Warna dan Energi dari Cahaya

Cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik. Kita mampu melihat karena adanya cahaya. Mata kita akan menangkap cahaya yang masuk melalui retina dan memprosesnya di otak kita. Cahaya yang tertangkap oleh retina mata memiliki beberapa warna. Cahaya yang mampu dianalisa oleh otak ini selanjutnya disebut dengan cahaya tampak. Ada banyak jenis cahaya lain yang tidak tampak atau terlihat oleh mata kita. contoh cahaya ini adalah sinar ultraviolet, gelombang radio, microwave atau sinar X. perbedaan jenis cahaya ini berdasarkan pada panjang gelombang atau frekuensi dari cahaya. Panjang gelombang adalah panjang dari suatu gelombang untuk menyelesaikan satu lintasan bukit dan lembah seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

satu panjang gelombang
Gambar 1. Satu panjang gelombang [1]

Sedangkan frekuensi adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai satu panjang gelombang. Seperti kita ketahui, semua gelombang elektromagnetik berjalan dengan kecepatan yang sama yaitu mendekati 300000 km/detik, maka hubungan antara kecepatan, panjang gelombang dan frekuensi adalah

Gambar 2 menunjukkan jenis-jenis gelombang elektromagnetik berdasarkan urutan panjang gelombangnya dari yang paling pendek hingga yang paling panjang.

gelombang elektromagnetik
Gambar 2. Macam-macam gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang paling pendek sampai panjang gelombang paling panjang

Dapat dilihat bahwa cahaya tampak hanyalah sebagian kecil dari gelombang elektromagnetik. Panjang gelombang terpendek adalah sinar X dan panjang gelombang terpanjang adalah gelombang radio.

Gelombang elektromagnetik telah banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari mulai dari foto sinar X untuk mengetahui struktur tulang, memindahkan data menggunakan wi-fi, radio, televise alat-alat komunikasi hingga microwave yang ada di dapur kita.

Gelombang elektromagnetik memiliki energi yang berbeda-beda bergantung pada besar kecilnya frekuensi dari suatu gelombang. Semakin besar frekuensi akan semakin besar pula energi yang dimiliki. Demikian pula sebaliknya. Hubungan antara frekuensi dan energi dinyatakan oleh persamaan berikut

Dengan h adalah konstanta planck sebesar j/s dan f adalah frekuensi (1/s).
Suatu molekul dapat menyerap suatu gelombang cahaya tertentu yang digunakan untuk energi eksitasi elektronnya, gerakan vibrasi molekulnya dan gerakan berputar dari molekulnya. Molekul klorofil memiliki dua macam eksitasi elektron seperti yang ditunjukkan pada pembahasan sebelumnya. Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa eksitasi pertama klorofil adalah cahaya merah dan eksitasi kedua adalah cahaya biru. Eksitasi pertama membutuhkan energi yang lebih kecil karena elektron berpindah dengan perbedaan yang lebih kecil dibandingkan dengan eksitasi kedua. Semakin besar jarak eksitasi elektron akan semakin tinggi pula energi yang diserap.

eksitasi klorofil
Gambar 3. Eksitasi molekul klorofil
Referensi:

[1] slide presentasi kuliah online www.edx.org dengan university of Tokyo dengan topic “quantum mechanic of moleculs” pekan 1

[2] video kuliah online www.edx.org dengan university of Tokyo dengan topic “quantum mechanic of moleculs” pekan 1

Nilai Artikel Ini
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Abdul Halim

Abdul Halim

Menamatkan program ST dan MT di Jurusan Teknik Kimia ITS. Sedang menempuh PhD di University of Tsukuba. Meneliti pemanfaatan bio-nanomaterial untuk pengolahan limbah cair.

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar