Cahaya Kasat Mata

Apa Itu Spektrum Cahaya Kasat Mata?

Spektrum cahaya kasat mata adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat dilihat mata manusia. Secara sederhana, kisaran panjang gelombang ini disebut cahaya kasat mata. Biasanya, mata manusia dapat mendeteksi panjang gelombang dari 380 hingga 700 nanometer.

Panjang Gelombang Cahaya Kasat mata

Semua radiasi elektromagnetik adalah cahaya, tetapi kita hanya dapat melihat sebagian kecil dari radiasi ini yang disebut cahaya kasat mata. Sel berbentuk kerucut di mata manusia bertindak layaknya receiver yang disetel pada panjang gelombang pita spektrum sempit ini. Bagian lain dari spektrum elektromagnetik di luar cahaya kasat mata memiliki panjang gelombang yang terlalu besar atau terlalu kecil dan terlalu energik, mengingat keterbatasan persepsi biologis kita.

Ketika spektrum penuh cahaya kasat mata bergerak melalui prisma, panjang gelombang terurai ke dalam warna pelangi karena setiap warna mewakili panjang gelombang yang berbeda. Warna ungu adalah panjang gelombang yang terpendek, sekitar 380 nanometer, sedangkan warna merah adalah panjang gelombang terpanjang, sekitar 700 nanometer.

(Kiri) Eksperimen Isaac Newton pada tahun 1665 tentang bagaimana prisma membengkokkan cahaya kasat mata dan setiap warna membias pada sudut yang sedikit berbeda tergantung warna panjang gelombang.
Kredit: Troy Benesch.
(Kanan) Setiap warna yang menyusun pelangi mewakili panjang gelombang dalam spektrum elektromagnetik.

Korona Matahari

Matahari adalah sumber paling dominan untuk gelombang cahaya kasat mata yang diterima mata manusia. Korona atau lapisan terluar atmosfer Matahari dapat dilihat dalam cahaya kasat mata. Karena sangat redup, korona hanya bisa diamati selama fenomena gerhana Matahari total.

Foto di bawah ini diambil selama fenomena gerhana Matahari total ketika fotosfer dan kromosfer hampir sepenuhnya terhalang oleh Bulan. Pola yang meruncing --pita koronal-- di sekitar Matahari adalah aliran plasma yang dihasilkan oleh garis-garis medan magnet yang memanjang jutaan mil ke ruang angkasa.

cahaya-kasat-mata-01-informasi-astronomi

Warna dan Suhu

Semakin panas sebuah objek, ia memancarkan energi yang didominasi oleh panjang gelombang yang lebih pendek dan warnanya berubah di depan mata kita. Nyala api pada las besi terlihat bergeser dari warna kemerahan ke kebiruan ketika dipanaskan. Dengan cara yang sama, warna bintang memberikan informasi kepada para ilmuwan tentang suhu bintang.

Matahari kita menghasilkan lebih banyak cahaya kuning karena suhu permukaannya sekitar 5.500°C. Jika permukaan Matahari lebih dingin --katakanlah 3.000°C-- Matahari akan terlihat kemerahan, seperti bintang Betelgeuse. Jika Matahari lebih panas --sekitar 12.000°C-- maka akan terlihat biru, seperti bintang Rigel.

Eksperimen Isaac Newton pada tahun 1665 menunjukkan bagaimana prisma membengkokkan cahaya kasat mata dan setiap warna membias pada sudut yang sedikit berbeda tergantung pada warna panjang gelombang.

cahaya-kasat-mata-02-informasi-astronomi

Kredit: Jenny Mottar; Image Courtesy of SOHO/consortium

cahaya-kasat-mata-03-informasi-astronomi

Kamera High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) di pesawat antariksa Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) menangkap gambar spektakuler Kawah Victoria dalam panjang gelombang cahaya kasat mata.
Kredit: NASA/JPL/Universitas Arizona

Karakteristik Spektrum dan Spektral

Observasi rinci terhadap spektrum cahaya kasat mata dari Matahari dan bintang-bintang lain menunjukkan pola garis gelap yang disebut garis serapan. Pola ini menyediakan petunjuk ilmiah penting untuk mengungkap sifat tersembunyi dari seluruh objek astronomi.

Elemen tertentu di atmosfer Matahari menyerap warna cahaya tertentu. Pola garis dalam spektrum seolah sidik jari untuk atom dan molekul. Dengan melihat spektrum Matahari, misalnya, sidik jari elemen akan terlihat jelas bagi para ilmuwan yang dibekali pengetahuan tentang pola garis gelap.

cahaya-kasat-mata-04-informasi-astronomi

Pola juga terlihat jelas dalam grafik reflektansi sebuah benda. Elemen, molekul dan bahkan struktur sel memiliki ciri khas reflektansi masing-masing. Grafik reflektansi suatu objek yang melintasi spektrum disebut karakteristik spektral. Sebagaimana diperlihatkan pada gambar di bawah ini, karakteristik spektral Bumi terlihat berbeda dalam spektrum cahaya kasat mata.

cahaya-kasat-mata-05-informasi-astronomi

Kredit: Jeannie Allen

Active Remote Sensing (Altimetri)

Laser altimetri adalah contoh Active Remote Sensing (penginderaan jauh aktif) menggunakan cahaya kasat mata. Instrumen Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) NASA yang terpasang di Ice, Cloud, and land Elevation Satellite (ICESat), memungkinkan para ilmuwan untuk menghitung ketinggian lapisan es kutub Bumi menggunakan laser dan data penyokong.

Perubahan ketinggian dari waktu ke waktu mengarah ke estimasi variasi jumlah air es yang tersimpan di planet kita. Gambar di bawah ini menunjukkan data ketinggian di aliran es Antartika Barat.

Altimeter laser juga dapat mengukur ketinggian dan karakteristik awan, struktur kanopi vegetasi hutan, termasuk deteksi distribusi aerosol yang bersumber dari badai debu dan kebakaran hutan.