WARNA CAHAYA

(C) 2006―2010 ― Achmad Firwany


CAHAYA NYATA DAN CAHAYA MAYA

Seberkas cahaya putih bilamana dibiaskan melalui sebuah prisma bening akan terurai atas 7 komponen spektral warna bianglala atau pelangi (rainbow): merah, jingga, kuning, hijau, nila, biru, dan lembayung.

Merah, hijau, biru adalah warna dasar cahaya. Jika merah kita campur dengan biru, maka akan muncul warna lembayung. Jika biru kita campur dengan hijau, maka akan muncul nila (indigo). Percampuran dua atau lebih warna akan menghasilkan ribuan warna baru, yang merupakan warna-antara (hue) .

Jika hitam dicampur dengan putih, maka muncul kelabu, yang gelap-terangnya tergantung dari persentasi hitam dan putih. Jika masing-masing warna kita campur dengan hitam dan atau putih, maka kita dapatkan lagi jutaan aneka warna yang berbeda dalam kecerahan (brightness) gelap-terang dan kemurnian (purity) warna aslinya.


TUJUH WARNA SPEKTRAL CAHAYA | SEVEN SPECTRAL COLORS OF LIGHT

PENGURAIAN CAHAYA PUTIH OLEH PRISMA BENING KE CAHAYA WARNA



Dalam udara, jika air mengalami penguapan, maka akan terbentuk uap air, asap, kabut, awan atau mega, dan sebaliknya jika awan mengalami pengembunan, maka akan terjadi butir-butir air, atau tetes-tetes air, yang jika ditembus oleh seberkas sinar cahaya, maka berkas sinar cahaya transparan tersebut akan dibiaskan oleh kebeningan air, dan cahaya yang dibiaskan akan diproyeksikan ke langit dan akan membentuk suatu busur-hujan (rainbow), pelangi atau bianglala yang terdiri dari tujuh komponen warna spektral.

Jika tujuh cahaya warna ini dipersatukan kembali, maka akan diperoleh cahaya putih seperti semula. Artinya, cahaya putih terdiri dari segala warna.

Tiga warna dasar cahaya adalah RGB (red, green, blue; merah, hijau, biru). Jika merah dipadukan dengan biru, maka dihasilkan V (violet, lembayung). Jika merah dipadukan dengan hijau, maka dihasilkan Y (yellow, kuning). Jika biru dipadukan dengan hijau, maka dihasilkan I (indigo, nila). Jika semua dipadukan bersama maka kembali jadi putih.

Dalam konteks cahaya, putih berarti penuh cahaya (full of light) dan hitam berarti tiada cahaya (no light). Dari sini dihasilkan kebenderangan (brightness) dan kegelapan (darkness). Jadi dari tiga warna dasar dan persentasi pencahayaan, dapat dihasilkan warna tak terhingga banyaknya.







Diluar rangkum tujuh warna cahaya diatas, tak ada lagi yang bisa dilihat dengan mata biasa, dimana merah-infra (infra-red) atau cahaya-infra (infra-photic) dan lembayung-ultra (ultra-violet) atau cahaya-ultra (ultra-photic), menjadi batas terendah dan batas tertinggi penglihatan manusia (human limits of visibility).

Semua radiasi diatas dan dibawah limit penglihatan manusia ini tak dapat kita lihat dengan mata biasa, namun dapat kita deteksi keberadaannya, dan diukur kualitas dan kuantitas radiasinya.


Cahaya lembayung-ultra terdiri dari lembayung-ultra dekat (near ultra-violet) dengan rangkum panjang-gelombang antara 4,0 x 10 exp —7 s/d 10 exp —8 meter, dan lembayung-ultra jauh (far ultra-violet) dengan rangkum panjang-gelombang antara 10 exp —8 s/d 10 exp —9 meter.

Diatas frekuensi cahaya lembayung-ultra adalah radiasi x atau sinar Roentgen, dengan rangkum panjang-gelombang antara 10 exp —9 s/d 10 exp —11 meter; terbagi atas radiasi x lunak, 10 exp —9 s/d 10 exp —10, dan radiasi x keras, 10 exp —10 s/d 10 exp —11; dimana radiasi x ini juga memiliki spektrum, tapi tak dapat dilihat mata.

Diatasnya lagi adalah radiasi Gamma, merupakan radiasi peluruhan radioaktiv (radioactive decay) karena disintegrasi atomik atau fissi nuklir (atomic disintegration, nuclear fision), dengan panjang-gelombang antara 10 exp —11 s/d 10 exp —13 meter.

