DUNIA DAN WARNA-WARNINYA

INTRO 

“Hikmah dan qudrah takkan sempurna melainkan dengan menciptakan lawannya agar masing-masing diketahui dari pasangannya. Cahaya diketahui dengan adanya kegelapan, ilmu diketahui dengan adanya kebodohan, kebaikan diketahui dengan adanya keburukan, kemanfaatan diketahui dengan adanya kemudharatan, dan rasa manis diketahui dengan adanya rasa pahit.” 

(Ibnul Qoyyim)

Pernahkan kalian membayangkan hidup di dunia grayscale? Aku rasa tidak sangat tidak menyenagkan ketika kita harus hidup di dunia dengan gradasi hitam-putih. Namun, apa yang kita rasakan sekarang ini tentu jauh dari pertanyaan yang aku ajukan sebelumnya. Betapa tidak, kita hidup di dunia yang penuh warna. Hutan yang hijau, danau biru, pegunungan menjulang dan lautan tak bertepi. Namun, pernahkah terbesit dalam angan kalian bagaimana warna ini dapat tercipta? Sebagai (mantan) mahasiswa Kartografi dan Penginderaan Jauh, aku akan berbagi dengan kalian sedikit ilmu yang aku ketahui tentang warna.

Syarat yang mutlak diperlukan untuk membentuk warna adalah adanya sumber cahaya. Tanpa adanya sumber cahaya kita tidak akan dapat melihat warna. Mau bukti? Ingatkan kalian saat listrik mati di malam hari? Tentu saat itu kalian tidak dapat melihat apa-apa selain kegelapan jika kalian tidak memakai penerangan lain.

SPEKTRUM ELEKTROMAGNET

Demi matahari dan cahayanya di pagi hari (QS As Syams :1).

Matahari memancarkan radiasi elektromagnetik dengan kisaran panjang gelombang tertentu. Cahaya atau sinar adalah salah satu jenis radiasi ini yang dapat diindera oleh manusia dengan matanya. Semua radiasi matahari bergerak dalam bentuk gelombang sinusoidal pada kecepatan cahaya. Gelombang radiasi ini yang sering disebut gelombang/spektrum elektromagnetik. Gelombang ini terdiri atas gelombang listik sinusoidal dan gelombang magnetik sinusoidal yang saling tegak lurus.

(Sumber : Lillesand dan Kiefer)

Seperti pada ilmu fisika, gelombang mematuhi persamaan : 

C = f.λ 

dengan C adalah kecepatan cahaya (3.108 m/s), f frekuensi (Hertz), dan λ panjang gelombang. Gelombang elektromagnetik sering digolongkan berdasarkan panjang gelombangnya. Selain itu gelombang ini juga memenuhi persamaan : 

E = h.f 

Dengan E adalah energi suatu quantum (J) dan h adalah tetapan Planc (6,626.1034 J/s). Dua persamaan di atas disubstusi sehingga 

E = hc/λ 

Sehingga energi quantum secara proporsional berbanding terbalik dengan panjang gelombang.

(Sumber : Lillesand dan Kiefer)

JENDELA ATMOSFER DAN INTERAKSI ENERGI DI ATMOSFER 

Tidak semua spektrum elektromagnetik yang dipancarkan matahari diterima begitu saja oleh bumi. Sebagai planet yang unik dan keren, Bumi memiliki atmosfer unik yang mampu menjadikannya planet yang layak huni. Atmosfer menyeleksi spektrum-spektrum dari spektrum elektromagnetik sehingga hanya sebagian kecil saja yang dapat masuk. Bagian-bagian yang lulus seleksi inilah yang dapat melalui atmosfer dan mencapai permukaan bumi disebut jendela atmosfer. Atmosfer membiarkan spektrum tampak dan inframerah dekat melewatinya serta mencegah masuknya sinar-sinar mematikan lainnya. Hampir-hampir tidak ada radiasi sinar gama, X, ultraviolet, inframerah jauh, dan gelombang mikro yang mencapai permukaan bumi (Michael Denton, Nature’s Destiny, The Free Press, 1998, hal. 55). 

