Fatamorgana dalam Fisika

Tahukah Anda bagaimana fatamorgana itu bisa terjadi? apakah fatamorgana merupakan sebuah ilusi belaka ataukah benar adanya?

Fatamorgana merupakan sebuah fenomena di mana optik yang biasanya terjadi di tanah lapang yang luas seperti padang pasir atau padang es. Fatamorgana adalah pembiasan cahaya melalui kepadatan yang berbeda, sehingga bisa membuat sesuatu yang tidak ada menjadi seolah ada. Fenomena ini biasa dijumpai di tempat panas dan Gunung Brocken di Jerman.

Fatamoragana

Seringkali di gurun pasir, fatamorgana menyerupai danau atau air atau kota. Ini sebenarnya adalah pantulan daripada langit yang dipantulkan udara panas. Udara panas ini berfungsi sebagai cermin. Kata 'Fatamorgana' adalah nama saudari Raja Arthur, Faye le Morgana, seorang peri yang bisa berubah-ubah rupa.

Pernahkah Anda melihat adanya genangan air di jalan pada waktu siang hari yang panas? Biasanya genangan air itu terlihat dari tempat yang agak jauh dari kita, tetapi setelah kita mendekati genangan air tersebut seperti hilang. Aneh bukan? Namun kita tidak perlu heran karena semuanya dapat dijelaskan secara ilmiah. Adanya genangan air di jalan pada siang hari merupakan salah satu fenomena alam yang dapat dikaji secara fisika. Fenomena alam semacam itu dinamakan fatamorgana. Fatamorgana tidak hanya terjadi di jalan, pada siang hari di gurun juga terjadi fatamorgana. Para musyafir yang sedang menyusuri gurun sering melihat ada genangan air. Saat mereka kehausan sangat membutuhkan air, mereka mendekat tempat genangan air tersebut, namun genangan air itu menghilang. Rupanya ia telah tertipu oleh alam karena itu adalah fatamorgana.

Menurut kajian ilmiah, genangan air di jalan beraspal maupun di gurun pada siang hari yang panas sebenarnya tidak ada. Di gurun memang ada genangan air sungguhan yang dinamakan dengan oase. Oase adalah sumber mata air digurun atau padang pasir. Secara nalar, genangan air di jalan beraspal hanyalah ilusi optis karena pada siang hari yang panas, air mengalami proses penguapan. Sebenarnya apa fatamorgana itu? mengapa fatamorgana muncul di jalan beraspal maupun gurun pada siang hari? Lalu apakah fenomena ini juga terjadi pada malam hari?

Secara umum, fatamorgana tampak sebagai noda basah yang menggenang di jalan raya pada siang hari yang panas, dalam ilmu fisika fatamorgana diartikan sebagai gejala pemantulan sempurna sebagai akibat perbedaan kerapatan udara pada suatu medium. Pada siang hari yang panas, lapisan udara yang berada tepat diatas permukaan jalan beraspal maupun gurun pasir lebih panas daripada lapisan udara diatasnya. Lapisan udara yang tepat diatas permukaan jalan beraspala dan gurun pasir memiliki kerapatan optik lebih kecil daripada kerapatan optik lapisan udara diatasnya. Oleh karena itu sinar matahari yang datang dari lapisan udara dingin menuju ke lapisan udara di dekat permukaan jalan beraspal dan gurun pasir yang sifatnya lebih panas, akan dibiaskan menjauhi garis normal. Ini sesuai dengan teori pembiasan cahaya yang menyatakan bahwa sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat, akan dibiaskan menjauhi garis normal. Sebaliknya, sinar datang dari medium kurang rapat ke medium  yang lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal.
Semakin lama berkas cahaya yang mengenai lapisan udara panas didekat permukaan jalan beraspal dan gurun pasir memiliki sudut datang lebih besar daripada sudut batas (900) . Lalu apa yang akan terjadi jika sudut datang cahaya lebih besar daripada sudut batasnya? Jika sudut datang lebih besar daripada sudut batas, akan terjadi pemantulan sempurna. Pada peristiwa fatamorgana, cahaya matahari mengalami pemantulan sempurna sehingga jalan beraspal maupun gurun pasir tampak seperti berair. Jika mata kita berada dalam berkas pemantulan sempurna, kita akan melihat bayangan terbalik dari benda-benda yang berada di depan kita, seperti melihat di cermin.

Sumber :
http://www.ipapedia.web.id/2015/02/ilusi-optis-fatamorgana.html