=====================================================

Pada awalnya, kita mungkin berpikir bahwa langit biru karena adanya bahan kimia yang terkandung di atmosfer. Namun, ternyata, langit biru adalah hasil dari proses fisika yang lebih kompleks.

Proses Scattering

Cahaya yang datang dari matahari tersebar oleh molekul uap, partikel debu, dan objek lainnya yang berada di atmosfer. Partikel-partikel ini biasanya sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya yang kita lihat. Oleh karena itu, pada siang hari cerah, cahaya biru (panjang gelombang pendek) lebih kuat tersebar oleh partikel daripada cahaya panjang gelombang lainnya. Dengan demikian, cahaya ini seperti mengisi langit dari ujung ke ujung.

Pengamatan Langit

Ketika kita melihat ke atas langit, sebagian besar cahaya yang masuk ke mata kita adalah cahaya yang tersebar oleh partikel-partikel di atmosfer. Rentang panjang gelombang tersebar pendek (dan sensitivitas warna manusia) menyebabkan sensasi biru.

Sunset dan Langit Merah

Jika kita melihat ke matahari pada sore hari, maka kita menerima cahaya langsung dari matahari yang telah memiliki cahaya biru hampir sempurna tersebar ke segala arah. Dengan demikian, kita melihat matahari sebagai merah. Jika Bumi tidak memiliki atmosfer, langit akan tampak hitam, dan bintang-bintang dapat dilihat siang hari.

Mengapa Langit Hitam?

Pada ketinggian sekitar 16 km, di mana atmosfer menjadi sangat tipis, langit akan tampak hitam, dan bintang-bintang dapat dilihat siang hari, seperti yang ditemukan oleh astronot.

Transmission Light in Dense Medium

Jika medium melalui mana cahaya propagasi adalah sangat padat, maka sifat-sifat gelombang cahaya berubah secara terus-menerus karena interaksi dengan partikel-partikel yang sangat dekat satu sama lain. Dengan demikian, sulit untuk menjelaskan apa yang terjadi dalam kondisi ini dan menjelaskan peningkatan transmisi total yang sebenarnya diukur.

Penemuan Baru

Sebuah grup peneliti, termasuk Juan José Sáenz, Profesor Penelitian Ikerbasque di DIPC, telah mengembangkan model propagasi baru yang mempertimbangkan apa yang terjadi sangat dekat partikel (near-field) dan menjelaskan paradox transmisi total. Mereka telah mengetesnya menggunakan simulasi komputer dan eksperimen.

Pengaruh Near-Field

Dalam medium padat, sebagai cahaya tersebar oleh setiap partikel, kita dapat diharapkan bahwa pada jarak yang cukup besar tidak banyak cahaya asli, yang disebut specific intensity, akan tersisa. Namun, hal ini tidak sesuai dengan data eksperimen.

Pengaruh Interferensi

Ada beberapa efek yang perlu dipertimbangkan: misalnya, jika jarak antara pusat-pusat tersebar lebih besar dari panjang gelombang, maka events tersebar dianggap sebagai independen, berarti hanya ukuran partikel dan keterpaduan mereka yang akan mempengaruhi transportasi cahaya. Namun, jika jarak menjadi lebih kecil, maka events tersebar tidak lagi independen, dan kita dapat menemukan interferences. Interferences ini dapat menyebabkan beberapa energi tersebar kembali ke garis propagasi dengan probabilitas tertentu, sehingga meningkatkan transmisi.

Transmission in Highly Scattering Media

Dalam media yang sangat tersebar, maka energy tidak hanya diangkut oleh gelombang propagasi tapi juga evolusi melalui coupling near-field antara individu scatterers. Kita dapat melihat bahwa cahaya tersebar dalam media yang sangat tersebar adalah sebagai hasil dari interferences antara partikel-partikel.

Pengaruh Near-Field

Peneliti menunjukkan bahwa sebuah regime transmisi baru muncul, yang dapat dijabarkan dalam terminologi berarti dan dapat diukur. Model ini tidak hanya meningkatkan pemahaman tentang proses fisika yang terjadi dalam atmosfer tapi juga memiliki aplikasi praktis dalam teknologi komunikasi.

Simpulan

Dalam artikel ini, kita telah melihat bagaimana langit biru adalah hasil dari proses fisika yang kompleks dan bagaimana interferences antara partikel-partikel dapat mempengaruhi transmisi cahaya. Penemuan baru dalam bidang fisika dapat membuka pintu bagi pengembangan teknologi komunikasi yang lebih baik.