Cahaya monokromatik adalah cahaya dengan satu warna yang terdiri atas riak-riak gelombang yang hampir-hampir sama. Istilah monokromatik berasal dari kata Yunani mono, yang berarti tunggal, dan kroma, yang berarti warna. Jadi cahaya monokromatik secara harfiah berarti cahaya satu warna. Dalam istilah ilmiah, ini berarti cahaya dengan panjang gelombang tunggal.
Cahaya adalah istilah untuk bagian yang terlihat dan dekat dari radiasi elektromagnetik. Ini terdiri dari gelombang sinusoidal magnetik dan listrik yang berosilasi tegak lurus satu sama lain dan merambat ke arah yang sama.
Mungkin satu-satunya karakteristik paling menentukan dari radiasi elektromagnetik adalah panjang gelombangnya, atau jarak antara dua puncak yang berdekatan dalam amplitudo. Radiasi elektromagnetik ada dalam rentang panjang gelombang yang sangat besar, mulai dari skala pikometer (sepersejuta meter) hingga kilometer. Kisaran panjang gelombang ini secara kolektif disebut sebagai spektrum elektromagnetik.
Fisika memanfaatkan radiasi dari berbagai panjang gelombang untuk tujuan yang berbeda. Gelombang radio digunakan untuk membawa sinyal siaran radio dan televisi. Gelombang mikro digunakan untuk memanaskan makanan. Sinar-X digunakan untuk diagnosa medis.
Dalam kimia analitik, kita menggunakan cahaya dalam panjang gelombang ultraviolet, tampak, dan inframerah (panjangnya 100 hingga beberapa ribu nanometer) untuk mengkarakterisasi dan mengidentifikasi senyawa kimia yang berbeda.
Jika Anda ingin mendapatkan cahaya pada panjang gelombang tertentu untuk mengekspos sampel kimia, Anda harus menggunakan beberapa bentuk filter cahaya (disebut monokromator) untuk menyaring panjang gelombang yang tidak diinginkan yang dipancarkan dari sumber cahaya dan hanya memungkinkan panjang gelombang cahaya monokromatik yang diinginkan dari cahaya, untuk melewati sampel.
Monokromator sering bervariasi, sehingga panjang gelombang yang berbeda dapat dipilih pada waktu yang berbeda untuk aplikasi yang berbeda. Bahan kimia yang berbeda akan menyerap atau memancarkan panjang gelombang cahaya tertentu, sehingga ini bisa menjadi alat diagnostik untuk identifikasi bahan kimia.
Teknologi yang menggunakan cahaya monokromatik memiliki beragam aplikasi, mulai dari astrofisika dan astronomi hingga ilmu forensik. Cahaya monokromatik, atau cahaya satu warna, pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik yang berasal dari emisi foton dari atom. Foton merambat, atau bergerak, sebagai bagian depan gelombang energi dengan panjang dan tingkat energi yang berbeda. Tingkat energi menentukan frekuensi cahaya, dan panjang gelombang menentukan warnanya. Pita panjang gelombang cahaya yang dapat dilihat manusia disebut cahaya tampak.
Cahaya tampak meliputi cahaya merah (pada tingkat energi yang lebih rendah dari spektrum elektromagnetik) dan cahaya ungu pada tingkat energi yang terlihat lebih tinggi dari spektrum elektromagnetik. Ketika cahaya merambat melalui media yang berbeda, ia berinteraksi dengan atom yang ada dalam molekul, seperti gas atmosfer, air, dan bahan organik.
Interaksi ini dikenal sebagai transisi atom, dan terdiri dari emisi atau penyerapan panjang gelombang tertentu (atau paket energi). Struktur khusus isotop (atom atau molekul dari satu elemen dari tabel periodik) serta struktur molekul kompleks (mengandung lebih dari satu elemen) mendefinisikan sifat fisik-kimianya.
Properti seperti itu akan menentukan panjang gelombang mana yang diserap dan mana yang dipancarkan. Penyerapan dan emisi cahaya oleh atom terjadi dalam paket energi yang dikenal sebagai kuanta. Penyerapan terjadi ketika cahaya mengeluarkan atom, membuat elektron tiba-tiba melompat ke orbit luar tertentu. Ini bukan gerakan progresif antara orbit, tetapi perubahan tiba-tiba keadaan energi dimana kuanta energi yang diberikan diserap.
Dalam fisika, monokromatik adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang yang sama sehingga satu warna. Kalau dilihat akar-akar kata Yunaninya, itu menunjukkan artinya: monos berarti satu, dan khroma berarti warna.
