Hamburan Rayleigh itu apa sih?

Hamburan Rayleigh () dinamai berdasarkan seorang fisikawan Inggris Lord Rayleigh (John William Strutt), adalah teori hamburan elastis cahaya atau radiasi elektromagnetik lain oleh partikel-partikel penghambur yang memiliki panjang gelombang lebih kecil dibandingkan dengan cahaya/radiasi yang dihamburkannya. Apabila frekuensi cahaya berada di bawah/lebih kecil dari frekuensi resonansi partikel penghambur (dinamakan rezim dispersi normal), maka jumlah hamburan yang dihasilkan akan berbanding terbalik dengan pangkat empat panjang gelombang cahaya yang dihamburkan.

Perubahan polaritas elektrik partikel-partikel di udara menyebabkan hamburan Rayleigh. Medan listrik yang berosilasi dalam gelombang cahaya berinteraksi dengan elektron dalam partikel dan menyebabkan muatan tersebut ikut berosilasi (bergerak bolak-balik) dengan frekuensi yang sama dengan medan listrik cahaya datang. Partikel-partikel inilah yang bisa diamati sebagai sinar hamburan, atau dengan kata lain partikel-partikel itu menjadi dipol-dipol yang meradiasikan sinar hamburan. Partikel-partikel yang dapat menghamburkan tersebut bisa terdiri dari banyak atom dan molekul. Kebanyakan hamburan yang diamati terjadi ketika cahaya melewati medium berupa gas, namun peristiwa hamburan Rayleigh juga bisa terjadi di medium padat dan cair.

Hamburan Rayleigh yang terjadi pada sinar matahari ketika melewati atmosfer bumi menyebabkan warna biru di langit, termasuk juga corak kuning-merah di langit ketika posisi matahari di bawah cakrawala atau pada saat sebelum terbit dan setelah terbenam matahari. Cahaya matahari juga mengalami peristiwa hamburan Raman, yaitu teori hamburan inelastis cahaya yang selain menyebabkan perubahan arah partikel cahaya (foton) seperti hamburan Rayleigh, juga menyebabkan perpindahan energi (dalam bentuk rotasi) antara dua partikel yang bertumbuk.

Hamburan oleh partikel penghambur yang memiliki panjang gelombang lebih besar atau hampir sama dengan panjang gelombang cahaya bisa dianalisis menggunakan teori Mie, pendekatan dipol diskrit, dan teknik-teknik komputasi lainnya. Teori hamburan Rayleigh bisa digunakan terbatas pada partikel yang lebih kecil panjang gelombangnya dibandingkan cahaya yang dihamburkan dan umumnya memiliki indeks bias ≅ 1.