Diatasnya lagi adalah radiasi kosmik berasal dari antariksa, terutama dari bintang kita, Matahari, mengadung elektron, proton, neutron, nucleon, deutron, neutrino, dan partikel atomik dan partikel nuklir lainnya, dengan panjang-gelombang lebih pendek daripada 10 exp —13 meter.


Cahaya merah-infra, terdiri dari merah-infra dekat (near infra-red) dengan rangkum panjang-gelombang antara 7,4 x 10 exp—7 s/d 10 exp—5 meter, dan merah-infra jauh (far infra-red) dengan rangkum panjang-gelombang antara exp—5 s/d 10 exp—4 meter.

Dibawah frekuensi cahaya merah-infra adalah radiasi gelombang-renik atau gelombang-mikro (microwave), dengan rangkum panjang gelombang antara 10 exp—4 m s/d 10 exp—1 m, dan rangkum frekuensi antara 1 GHz s/d 1 THz, , dengan aplikasi praktis antara 10 GHz s/d 100 GHz.

Dibawahnya lagi adalah rangkum frekuensi gelombang radio (radio wave), yang terdiri dari VSW (very short wave) 1 s/d 10 m, SW (short wave) 10 s/d 100 m, MW (medium wave) 100 s/d 1.000 m [1 km], LW (long wave) 1.000 sd/ 10.000 m [1 s/d 10 km], VLW (very long wave) 10.000 s/d 100.000 m [10 s/d 100 km], dan rangkum frekuensi antara 1 kHz dan 1 GHz, dengan aplikasi praktis antara 10 kHz s/d 100 MHz.



DUALITAS DAN KECEPATAN CAHAYA | DUALITY AND SPEED OF LIGHT

Berdasarkan pada fisika dan kosmologi, cahaya, dalam arti cahaya fisik (physical light), adalah status kelima materi (fifth state of matter) [pertama, padatan (contoh: tanah); kedua, cairan (contoh: air); ketiga, gas (contoh: udara); dan keempat, plasma (api)], dimana status keenam dan ketujuh diatasnya hanyalah ketunggalan atau singularitas fisik (physical singularity) dan keberadaan atau eksistensi fisik (physical existence).

Cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya, sinar, dan penglihatan (light, ray, and seeing) disebut: fotika, optika, dan skopika (photics, optics, and scopics). Cahaya adalah suatu gelombang elektromagnetik transversal yang merambat secara melintang, yakni gelombang radiasi atomik karena terkena pembakaran (burning), pemancaran atau radiasi (radiation), baik pelepasan (emission) maupun pemantulan (reflection). Cahaya tak memerlukan media rambat. Cahaya merambat dalam ruang hampa, namun dipengaruhi oleh gravitasi, berat benda karena bobot material.


Cahaya fisik memiliki dua wujud, sebagai gelombang energi dan partikel materi tanpa bobot atau masa (mass), yang dinamakan foton (photon) atau partikel "gamma", bergerak dalam ruang-waktu hampa semesta fisik dengan kecepatan mendekati 300 juta meter per detik, tepatnya, lebih-kurang 299.792.500 m/dtk.

Kecepatan cahaya sedikit menurun ketika melalui benda rapat karena ada hambatan, pembiasan atau pembelokan. Namun penurunannya sangat kecil dan hampir dapat diabaikan dibandingkan dengan kecepatannya dalam ruang hampa.

Kecepatan cahaya ini pertama kali diukur secara eksperimental di Ceveland pada 1880an oleh dua fisikawan, Michelson [Albert Abraham Michelson (1852—1931), fisikawan Jerman—Amerika, penemu interferometer] dan Morley [Edward Morley]; dan sekaligus membuktikan bahwa tak ada fluida hipotetik yang dinamakan "aether" di angkasa.


Karena cahaya bergerak dengan kecepatan tinggi, ia dapat digunakan sebagai pengukur jarak, dimana 1 detik cahaya = 299.792.500 meter = 299.792,5 km = 299,792.5 Mm, adalah jarak ditempuh cahaya dalam satu detik. Satu menit cahaya = 17.987.550 km = 17.987,550 Mm = 17,987.550 Gm. Satu jam cahaya = 1.079.253 Mm = 1.079,253 Gm = 1,079.253 Tm. Satu hari cahaya = 25.902.072 Mm = 25.902,072 Gm = 25,902.072 Tm. Setahum cahaya = 9.460.731.798 Mm = 9.460.731,798 Gm = 9.460,731.798 Tm = 9,460.731.798 kTm = 9,460.731.798 exp 15 m. [1 T (Tera) = 1.000 G (Giga) = 1.000.000 M (Mega) = 1.000.000.000 k (kilo)].




