BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam yang banyak digunakan

sebagai dasar bagi ilmu-ilmu yang lain. Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala

alam secara keseluruhan. Fisika mempelajari materi, energi dan fenomena atau

kejadian alam, baik yang bersifat makroskopis maupun bersifat mikroskopis yang

berkaitan dengan perubahan zat atau energi.

Bidang fisika secara garis besar terbagi atas dua kelompok, yaitu fisika klasik

dan fisika modern. Fisika klasik bersumber pada gejala-gejala yang ditangkap oleh

indra. Fisika klasik meliputi mekanika, listrik magnet, panas, bunyi, optika dan

gelombang yang menjadi perbatasan antara fisika klasik dan fisika modern.

Optika adalah ilmu yang mempelajari tentang cahaya serta hubungan cahaya

dengan benda-benda lainnya, sedangkan alat optik merupakan alat yang bekerja

berdasarkan prinsip cahaya (Nurachmandani, 2009:121). Setiap manusia memiliki

alat optik tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari

panca indra yang berfungsi untuk melihat. Mata manusia mampu melihat fenomena-

fenomena alam yang indah dan unik, salah satunya adalah fenomena fatamorgana.

Fatamorgana adalah salah satu bentuk ilusi optik yang sangat unik dan

kompleks yang seperti halnya ilusi optik lainnya. Fatamorgana merupakan sebuah

fenomena yang terjadi di tanah lapang yang luas seperti padang pasir dan aspal. Pada

umumnya fatamorgana yang sering kita jumpai menyerupai seperti genangan air

1

pada suhu tertentu yang berada dipermukaan jalan, jenis fatamorgana ini disebut

fatamorgana inferior.

Fatamorgana inferior terjadi ketika suhu dipermukaan jalan lebih tinggi

dibandingkan suhu di udara, sehingga bayangan terbentuk tepat di bawah objek

aslinya. Menurut Bhatnagar (2006:106), mengemukakan “ Ketika fatamorgana

terlihat di bawah posisi objek aslinya disebut fatamorgana inferior”.

Pada keadaan tertentu fatamorgana dapat menghasilkan bayangan yang

berbeda dibandingkan fatamorgana pada umumnya, di mana bayangan tidak terlihat

di bawah objek aslinya melainkan bisa dilihat di atas atau di samping dari benda

sehingga terlihat seolah-olah seperti melihat halusinasi pada keadaan yang jarang

terlihat pada kehidupan sehari-hari.

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan diatas, maka

timbul pertanyaan bagaimanakah terjadinya peristiwa fatamorgana yang bayangan

dihasilkan tidak di bawah objek benda aslinya? Untuk menjawab pertanyaan tersebut

penulis tertarik untuk menyusun sebuah makalah dengan judul “Jenis-Jenis

Fatamorgana dan Proses Terjadinya“

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka yang menjadi perumusan masalah

dalam penulisan ini adalah bagaimana proses terjadinya fatamorgana yang ditinjau

dari jenisnya?

2

1.3 Tujuan Penulisan

Berdasarkan uraian rumusan masalah dan latar belakang di

atas, maka tujuan penulisan makalah ini adalah untuk membahas

bagaimana proses terjadinya fatamorgana yang ditinjau dari

jenisnya..

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan yang dapat diambil dari penulisan ini adalah untuk

menambah wawasan pembaca mengenai penyebab dan proses terjadinya

fatamorgana yang ditinjau dari berbagai jenis.

3

BAB II

LANDASAN TEORITIS

2.1 Pengertian Fatamorgana

Fatamorgana adalah sebutan kepada hal yang bersifat khayal yang tidak

mungkin dapat dicapai. Hal ini diambil dari gejala optis pada suatu permukaan yang

sangat panas yang tampak mengkilat seperti pemukaan air. Menurut Hartono (2007:

90), “Fatamorgana yaitu ilusi optik akibat pembiasan sinar matahari oleh udara

dengan tingkat kerapatannya berbeda”.

Fatamorgana sudah menjadi bagian dari cerita-cerita petualangan di padang

pasir, yaitu dimana seseorang yang tersesat, kelelahan, kelaparan dan kehausan

melihat di kejauhan ada genangan air, akan tetapi setelah didekati genangan air itu

menghilang. Pada cerita-cerita demikian dikesankan bahwa penglihatan orang itu

sebagai penglihatan khayal, atau halusinasi orang yang kelelahan. Akan tetapi tidak

demikian halnya, kejadian-kejadian itu benar ada dan bisa dialami oleh orang yang

segar bugar.

