokan cahaya). Akibat panas aspal atau gurun pasir, udara di atasnya berlapis-lapis.

Tiap lapisan suhunya berbeda, makin dekat dengan aspal atau gurun pasir makin panas. Sinar yang berasal dari langit atau awan akan mengalami pembiasan berantai (sinarnya dibelokkan) oleh lapisan-lapisan itu, sampai akhirnya sinar ini berbalik ke atas (orang sering menyebutnya sebagai pemantulan total). Ketika sinar itu mengenai mata orang, maka orang akan melihatnya sebagai sesuatu yang kebiruan muncul dari aspal atau gurun pasir (seperti kolam air).

Agar lebih jelas silahkan perhatikan gambar-gambar ilustrasi berikut :

Fatamorgana adalah peristiwa mirage.

Mirage itu adalah suatu ilusi atau kekeliruan penglihatan.

Gambar diatas memperlihatkan pengaruh dari suhu udara

yang tidak seragam pada lintasan cahaya di udara

Gambar diatas menunjukkan tentang mirage

yang umum terpantau dan disebut inferior mirage

karena mirage-nya tampak dibawah benda yang sebenarnya

Terjadinya inferior mirage ataupun superior mirage

disebabkan oleh kecepatan perubahan suhu yang tinggi dari udara

Jadi, fatamorgana bukan karena mata kelelahan. Fenomena ini nyata dan dapat difoto. Yang jadi masalah adalah kesalahan interpretasi di otak kita.

keterangan sumber postingan dapat dilihat pada link ini

terimakasih :D

Read More

Fenomena SUN DOG: Pembiasan Cahaya pada Kristal Es

07.05 fenomena fisika, fenomena unik No Comments

Beberapa tahun lalu saya melihat suatu kejadian dari layar kaca dimana matahari sedang bersinar terang dan terlihat sebuah garis terang melingkar menembus matahari di kedua sisinya. Tepat di garis tambahan tersebut terdapat “matahari tambahan” sebanyak dua buah. Lalu saya pun berpikir apakah ada planet lain yg serupa dengan matahari yang bergerak mendekati bumi?

Ternyata tebakan saya salah dan ternyata hal tersebut adalah fenomena alam yang luar biasa dan sangatlah langka. Tetapi, fenomena tersebut sebenarnya adalah fenomena atmosferik yang sudah lama dikenal di dunia sains. Fenomena tersebut bernama “Sun Dog” yang terlihat bersamaan dengan “Parhelic Circle” dan sering juga disebut sebagai fenomena “Matahari Kembar”.

Ini dia penampakannya:

gambar 1

indah dan aneh juga ya....

Fenomena Sun Dog kadang juga disebut sebagai “Parhelion” yang berasal dari bahasa Yunani, karena parhelion berarti suatu fenomena ketika melihat kumpulan cahaya tambahan di kedua sisi atau lebih dari matahari kumpulan cahaya tersebut bernama halo. Kadangkala, kumpulan cahaya tersebut terlihat seperti bola yang membuat kita berpikir kalau cahaya itu adalah matahari tambahan.

Kata Sun Dog berasal dari fenomena itu sendiri karena matahari tambahan terlihat sebagai seekor anjing yang duduk manis disebelah tuannya yaitu matahari bumi kita ini.Kejadaian Sun Dog sangatlah jarang kita temui karena pristiwa tersebut memerlukan kondisi atmosfer yang khusus hingga akhirnya dapat muncul sebuah ilusi pada mata yang melihat.

Hal ini terjadi ketika terdapat kumpulan lempeng kristal es hexagonal yang sangat besardan terbentuk di awan cirrus yang tinggi dan dingin, atau pada saat cuaca yang sangat dingin. Kristal es dapat juga berarti debu berlian melayang di udara pada ketinggian yang rendah. Lalu kristal es itu bertindak sebagai prisma (gambar 2) yang tersusun secara horisontal di atmosfer yang mengakibatkan cahaya tersebut dibiaskan dengan sudut minimum 22˚(gambar 2). Proses seperti ini mirip dengan proses terciptanya pelangi tetapi, pelangi terbentuk karena cahaya matahari menyinari tetesan air di angkasa.

gambar 2

Fenomena alam seperti Sun Dog ini bisa muncul dimana saja dan kapanpun selama matahari bersinar terang di langit. Tetapi, akan lebih mudah terlihat ketika matahari berada pada posisi yang lebih rendah dari garis horizon (matahari terbit atau terbenam). Ketika matahari terbit hingga matahari mencapai titik tertingginya, Sun Dog akan mulai bergeser dari sudut 22˚ lalu akhirnya menghilang. Umumnya Sun Dog berwarna merah ketika berada pada jarak terdekat dari matahari. Ketika ia semakin menjauh dari matahari warnanya akan berubah menjadi biru.

gambar 3

Fenomena yang selalu muncul bersamaan dengan Sun Dog adalah Parhelic Circle. Parhelic circle adalah sebuah fenomena optik yang terjadi di langit yang muncul sebagai garis horizontal atau garis lengkung yang bercahaya yang sejajar dengan cakrawala di ketinggian yang sama dengan matahari. Garis putih terbentuk karena garis tersebut terbentuk dari pemantulan cahaya matahari namun, dapat berwarna biru hingga kehijauan ketika mendekati 120˚ parhelia dan berwarna ungu kemerahan sepanjang garis pada bagian luar.

Walau sering kali hanya terlihat sepotong, tetapi garis lengkung ini bisa membentuk sebuah lingkaran sempurna di langit. Sama seperti Sun Dog, Parhelic Circle juga terbentuk karena cahaya matahari yang dibelokkan oleh es kristal hexagonal. Pada Parhelic Circle kristal es hexagonal yang diperlukan adalah yang berbentuk secara vertikal sedangkan, pada Sun Dog es kristal hexagonal yang diperlukan adalah yang berbentuk horizontal. Pemantulan cahaya pada kristal es hexagonal tersebut adalah pemantulan cahaya external (tanpa ada cahaya yang melewati kristal) yang mengakibatkan Parhelic Circle dekat dengan matahari, atau internal (satu atau beberapa pemantulan yang terjadi di dalam kristal) yang mengakibatkan banyak lingkaran yang terbentuk yang terletak jauh dari matahari. Karena peningkatan jumlah pemantulan sehingga terbentuklah pembiasan asimetric yang membentuk beberapa warna yang terletak jauh dari matahari.

gambar 4

Read More