Lama waktu dibutuhkan oleh cahaya Bulan untuk sampai ke Bumi, rata-rata adalah 1,282 detik cahaya. Berarti jarak rata-rata Bulan dari Bumi adalah 384.201 km. Sedangkan lama waktu dibutuhkan oleh sinar Matahari untuk sampai ke Bumi, rata-rata adalah 8,317 menit cahaya. Berarti jarak rata-rata Matahari dari Bumi adalah 149.599.000 km atau 149,599 Gm, jarak mana dijadikan satuan ukuran yang dinamakan satu unit astronomik (astronomical unit).




Satu produk aplikasi cahaya dalam sains dan teknologi yang dapat digunakan untuk menentukan jarak dan atau mendeteksi keberadaan suatu benda tersembunyi adalah RADAR (Radio Detecting And Ranging), yang bekerja menggunakan prinsip gema (echo); dimana antara lain dapat digunakan untuk mengukur jarak dan arah gerak benda di angkasa. Produk lain lagi adalah MASER (Microwave Amplification by Stimulating Emission of Radiation) dan LASER (Light Amplification by Stimulating Emission of Radiation), yang bekerja menggunakan prinsip cahaya koheren dan sefase, sedemikian sehingga cahaya terkumpul jadi satu berkas sinar sangat energetik, yang bahkan mampu mengiris logam atau membakar dengan panas luarbiasa.


Dari seluruh keberadaan cahaya fisik, hanya sebagian kecil rangkum cahaya ini yang tampak (visible) dengan mata biasa, yakni cahaya berwarna, yang terletak dalam rangkum penampakan (range of visibility), yang membentuk spektrum warna, antara merah-infra (infra-red) dan lembayung-ultra (ultra-violet), atau antara panjang-gelombang (wave-length) 7,4 dan 4,0 x 10 exp —7 meter dan frekuensi 4,051 dan 7,495 x 10 exp 14 Hertz. Diluar rangkum ini, cahaya adalah bening (transparent) tak bisa dilihat dengan mata biasa, tapi efeknya, sampai batas tertentu, bisa dirasakan atau dideteksi, bergantung pada kepekaan detektor, yang dalam bahasa Arab disebut sebagai "ghayb".


Dalam fisika, energi dan materi adalah satu hal sama dalam wujud berbeda. Secara fisik, dalam kecepatan mendekati kecepatan cahaya, energi bisa menjelma jadi materi, via proses "materialisasi energi" (materialization of energy), dan sebaliknya, materi bisa menjelma jadi energi, via proses "annihilasi materi" (annihilation of matter). Karena cahaya memiliki dualitas energi—materi (energy—matter duality), ini menjelaskan bagaimana malä`ikat sebagai makhlüq cahaya (photonic creature), yang bergerak dengan kecepatan 0,999.999.999 . 999.999.999 ... kali kecepatan cahaya, bisa menjelma jadi berbagai wujud, termasuk wujud manusia, tapi kemudian sirna sekejap mata.

. . .

__________________________________________________

(C) 2006―2010 ― Achmad Firwany

HAKI (Hak Atas Kepemilikan Intelektual) karya tulis intelektual ini dilindungi oleh Undang-Undang Negara Republik Indonesia, dan juga oleh konvensi dan provisi internasional atas karya intelektual di tiap negara di seluruh dunia.

Tak sebagian pun dr tulisan, dokumen atau pagina jala ini boleh disalin, digandakan dan atau diperbanyak: diduplikasi, direplika, direproduksi, ditransmisi, ditranskripsi, ditranslasi kedlm bentuk bahasa apapun atau disimpan dlm satu sistem retrieval apapun; dlm bentuk apapun atau dlm cara apapun, mencakup tp tak terbatas pd cara optik, elektromagnetik, elektronik, elektromekanik, atau lainnya; utk maksud dan tujuan komersial; tanpa pemberitahuan dan perkenanan tertulis terlebih dulu dr pemilik hak atas karya intelektual ini.

Untuk non-komersial, penggunaan sebagai rujukan atau referensi, secara keseluruhan atau sebagian, harap cantumkan sumber informasi ini sebagai acuan.

TEORI WARNA DAN PRAKTEK PENCAMPURAN WARNA [15]

(C) 2006―2010 ― Achmad Firwany


SISTIM WARNA (COLOR SYSTEM)

Sistim warna adalah seperangkat alat representasi visual warna dan percampuran warna dlm bentuk perangkat,

• sistem warna 2-dimensi, 2D dgn koordinat xy, bidang warna.
  