Ketika sinar matahari dilewatkan melalui prisma, ia menyebar ke dalam kompone warnanya dan membentuk pelangi. Pola warna yang muncul saat cahaya muncul dari prisma menunjukkan bahwa banyak warna cahaya yang berbeda bergabung membentuk sinar matahari. Ini banyak yang diketahui.
Namun, pada dasarnya hal yang sama dapat dilakukan pada banyak sumber cahaya lain dan dengan hasil yang pada dasarnya sama. (Efek pelangi seringkali lebih sulit untuk diamati pada sumber cahaya lain karena cahaya yang memasuki prisma seringkali terlalu lemah untuk menghasilkan pelangi yang terang ketika muncul.) Namun demikian, sebagian besar sumber cahaya, apakah mereka lampu pijar atau bintang, disusun dari berbagai warna cahaya.
Campuran warna yang tepat hadir di setiap sumber cahaya dan intensitas masing-masing warna sangat tergantung pada bagaimana cahaya diproduksi. Sebagai akibatnya, sumber cahaya yang berbeda umumnya menghasilkan pelangi yang berbeda, dan setiap pelangi mengungkapkan banyak tentang sumber cahaya dari mana ia berasal. Karena mata manusia memandang frekuensi gelombang cahaya yang berbeda sebagai warna yang berbeda — dan karena frekuensi dan panjang gelombang sangat terkait — pelangi juga mengungkapkan informasi tentang panjang gelombang cahaya yang ada pada sumber mana pun.
Cahaya yang dihasilkan oleh banyak laser, bagaimanapun, adalah monokromatik — yaitu, jika sinar laser dilewatkan melalui prisma, cahaya yang muncul akan terlihat persis seperti cahaya yang masuk. Jika seberkas sinar laser merah memasuki prisma, misalnya, seberkas cahaya merah akan muncul.
cahaya monokromatik pada laserDengan kata lain, bentuk cahaya yang dihasilkan oleh laser sangat sederhana dan teratur. Ini dapat divisualisasikan sebagai gelombang dalam ilustrasi, di mana gelombang digambarkan sebagai serangkaian puncak dan palung spasi yang teratur. Karena gelombang sangat sederhana, masuk akal untuk menggambarkannya dalam hal panjang gelombangnya (atau dalam hal frekuensinya). Karena panjang gelombang cahaya tampak sangat pendek, para ilmuwan sering menggambarkannya dalam hal nanometer.
Satu nanometer adalah sepersejuta meter. Meskipun ini adalah kosa kata yang mudah digunakan untuk menggambarkan sinar laser, tidak masuk akal untuk berbicara tentang frekuensi sinar matahari, misalnya, karena sinar matahari terdiri dari gelombang cahaya dari banyak frekuensi yang berbeda. Apakah sinar laser dijelaskan dalam hal warna atau panjang gelombangnya mungkin tidak menjadi masalah. Karena mata manusia menganggap panjang gelombang yang berbeda sebagai warna yang berbeda, kedua deskripsi tersebut mungkin tampak sama, tetapi ada dua alasan mengapa lebih baik mengelompokkan cahaya laser berdasarkan panjang gelombang (atau frekuensi) daripada warna.
Pertama, tidak semua sinar laser terlihat. Banyak laser biasa “bersinar” pada panjang gelombang yang tidak dapat dirasakan oleh mata manusia. Beberapa laser yang dibuat untuk digunakan di ruang operasi, misalnya, tidak dapat dilihat. Gelombang elektromagnetik yang berasal dari laser ini memiliki panjang gelombang yang agak lebih panjang daripada sinar merah, dan gelombang cahaya yang kita anggap merah adalah gelombang elektromagnetik terpanjang yang terlihat oleh mata tanpa bantuan. Efeknya terlihat, tetapi sinar laser tidak. Meskipun tidak masuk akal untuk menggambarkan “warna” dari gelombang elektromagnetik yang tidak terlihat, masuk akal untuk menggambarkan gelombang ini dalam hal panjang gelombangnya. Kedua, menggambarkan cahaya dalam hal panjang gelombang komponennya memungkinkan seseorang menjadi lebih tepat.
Mata manusia tidak cukup sensitif untuk membedakan dua sumber cahaya monokromatik yang memiliki panjang gelombang yang hampir sama. Lampu seperti itu tidak sama, tetapi mungkin terlihat sama. Deskripsi panjang gelombang memungkinkan pengamat untuk membedakan antara dua gelombang yang berbeda tetapi tampak identik.