Fatamorgana biasanya berupa genangan air di tengah padang pasir atau

dipermukaan jalan beraspal yang terkena panas terik matahari. Ketika sinar matahari

menengenainya, maka terjadi perubahan suhu pada permukaan aspal sehingga

kerapatan udaranya menjadi renggang. Dengan adanya perubahan kerapatan udara

maka terjadi perbedaan indeks bias antara udara dipermukaan aspal dengan udara

disekitarnya.

4

2.2 Jenis-jenis Fatamorgana

Ditinjau dari posisi bayangannya, fatamorgana dibendakan menjadi 3 jenis,

diantaranya:

a. Fatamorgana inferior

Fatamorgana inferior merupakan jenis dari fatamorgana yang paling umum

terjadi dan dapat dilihat oleh semua orang. Saat terjadi fatamorgana inferior, sebuah

objek terlihat seperti sebuah genangan air di bawah objek yang sebenarnya dalam

keadaan terbalik, hal ini dapat terjadi karena ketika tanah atau aspal yang sangat

panas, panas akan diradiasikan keluar dari dalam tanah dan memanaskan udara yang

berada tepat di atasnya. Fatamorgana inferior dapat dilihat seperti gambar dibawah

ini.

Gambar 2.1 Fatamorgana inferiorhttp://25.media.tumblr.com/tumblr_lyonobuXLT1qfqcw0o1_1280.jpg

Ketika udara menjadi panas, maka indeks bias udara akan lebih kecil dari

indeks bias udara dingin. Menurut Giancoli (2006: 292), “Udara panas lebih tipis

dari udara sejuk, sehingga indeks bias sedikit lebih rendah di udara yang panas”.

5

Ketika cahaya melewati udara dingin dan masuk ke dalam udara yang panas, maka

cahaya akan dibelokkan.

Fatamorgana terlihat seperti sebuah benda yang tercermin dalam air karena

cahaya objek yang bergerak ke tanah dibelokkan dan bergerak ke mata dan

menciptakan citra ganda. Fatamorgana Inferior biasanya terlihat di jalan beraspal saat

cuaca panas dan cerah, dan sering terlihat seperti genangan air di permukaan jalan

tersebut.

b. Fatamorgana superior

Fatamorgana superior adalah bentuk ilusi optik yang luar biasa. Fatamorgana

superior ini biasanya banyak terjadi di laut dan di kutub, karena permukaan laut dan

kutub lebih dingin dibandingkan dengan udara disekitarnya, sehingga ketika udara

dingin terhambat oleh udara panas yang ada disekitarnya, terbentuklah banyangan

fatamorgana superior yang terjadi tepat berada diatas objek aslinya, seperti yang

terlihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.2 Fatamorgana superiorhttp://1.bp.blogspot.com/_Xd9fmVHklxc/TGjNRYvhG4I/AAAAAAAAAcQ/

n3EIPU3_SE8/s1600/02_when_boats_fly.JPG

6

Menurut Bhatnagar (2006: 106), “ketika fatamorgana terlihat di atas posisi

objek sebenarnya itu disebut fatamorgana superior”. Fatamorgana superior berada di

atas objek aslinya, bisa dalam keadaan terbalik maupun tegak lurus. Ketika

fatamorgana terlihat lebih tinggi di langit dari pada objeknya, fenomena itu biasanya

disebut looming (menjulang).

c. Fatamorgana lateral

Fatamorgana lateral adalah peristiwa ilusi optik yang terjadi pada sumbu

vertikal, dimana bayangan akan terbentuk berada di samping objek aslinya. Hal

tersebut sesuai dikemukakan oleh Lynch (2001:62) bahwa, “ketika permukaan

dinding disinari matahari, akan terlihat seperti sebuah cermin di permukaan bagian

luar dinding tersebut”.

Gambar 2.3 Contoh fatamorgana lateral

7

Fatamorgana lateral terjadi pada bidang vertikal dimana dinding lebih panas

dari udara hanya beberapa centimeter saja, sehingga medium udara dipermukaan

dinding lebih renggang dibandingkan medium udara di sekitarnya. Hal tersebut

sesuai dengan hukum snellius II yang menyatakan bahwa jika sinar datang dari

medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat akan dibiaskan menjauhi

garis normal.