• sistem warna 3-dimensi, 3D dgn koordinat xyz, ruang warna.
  

Disamping itu, ada 2 macam sistem warna,

• sistem warna obyektiv
  
• sistem warna subyektiv.
  

Utk sistim warna obyektiv, koordinat 3D xyz adalah: frekuensi dan panjang-gelombang sbg x, luminansi sbg y, dan puritas eksitasi | ransangan kemurnian sbg z.

Utk sistim warna subyektiv, koordinat 3D xyz adalah: hue sbg x, berliansi atau luminansi sbg y, dan kroma atau saturasi sbg z.

Dlm koordinat 3D, sistim warna membentuk suatu pohon bercabang yg secara keseluruhan membentuk sebuah bola, elipsoida, atau silinder.

Berdasarkan atribut warna yg digunakan dlm membentuk koordinat xyz, sistem warna ada bbrp macam, antara lain, sbb.

• HSV (hue, saturation, value) atau HSB (hue, saturation, brightness)
  
• HSL (hue, saturation, luminousity)
  
• HSI (hue, saturation, intensity)
  
• HLS (hue, lightness, saturation)
  
• HBL (hue, brightness, luminousity)
  
• dll.
  

Ada banyak sekali sistim warna, mulai dr yg digunakan utk pengecatan (painting)[RYB], utk pencetakan (printing) [CMY, CMYK], utk pencahayaan (lighting) [RGB, RGBW], kolorimetri komisi internasional pencahayaan yg berbasis SPD (spectral power distribution) [CIE XYZ SPD, CIE-LUV, CIE-LAB], sampai yg digunakan transmisi sinyal warna televisi dan rekayasa video (video engineering) [YUV, PAL, NTSC, dll] utk CRT (cathode ray tube), dan terakhir adalah sistim digital yg digunakan dlm pemprograman komputer (computer programming), dan universal colorcube [RGB-CMY] yg mencoba menggabung bbg sistim.

Meski demikian antara sistem berbeda bisa dilakukan transformasi koordinat secara matematik, menggunakan persamaan matematik antara dua sistem tsb. Ttg hal ini tak dikupas disini dan diluar cakupan tulisan ini.





RODA WARNA (COLOR WHEEL)

Adalah alat peraga percampuran warna menggunakan koordinat 2 dimensi.


RUANG WARNA (COLOR SOLID, COLOR SPACE)

Adalah alat peraga percampuran warna menggunakan koordinat 3 dimensi.



KUALITAS WARNA (COLOR QUALITY)

Kombinasi hue, kroma atau saturasi, dan berliansi atau luminansi, secara bersamaan menspesifikasi suatu tri-stimulus|rangsang warna, dan menjadi tolok-ukur kualitas warna (color quality).

Kualitas warna didefinisikan menggunakan seperangkat koordinat 3D xyz, yg setara dgn rasio masing2 nilai tri-stimulus xyz cahaya thdp total addisi 3 stimulus tsb.

Nilai tri-stimulus xyz adalah kombinasi 3 referensi atau stimuli cocok yg dibutuhkan utk mencocokkan secara tepat suatu warna tertentu dlm suatu sistem tri-kromatik menggunakan koordinat 3D xyz.

...

Sekian dulu dan semoga berguna ...

...

__________________________________________________

(C) 1998―2010 ― Achmad Firwany

HAKI (Hak Atas Kepemilikan Intelektual) karya tulis intelektual ini dilindungi oleh Undang-Undang Negara Republik Indonesia, dan juga oleh konvensi dan provisi internasional atas karya intelektual di tiap negara di seluruh dunia.

Tak sebagian pun dr tulisan, dokumen atau pagina jala ini boleh disalin, digandakan dan atau diperbanyak: diduplikasi, direplika, direproduksi, ditransmisi, ditranskripsi, ditranslasi kedlm bentuk bahasa apapun atau disimpan dlm satu sistem retrieval apapun; dlm bentuk apapun atau dlm cara apapun, mencakup tp tak terbatas pd cara optik, elektromagnetik, elektronik, elektromekanik, atau lainnya; utk maksud dan tujuan komersial; tanpa pemberitahuan dan perkenanan tertulis terlebih dulu dr pemilik hak atas karya intelektual ini.

Untuk non-komersial, penggunaan sebagai rujukan atau referensi, secara keseluruhan atau sebagian, harap cantumkan sumber informasi ini sebagai acuan.