Spektrum-spektrum yang lulus seleksi oleh atmosfer ini tidak dapat mencapai permukaan bumi secara utuh. Hal ini disebabkan adanya hambatan oleh atmosfer itu sendiri. Proses penghambatan ini disebabkan oleh keberadaan zat-zat penyusun atmosfer seperti debu, uap air, dan gas-gas penyusun atmosfer. Bentuk hambatan antara lain hamburan dan serapan (Sutanto, 1986). 

Hamburan adalah penyebaran arah radiasi oleh partikel-partikel di atmosfer yang tidak dapat diperkirakan (Lillesand dan Kiefer, 1999). Hamburan terdapat berbagai jenis. Hamburan Rayleigh terjadi jika diameter radiasi energi berinteraksi dengan zat penyusun atmosfer yang lebih kecil. Panjang gelombang pendek dihamburkan lebih kuat oleh mekanisme ini karena pengaruh hamburan ini berbanding terbalik dengan pangkat empat panjang gelombang. Contoh perwujudan hamburan ini adalah warna biru pada langit. Hamburan jenis kedua adalah hamburan Mie. Hamburan ini terjadi jika diameter radiasi energi berinteraksi dengan zat penyusun atmosfer yang sama. Penyebab utama hamburan Mie adalah uap air dan debu di atmosfer. Hamburan ini cenderung mempengaruhi panjang gelombang yang lebih panjang dibandingkan hamburan Rayleigh. Hamburan jenis terakhir adalah hamburan non selektif, yang terjadi jika diameter radiasi energi berinteraksi dengan zat penyusun atmosfer yang lebih besar. Contoh hamburan ini adalah warna awan yang tampak putih. 

Serapan merupakan kebalikan dari hamburan. Serapan menyebabkan kehilangan efektif energi ke pembentuk atmosfer. Biasanya meliputi serapan energi pada panjang gelombang tertentu. Penyebabnya adalah uap air, karbon dioksida, dan ozon. 

INTERAKSI ENERGI DENGAN OBYEK DI PERMUKAAN BUMI 

Jika energi elektromagnetik mengenai suatu obyek di permukaan bumi, maka ada tiga kemungkinan interaksi padanya. Interaksi itu adalah ditransmisikan, diserap, dan dipantulkan sehingga energi yang mengenai obyek tersebut merupakan penjumlahan total ketiga interaksi energi tadi. 

Yang perlu dijadikan pegangan, setiap obyek memiliki karakteristik pantulan yang berbeda-beda dan khas. Pantulan tiap panjang gelombangnya (dengan obyek yang sama) juga berbeda. Variasi pantulan inilah yang menghasilkan efek visual yang disebut warna. Agar lebih jelas, aku akan menampilkan kurva pantulan tiga obyek global di bumi ini (vegetasi, tanah, dan air).

Jadi kita menyebut vegetasi berwarna hijau karena pada spektrum hijau dia memantulkan banyak bagian spektrum hijau (pada spektrum tampak, karena sekali lagi mata kita hanya dapat mengindera spektrum ini). 

OUTRO 

Matahari, sinar yang dihasilkannya, dan atmosfer adalah benda tak hidup yang tidak memiliki akal maupun kecerdasan. Ketiganya tak memiliki kehendak untuk bermusyawarah dan memutuskan untuk saling bekerja sama dengan perannya masing-masing dalam rangka menjadikan dunia agar dihiasi aneka warna. Lalu, siapakah yang menetapkan dan menciptakan mereka sedemikian rupa agar warna yang indah memukau di dunia ini terbentuk? Siapa lagi kalau bukan Pencipta ketiganya, yakni Allah yang Mahakuasa (Insight Magazine edisi 10). 

INSPIRASI : 

Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra by Lillesand & Kiefer, Fotogrmetri by Paul R. Wolf, Penginderaan Jauh Jilid 1 by Sutanto, dan Insight Magazine edisi 10.