2.3 Syarat Terjadinya Fatamorgana

Dibalik terbentuknya fenomena fatamorgana baik inferior, superior maupun

lateral memiliki syarat-syarat dalam pembentukan fatamorgana itu sendiri.

Fatamorgana akan terjadi jika:

a. Perbedaan indeks bias udara

Proses terbentuknya fatamorgana tak lepas dari perbedaan kerapatan antara

dua medium, yaitu antara medium udara panas dan medium udara dingin. Indeks bias

kedua medium juga berbeda, indeks bias udara dingin lebih besar dari pada indeks

bias udara panas, dikarenakan saat udara panas maka setiap partikel di udara menjadi

merenggang terjadilah pembiasan cahaya dan sebagian cahaya dipantulkan.

i n1

n1 < n2

n2

r

Gambar 2.4 Pembiasan cahaya http://cahkleca.blogdetik.com/files/2009/01/1.JPG

8

b. Pemantulan total (sempurna)

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, cahaya yang melewati bidang batas

dua medium yang berbeda indeks biasnya maka akan dibiaskan. Dalam keadaan

tertentu semua cahaya yang melewati bidang batas dapat dipantulkan tanpa ada

cahaya yang dibiaskan, meskipun medium kedua tembus cahaya, seperti yang terlihat

pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.5 Pemantulan total (sempurna)http://3.bp.blogspot.com/-InqLTMyJXog/USRZlU54edI/AAAAAAAAGwY/BWsK49vJA7Q/

s1600/pemantulan+sempurna.png

Gambar di atas menunjukkan bagaimana peristiwa ini dapat terjadi. Sinar

memancar dari sumber cahaya P dalam medium pertama (indeks bias n1). Sinar-sinar

menumbuk bidang batas permukaan medium kedua (indeks bias n2), dengan n1>n2.

Misalnya medium pertama air dan medium kedua udara. Berdasarkan hukum

Snellius,

sin r=n1

n2

sin i

Karena n1>n2, maka n1/n2 selalu lebih besar dari pada satu. Akibatnya, sin r >

sin i atau r > i dan berkas sinar itu dibelokkan menjauhi garis normal. Jika sudut

datang i diperbesar, sudut bias r juga semakin besar. Akhirnya akan ditemukan suatu

9

nilai i yang lebih kecil dari 900 sehingga menghasilkan sin r = 1 atau r = 900. Hal ini

diperlihatkan oleh sinar 3 pada gambar 2.5, sinar ini mengalami pembiasan dengan

sudut bias 900. Dengan kata lain, sinar 3 yang keluar dari medium 1 berimpit dengan

permukaan bidang batas.

Dari penjelasan di atas, sudut datang yang menghasilkan sudut bias 900

dinamakan sudut kritis atau sudut batas, dengan simbol ik . Jika sudut datang lebih

besar dari pada sudut kritis, sinus sudut bias yang dihitung dengan hukum Snellius

menjadi lebih besar dari pada satu. Hal ini tidak mungkin, jika hal ini terjadi, sinar

tidak dapat melewati medium kedua. Sinar itu akan dipantulkan kembali ke medium

pertama. Peristiwa ini dinamakan pemantulan sempurna atau pemantulan total.

Dengan demikian pemantulan sempurna hanya dapat terjadi jika cahaya melewati

medium yang berbeda.

10

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Proses Terjadinya Fatamorgana

Terjadinya fatamorgana menurut ahli science bisa dibilang bayangan yang

menipu, yang biasanya terjadi pada orang yang berpergian jauh melewati jalan raya,

gurun pasir yang gersang dan panas. Berikut adalah adalah proses terjadinya

fatamorgana inferior, fatamorgana superior dan fatamorgana lateral.

a. Fatamorgana inferior

Fatamorgana inferior sering terjadi di padang pasir ketika udara sangat panas

yang mengakibatkan indeks bias udara dipermukaan padang pasir menjadi lebih

renggang sehingga membelokkan dan menyimpangkan sinar matahari.

11

(a)http://www.world-mysteries.com/illusions/inferior_mirage.jpg

(b)(Sumber : Sardar Sight. 2009. Longman Science. Hal: 74)

Gambar 3.1 (a) Seorang sedang mengamati pohon kelapa di gurun pasir, (b) proses

terjadinya fatamorgana inferior

Dari gambar 3.1 (b) terlihat adanya perbedaan suhu yaitu: Hot air (udara

panas), Warm air (udara hangat) dan Cool air (udara dingin). Udara dingin memiliki

kerapatan lebih pekat dan lebih berat dibandingkan udara panas. Dalam

kenyataannya, lapisan udara yang panas yang ada di dekat tanah terperangkap oleh

lapisan udara yang lebih dingin di atasnya.

