Monday, November 12, 2018

Mengenal Airglow, aurora dan Raylight scattering

Beberapa  Fenomena cahaya  alam yang terjadi beserta alasan ilmiahnya,  yaitu airglow,  aurora,  raylight scattering dan lain-lain,  berikut alasan ilmiahnya.

Airglow
Airglow adalah Pancaran sinar warna-warni yang berasal dari spectrum warna atom atau molekul yang terkesitasi oleh radiasi UV sinar matahari  di atmosfer .



Fenomena airglow pertama kali  ditemukan pada tahun 1868  oleh Anders angstrom , ilmuan asal swedia.  Angstrom menemukan berbagai macam  reaksi kimia yang menghasilkan energy elektromagnetik di zona yang kemudian disebut airglow  .

Mekanisme terjadinya airglow , Airglow terbentuk disekitar ketinggian 60-65 mil (100KM) yang melibatkan eksitasi atom dan molekul . Penjelasan sederhananya yaitu ketika Partikel - partikel diatmosfer seperti  Nitrogen dan oksigen berintraksi dengan radiasi sinar ultraviolet (UV) . Intraksi tersebut membuat atom-atom diatmosfer  saling menghantam dan memancarkan spectrum cahaya berwarna . Penampakan sinar warna warni yang lembut tersebut disebut airglow .

Misalnya: eksitasi molekul , ketika sebuah atom nitrogen bereaksi dengan Oksigen yang merupakan Atom bebas  membentuk Nitro-okside (NO)  reaksi tersebut  memancarkan foton dengan gelombang  dan karakteristik molekul NO yang berbeda pula .   Elemen lain yang juga dapat menghasilkan spectrum cahaya berwarna diudara seperti Natrium (NA) , Lithium dan Hidroksil (OH) .


Jika dilihat dari bumi , airglow Nampak seperi aurora yang dapat dilihat diseluruh dunia di langit yang cerah . namun , Airglow tidak dapat dilihat disiang hari karena cahaya matahari begitu terang dipermukaan bumi .

Perbedaan warna yang tampak disebabkan oleh aotom-atom atau molekul yang terlibat dalam reaksi tersebut ,
  • Warna Merah atau bercampur dengan warna hijau diketinggian 90-185 mil (150-300 km) , Partikel yang mengeluarkan warna tersebut diketahui yaitu radikal –OH (Hidroksil) yang diketahui melalui proses yang disebut chemoluminescence ketika ie bereaksi dengan oksigen dan nitrogen . Reaksi Chemoluminescince juga terjadi ketika molekul oksigen dan Nitrogen dipisahkan oleh sinar ultraviolet dan bergabung kembali membentuk NO. 

  • Warna Kuning , diketahui berasal dari atom Natrium pada ketinggian 57 mil(92 km) . Natrium tersebut diketahui berasal dari pecahan dan penguapan mineral meteorid ketika terbakar diatmosfer 
  • Warna biru , merupakan emisi lemah dari molekul oksigen yang tereksitasi pada ketinggian 59 mil ( 95 Km)  . 

Aurora
Aurora adalah pancaran spectrum cahaya dari reaksi partikel- partikel diudara dilangit lintang tinggi   sebagai akibat dari reaksi antara angin matahari dengan medan magnet bumi .  Sekilas pemandangan aurora sama seperti yang terjadi pada airglow yaitu  karena adanya perbedaan komposisi gas partikel diudara yang memberikan pemandangan berbeda . Namun secara proses terjadinya tidaklah sama dengan airglow dalam beberapa hal , seperti:

Perbedaan Airglow dengan Aurora, yaitu:
  • Airglow dapat terjadi kapan saja dan bergantung pada jumlah komposisi partikel diatas atmosfer.   sedangkan aurora terjadi saat Matahari memuntahkan energy yang besar atau yang disebut angin matahari yang mampu menembus magnetosfer bumi .
  • Airglow dapat dilihat dari seluruh dunia karena berada pada lingkaran horizon bumi  . sedangkan Aurora dipengaruhi oleh medan magnet bumi , sehingga hanya akan tampak didaerah atmosfer lintang tinggi atau didaerah kutub . 
  • Airglow berbentuk seperti lapisan berwarna-warni yang  diam , sedangkan Aurora membentuk helaian sebagai akibat  pembelokan oleh medan magnet bumi kea rah kutub .  

Mekanisme terjadinya Aurora

  • Cahaya kuning dianggap sebagai angin matahari dan garis
  •  biru auroradianggap sebagai medan magnet bumi.  
  • Partikel angin matahari dibelokkan membentuk aurora

Proses aurora dimulai ketika Matahari memuntahkan energi yang cukup besar yang disebut sebagai angin matahari dan menghantam  magnetosfer bumi , partikel-partikel angin matahari dibelokkan dan sebagian ditarik menuju kutub medan magnet bumi yang kemudian bereaksi dengan partikel – partikel gas lain di atmosfer sehingga memberikan pemandangan cahaya yang disebut aurora.


Raylight scattering 


Warna biru langit disebabkan oleh hamburan sinar marahari dari molekul atmosfer , pada panjang gelombang pendek . karena itu cahaya yang tersebar dibumi pada sudut pandang yang besar dari titik cahaya  matahari , berada pada ujung biru spectrum . atau  langit biru  lebih terlihat jenuh ketika melihat sudut yang lebih jauh dari titik matahari . sehingga dapat dikatakan bahwa hamburan putih didekat matahari dikaitkan dengan hamburan yang tidak bergantung pada panjang gelombang .

Reylight mengacu pada hamburan cahaya dari molekul – molekul udara . hamburan dari molekul dan partikel yang sangat kecil . Raylight scattering dianggap sebagai hamburan elastic karena energy foton dari photon yang tersebar tidak berubah . Relight Raman hamburan dimana foton yang tersebar mmiliki energy foton yang lebih tinggi atau lebih rendah , yang biasanya melibatkan mod vibrasi dari molekul.

Ketika cahaya melewati kerapatan berbeda dari partikel yang tersebar diudara, cahaya melengkung – atau berpendar dan saling memantulkan spectrum dari partikel-partikel kecil diudara. sehingga pada siang hari, partikel – partikel diatmosfer menyebarkan sinar matahari sehingga gelombang biru tidak diserap, tetapi dipantulkan. ketika matahari terbenam,  hal yang sama terjadi namun karena sudut matahari dan  kerapatan volume gas, cahaya kemerahan Nampak dari panjang gelombang yang lebih panjang dalam spectrum cahaya.

Sumber:
Kafeastronomi.com
Universetoday.com
Atoptics.co.uk
Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Previous Post
Next Post

0 komentar:

santun