Fenomena Optik Atmosfer: Mengapa Langit Berwarna Biru?

Ilustrasi: gambar langit biru dihiasi awan dan matahari 

Langit bisa berwarna biru dikarenakan adanya fenomena hamburan cahaya matahari oleh atmosfer Bumi, yang dikenal sebagai hamburan Rayleigh. 

Ketika cahaya matahari memasuki atmosfer, cahaya dengan panjang gelombang pendek (biru dan ungu, sekitar 400-500 nm) dihamburkan lebih banyak daripada cahaya dengan panjang gelombang panjang (merah dan kuning, sekitar 600-700 nm) oleh molekul-molekul gas di atmosfer, seperti nitrogen (N2) dan oksigen (O2).

Hamburan Rayleigh terjadi karena interaksi antara cahaya dan molekul-molekul gas di atmosfer, yang menyebabkan cahaya biru dihamburkan ke segala arah dengan intensitas yang lebih besar daripada cahaya merah. Sehingga, ketika kita melihat langit, yang kita lihat adalah cahaya biru yang dihamburkan ke segala arah.

Fenomena ini dapat dijelaskan oleh hukum hamburan Rayleigh, yang menyatakan bahwa intensitas hamburan cahaya sebanding dengan pangkat empat dari panjang gelombang cahaya.

Oleh karena itu, cahaya biru dengan panjang gelombang pendek dihamburkan lebih banyak daripada cahaya merah dengan panjang gelombang panjang.
Hamburan Rayleigh juga menjelaskan mengapa matahari terbit dan terbenam berwarna merah, karena cahaya biru telah dihamburkan ke segala arah, meninggalkan cahaya merah yang lebih panjang gelombang.