Cahaya yang datang dari udara dingin ke udara panas dibiaskan ke arah garis

horisontal pandangan. Saat cahaya berada dibatas medium, terbentuk banyaknya

sudut, seperti sudut kritis dimana sinar datang membentuk sudut sinar bias sebesar

900. Fatamorgana akan terjadi jika sudut datang lebih besar dari sudut kritis.

12

Sehingga sinar tidak dibiaskan melainkan dipantulkan kembali ke atas karena terjadi

pemantulan sempurna seperti yang terlihat pada gambar 3.1b, di titik B dimana sinar

datang sama dengan sinar pantul.

b. Fatamorgana superior

Fatamorgana superior sering terjadi di atas laut dan dikutub yang dingin.

Fatamorgana superior terjadi jika permukaan suatu medium lebih dingin

dibandingkan dengan medium disekitarnya.

Gambar 3.2 Proses terjadinya fatamorgana superiorhttp://3.bp.blogspot.com/-as2MiN_z82s/UBja0k3Fs3I/AAAAAAAACgA/VPKzvttB5Gg/s320/

fatamorgana4.jpg

Dari gambar di atas, seorang yang berada dipinggiran pantai sedang melihat

sebuah kapal yang terletak jauh di atas laut. Udara dipermukaan laut lebih dingin

dibandingkan dengan udara yang berada di sekitaranya. Dalam keadaan ini, udara

dingin terperangkap oleh udara panas yang ada di atasnya.

Kapal berada di atas laut yang artinya kapal berada di dalam udara dingin.

Fatamorgana superior tak lepas dari pembiasan dan pemantulan sempurna. Sinar

yang datang dari udara dingin menuju ke udara panas di atasnya melengkung atau

terjadi pemantulan sempurna, sehingga terjadilah fatamorgana superior.

13

c. Fatamorgana lateral

Fatamorgana lateral terjadi di bidang yang vertikal, seperti di dinding.

Fatamorgana ini terjadi saat udara di dekat dinding menjadi panas karena disinari

oleh matahari dan udara di sekitarnya dingin, sehingga terjadi perbedaan indeks bias

antara kedua udara.

Gambar 3.3 Pembelokan cahaya fatamorgana lateral

Gambar 3.3 di atas adalah proses terjadinya fatamorgana lateral, terlihat ada

sebuah mobil dan sebuah tongkat panjang disamping mobil tersebut. Seorang

pengamat, mengamati kedua benda tersebut pada saat udara sangat panas disamping

dinding. Saat cuaca panas, dinding menyerap panas matahari dan meradiasikan panas

tersebut sehingga udara yang sangat dekat dengan dinding tersebut menjadi lebih

panas dibandingkan dengan udara yang ada disekitarnya. Pada gambar di atas, no 1

14

menunjukkan sebuah tongkat atau objek aslinya sedangkan no 2, 3 dan 4

menunjukkan sinar dari tongkat itu dibelokkan dan menuju ke pengamat.

3.2 Peristiwa Fatamorgana

Fatamorgana adalah peristiwa alam yang alami. Fatamorgana itu adalah suatu

ilusi atau kekeliruan penglihatan, yaitu suatu peristiwa yang kadang-kadang terlihat

di gurun pasir atau di atas jalan aspal yang rata, yang tampak seperti suatu genangan

air atau suatu cermin, sedangkan benda-benda yang jauh letaknya, misalnya

pepohonan, akan terlihat terbalik, Hal ini disebabkan pemantulan dan pembiasan

sinar cahaya oleh lapisan udara yang panas atau kerapatan udara yang berbeda.

Gambar 3.4 Pembelokan Cahaya Fatamorgana

Azas utama yang bekerja dalam hal ini bahwa indeks bias udara bertambah

bila kerapatan (massa jenis) udara bertambah besar. Udara panas mempunyai

kerapatan yang lebih rendah, dan dengan demikian mempunyai indeks refraksi yang

lebih kecil daripada udara yang lebih dingin.

