Warna matahari sebenarnya tidak berwarna, Jika melihatnya dengan perbedaan waktu akan mengalami perubahan dan perbedaan warna. Warna matahari di pagi hari, siang, dan sore hari adalah karena adanya pengaruh difraksi cahaya matahari oleh atmosfer bumi.
Perbedaan panas matahari dalam ilmu fisika saat pagi siang dan sore juga menjadi satu kesatuan dari peristiwa yang terjadi pada matahari.
Pada pagi dan sore hari, cahaya matahari harus menembus atmosfer yang lebih tebal daripada di siang hari. padahal di atmosfer, cahaya matahari dihamburkan oleh partikel-partikel yang ada. Tapi, hanya cahaya berwarna biru yang terkena dampaknya karena panjang gelombangnya yang pendek. Akibatnya, hanya warna merah yang bisa kita lihat ketika pagi dan sore hari. hamburan yang terjadi itu disebut dengan hamburan rayleigh. Hal ini menjadi penyebab yang sama antara langit di siang hari akan terlihat biru.
Saat matahari mulai terbit dan terbenam maka langit sebagian akan berwarna berwarna merah, langit berwarna biru, dan cahaya langit terpolarisasi (paling tidak sebagian). Fenomena ini bisa dijelaskan oleh molekul atmosfer atas dasar penghamburan cahaya. Ini menjelaskan bahwa kedudukan matahari dan bentuk bayangan benda saat pagi hari.
Perbedaan panas matahari pagi, siang dan sore
Penghamburan cahaya yang ditimbulkan oleh atmosfer bumi bergantung kepada panjang gelombang. Untuk partikel-partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya (seperti molekul udara), partikel-pertikel tersebut tidak merupakan rintangan yang besar bagi panjang gelombang yang panjang dibandingkan bagi yang pendek. Penghamburan warna akan berkurang, cahaya berwarna jingga dan merah dihamburkan lebih sedikit dari biru dan ungu, yang merupakan penyebab langit berwarna biru.
Pada saat matahari terbenam, dipihak lain, berkas cahaya matahari melewati panjang atmosfer maksimum. Banyak dari warna biru yang telah dikeluarkan dengan penghamburan. Warna biru berarti kurangnya cahaya yang mencapai permukaan bumi, yang merupakan alasan matahari terbenam berwarna kemerahan. Langit hanya berwarna biru di siang hari.
Beberapa sebab mengapa langit saat itu berwarna biru
Bumi diselubungi lapisan udara yang disebut atmosfer. Walaupun tidak terlihat, udara sebenarnya terdiri atas partikel-partikel kecil. Partikel-partikel kecil dalam atmosfer itu dihamburkan oleh cahaya dari matahari. Tetapi kita tahu, cahaya dari matahari terdiri dari paduan semua warna, dari merah, kuning, hijau, biru, hingga ungu. Warna-warna itu memiliki frekuensi yang berbeda. Merah memiliki frekuensi yang lebih kecil dari kuning, kuning lebih kecil dari hijau, hijau lebih kecil dari biru, biru lebih kecil dari ungu. Itu juga menjadi alasan mengapa cahaya matahari pagi tidak terasa panas.
Semakin besar frekuensi cahaya, semakin kuat cahaya itu dihamburkan. Warna langit adalah sebagian cahaya matahari yang dihamburkan. Karena yang paling banyak dihamburkan adalah warna berfrekuensi tinggi (hijau, biru, dan ungu), maka langit memiliki campuran warna-warna itu, yang kalau dipadukan menjadi biru terang. Karena warna biru banyak dihamburkan, maka warna matahari tidak putih sempurna, seperti yang seharusnya terjadi jika semua warna dipadukan.
Warna matahari menjadi sedikit agak jingga. Pada sore hari, sering matahari berubah warna menjadi merah. Pada saat itu, sinar matahari yang sudah miring menempuh jarak lebih jauh untuk mencapai mata kita, sehingga semakin banyak cahaya yang dihamburkan. Sehingga yang tersisa hanyalah cahaya frekuensi rendah, yaitu merah.
Di bulan dan di planet yang tidak memiliki atmosfir, cahaya matahari tidak dihamburkan, sehingga langit selalu berwarna hitam, walaupun di siang hari. Gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid adalah Efek Tyndall. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek Tyndall ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris.
Efek Tyndall bisa menjelaskan kengapa langit pada siang hari berwarna biru, sedangkan ketika matahari terbenam di ufuk barat berwarna jingga atau merah.
Hal itu dikarenakan penghamburan cahaya matahari oleh partikel-partikel koloid di angkasa, dan tidak semua frekuensi sinar matahari dihamburkan dengan intensitas yang sama. Frekuensi berbanding lurus dengan intensitas cahaya, maka ketika matahari melintas di atas kita, frekuensi paling tinggilah yang banyak sampai ke mata kita, sehingga kita melihat langit biru.
Ciri-ciri langit saat matahari terbenam – Ketika matahari hampir terbenam, hamburan cahaya yang frekuensinya yang rendahlah yang lebih banyak sampai ke kita, sehingga kita menyaksikan langit berwarna jingga atau merah. Cahaya akan tampak dalam spektrum cahaya, merah-jingga-kuning-hijau-biru-ungu. Dari warna ungu sampai merah, frekuensinya dari tinggi. Jadi warna-warna yang mendekati merah memiliki frekuensi cahaya tinggi, dan warna-warna yang mendekati ungu memiliki frekuensi cahaya rendah.
