5 Fakta & Penjelasan Mudah Konsep Fisika tentang Aurora pada Bab Medan Magnet

Siapa yang sudah atau ingin sekali lihat fenomena Aurora? Aurora adalah salah satu fenomena alam berupa semburat cahaya berwarna yang bergerak-gerak di atas langit kutub utara atau selatan. Secara fisika, aurora terbentuk akibat tumbukan antar muatan yang bergerak dalam medan magnet. Berikut 5 fakta dan penjelasan mudah konsep fisika terkait aurora pada bab medan magnet.

ANALISIS FISIKA TERKAIT TERJADINYA AURORA

Masih ingat materi fisika “medan magnet”? Salah satu bagian yang dibahas adalah muatan yang bergerak dalam medan magnet homogen (seragam). Bagaimana jika ia tidak homogen? Misal, medan magnet begitu kuat di ujung satu, melemah di bagian tengah, dan menguat lagi di ujung yang lain.

Nah, mari kita mulai analisa fisika terbentuknya Aurora!

Bumi menerima partikel bermuatan dari matahari, bintang, atau benda angkasa. Maksud partikel bermuatan adalah elektron dan proton. Kita sebut saja mereka sebagai sinar kosmik. Semestinya, sinar kosmik tidak bisa mendekati atomosfer bumi karena terpental akibat adanya medan magnet bumi.

Namun, sinar kosmik tetap ada yang terperangkap dalam lapisan atmosfer sehingga membentuk sabuk radiasi Van Allen. Partikel bermuatan ini bergerak terhadap medan magnet bumi, dimana medan magnet bumi sangat kuat di wilayah kutub utara dan selatan, dan lemah di bagian tengah (khatulistiwa).

Partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan (v) dalam medan magnet tidak homogen (B) tetap akan memunculkan gaya magnet (F_B), tetapi geraknya menjadi spiral. Uniknya, gerak tersebut bolak-balik sesuai konfigurasi “botol magnetik”.

Berdasarkan gambar 1.1., kita dapat membedakan gerak partikel bermuatan dalam medan homogen dan tidak homogen. Semakin kuat medan magnetnya, maka gerak spiralnya akan semakin mengecil. Itulah yang terjadi di wilayah kutub utara dan selatan.

Perbedaan Gerak Partikel dalam Medan Magnet Homogen dengan Kecepatan yang Membentuk Sudut 90 (Tegak Lurus) dan yang Kurang dari 90 (Tidak Tegak Lurus)

Gambar 1.1.a. Perbedaan Gerak Partikel dalam Medan Magnet Homogen dengan Kecepatan yang Membentuk Sudut 90 (Tegak Lurus) dan yang Kurang dari 90 (Tidak Tegak Lurus)
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Gambar 1.1.b. Gerak Partikel dalam Medan Magnet Tidak Homogen dan Kecepatan v Membentuk Sudut Kurang dari 90, Konsep Terbentuknya Aurora
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Tonton juga : Gerak Spiral (Heliks) Partikel Bermuatan pada Medan Magnet Tidak Homogen

Medan magnet di wilayah tersebut sangat kuat sehingga gerak spiral partikel mengecil jari-jari perputarannya. Kericuhan terjadi dan tumbukkan antar partikel bermuatan tidak dapat dihindari. Tumbukkan antar partikel ini menyebabkan munculnya pancaran cahaya berwarna tertentu yang kita sebut “aurora”.

WARNA AURORA

Warna aurora bergantung pada partikel yang mendominasi tumbukan. Jika partikel itu berasal dari atom oksigen, maka warna aurora menjadi hijau-kemerahan. Jika itu nitrogen, maka menjadi jingga-kemerahan. Kadang kala, aurora juga dapat berwarna biru-keunguan.

AURORA BOREALIS DAN AURORA AUSTRALIS

Aurora yang dimiliki langit utara disebut Aurora Borealis (Northern Lights) dan aurora yang dimiliki langit selatan disebut Aurora Australis (Southern Lights).

Istilah “aurora” diambil dari nama salah satu Dewi Kepercayaan Romawi, sedangkan istilah “borealis” berasal dari “boreas”, yang berarti angin utara dalam bahasa Yunani.

Terangnya cahaya aurora yang terpancar, bergantung terhadap aktivitas bintang, matahari, dan benda angkasa, dimana semakin banyak partikel terperangkap, maka akan semakin banyak tumbukkan.

MEREDUPNYA AURORA

Sesaat setelah tumbukan yang terjadi lebih banyak, konfigurasi perangkap “botol magnetik” akan bocor akibat terlalu banyak partikel bermuatan yang masuk. Hal ini tentu menyebabkan cahaya meredup.

WAKTU MELIHAT AURORA

Aurora dapat terjadi sepanjang waktu, tetapi siang hari bukan waktu yang tepat. Cahaya aurora akan kalah dengan sinar matahari. Aurora akan sangat jelas terlihat ketika langit sangat gelap.

Jika merujuk ke utara sebagai tempat kita melihat Aurora, maka Eropa memiliki beberapa musim. Tentu, bulan paling tepat adalah bulan dengan musim yang memiliki aktivitas matahari lebih intens, seperti musim panas.

LETAK AURORA

Aurora hanya dapat dilihat di langit bagian bumi yang memiliki garis lintang yang rendah. Kita tidak akan menemukan aurora di langit Indonesia. Hal ini terjadi karena medan magnet di wilayah khatulistiwa lemah dan gerak spiral partikel sedang berada pada jari-jari yang besar.

Jika ke wilayah utara, maka kita dapat pergi ke wilayah Norwegia, Swedia, Islandia, atau Finlandia. Jika ke wilayah selatan, maka Selandia Baru, Argentina, Antartika, atau Tasmania. Tentu, aurora utara (Eropa) lebih terkenal karena track perjalanan lebih mudah.

KESIMPULAN

Analisa terjadinya aurora berdasarkan fisika adalah tumbukan antar partikel bermuatan di langit dengan wilayah yang memiliki kuat medan magnet bumi yang tinggi. Warna, waktu, dan, tempat melihat aurora dapat ditentukan secara akurat untuk mendapatkan view yang sempurna. Aurora utara disebut Borealis dan aurora selatan disebut Australis. Itulah 5 fakta dan penjelasan mudah konsep fisika terkait aurora. pada bab medan magnet