Gambar 3.3 di atas memperlihatkan cahaya akan cenderung membelok ke

udara yang lebih dingin. Dalam kenyataannya pembelokan ini sering terjadi bila

terdapat perbedaan suhu yang relatif besar. Terjadinya inferior mirage, superior

mirage maupun lateral mirage disebabkan oleh kecepatan perubahan suhu yang

tinggi dari udara. Fatamorgana didasarkan pada penglihatan apakah benda yang

sebenarnya itu ada di atas atau dibawah.

15

Dalam cuaca yang tenang, lapisan udara yang secara signifikan lebih hangat

dapat berdiam lebih lama daripada udara yang lebih dingin dan padat, yang

kemudian membentuk saluran atmosfer yang bertindak seperti halnya terjadi pada

pembiasan lensa, menghasilkan serangkaian pencitraan yang terbalik dan tegak lurus.

3.3 Mengamati Fatamorgana

Fatamorgana paling sering terlihat di daerah kutub dan jalan beraspal,

terutama pada bongkahan besar es yang memiliki suhu rendah yang seragam. Namun

Fatamorgana dapat pula kita temukan di hampir setiap daerah. Pada daerah kutub,

fenomena fatamorgana dapat diamati pada hari ketika suhu cukup dingin, sedangkan

pada daerah gurun, di atas lautan dan di atas danau, fatamorgana dapat diamati ketika

hari sedang panas.

Untuk menciptakan fenomena fatamorgana, pembalikan panas yang terjadi

harus cukup kuat sehingga tingkat lengkungan arah cahaya dalam lapisan

pembalikan tersebut akan lebih kuat daripada tingkat lengkungan bumi. Pada kondisi

demikian, cahaya tersebut akan membengkok dan menciptakan busur. Posisi

pengamat harus berada didalam atau dibawah saluran atmosfir untuk dapat melihat

Fatamorgana tersebut.

Fatamorgana dapat disaksikan dari segala ketinggian selama masih berada di

dalam atmosfir bumi, baik itu dari ketinggian tepat diatas permukaan laut, pada

puncak pegunungan, bahkan pada saat kita berada di pesawat terbang. Saat terjadi

perubahan kondisi atmosfir yang berubah secara tiba-tiba, suatu fatamorgana dapat

berubah pula dengan berbagai cara hanya dalam waktu beberapa detik.

16

BAB VI

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan pemaparan sebelumnya dapat disimpulkan bahwa, jenis-jenis

fatamorgana terbagi ke dalam 3 bentuk. Proses terjadinya fatamorgana inferior,

fatamorgana superior dan fatamorgana lateral terjadi karena adanya pemantulan

sempurna pada dua medium yang berbeda kerapatannya, dimana sudut sinar datang

lebih besar dari sudut kritis. Fatamorgana inferior sering terjadi di jalan raya dan di

padang pasir yang luas disaat udara panas. Fatamorgana superior sering terjadi di

daerah kutub dan di atas laut, dimana udara yang dingin terperangkap oleh udara

panas yang ada di atasnya. Fatamorgana lateral terjadi di bidang vertikal. Sinar yang

datang dari medium yang rapat (udara dingin) ke medium kurang rapat (udara panas)

sehingga dibiaskan dan terjadi pemantulan sempurna. Fatamorgana inferior, superior

dan lateral akan terbentuk jika sudut datang lebih besar dari sudut kritis karena tidak

dibiaskan tapi dipantulkan seluruhnya ke mata pengamat.

4.2 Saran

Dengan adanya pembahasan mengenai jenis-jenis fatamorgana dan proses

terjadinya ini diharapkan mahasiswa fisika khususnya dan para pembaca umumnya

dapat lebih reaktif terhadap penerapan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari.

17

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Abdullah, Mikrajuddin. 2004. Ipa Fisika 2. Jakarta. PT Gelora Aksara Pratama

Bhatnagar, V.P. 2006. PHYSICS. New Delhi. PVT. LTD

Chang, dkk. 2008. Physics. Malaysia. Pelangi Sdn

Hartono. 2007. Geografi. Bandung. Citra Praya

Lynch, K. D & Livingston, William. 2001. Color and Light in Nature. New York. Cambrige University Press

Ruwanto, Bambang. 2004. Asas-asas Fisika. Yogyakarta. Yudhistira

Susilowati. 2009. Cerdas Sains. Yogyakarta. Pustaka Widiyatama

Umar, Efrizon. 2004. Buku Pintar Fisika. Jakarta. Gramedia

Young. 2003. Fisika Universitas Jilid II. Jakarta. Erlangga

18