Sewaktu memerhatikan sayap rama rama Blue Morpho ni, aku terpegun sebentar melihatkan kecantikannya. Warnanya biru dan berkilau gemilang. Walau bagaimanapun, warna biru pada sayapnya sebenarnya tak ada langsung. Aik, dah tu macam mana sayap dia boleh berwarna biru?

Sebelum kita bermula jauh, pernah tak anda terfikir daripada mana warna warna ni datang? Ya, sudah tentulah daripada cahaya, tapi kalau kita ikut takrif hidupan, warna datang daripada pigmen. Sebagai pemahaman mekanisme, aku terangkan dahulu sifat cahaya. Cahaya berwarna ni mempunyai panjang gelombang (wavelength) antara 380 ke 780 nanometer.

Apabila ia mengenai pigmen, pigmen akan menyerap sebahagian daripada gelombang cahaya tersebut dan memantulkan gelombang yang tak mampu diserap. Warna pantulan inilah yang menghasilkan warna yang kita nampak. Sebagai contoh, lobak merah dan oren berwarna merah-oren kerana pigmen beta-karotene memantulkan warna tersebut. Ini kita panggil sebagai warna pigmen.

Walau bagaimanapun, rama rama Blue Morpho ni lain. Pigmen biru tu tak wujud langsung pada sayapnya. Jangan kata rama rama tu sahaja, semua hidupan melainkan pokok tak mempunyai pigmen biru, termasuk mata mat saleh rambut perang. Warna biru tu wujud disebabkan ilusi optik bahan nano pada hidupan tersebut. Sebab itu apabila sayap rama tersebut dialihkan daripada sumber cahaya atau ekor burung merak dibasahkan, warna birunya akan hilang.

Antara penerangan yang kukuh untuk fenomena ini ialah gangguan gelombang (wave interference). Sekarang bayangkan anda tengah kocakkan air dari dua belah berbeza, Kita panggil ini sebagai kes A. dengan daya yang sama. Tangan kanan kocakkan air belah kanan, dan kiri kocakkan kiri. Apabila ombak ombak dari dua belah ini bertemu, ombak itu menjadi besar. Ini kita panggil sebagai gangguan konstruktif.

Apabila kita buat benda ni sekali lagi cuma masa yang berlainan (kes B), tangan kanan akan kocak dahulu dan kemudiannya tangan kiri, ombak ombak yang bertembung akan mati. Ini kita panggil sebagai gangguan destruktif. Perkara ini dapat difahami melalui diagram gelombang ini.

Untuk satu alunan gelombang (oscillation) terhasil, ia perlu ada bukit atas (amplitud positif) dan bukit bawah (amplitud negatif) dalam diagram ni. Setiap gelombang ada pergerakan ini termasuk ombak air. Kalau tak faham lagi, tengok contoh spring. Apabila kita letakkan pemberat padanya, ia akan jatuh ke bawah. Ini menghasilkan amplitud positif. Apabila ia melantun ke atas, ia menghasilkan amplitud negatif. Maka terhasillah satu alunan gelombang.

Apabila amplitud positif bertemu amplitud positif, tenaga daripada kedua duanya akan bergabung dan menjadi ombak besar. Ini ialah kes A.

Namun, apabila ampitud positif bertemu amplitud negatif, tenaga mereka akan terbatal. Ini ialah kes B.

Amplitud negatif tu wujud dalam bentuk ombak bawah air. Kadang kadang kalau kita duduk di konsert, akan ada satu kawasan yang bunyinya rendah atau tiada langsung. Sebabnya ialah perkara inilah. Gangguan destruktif.

Hal yang sama terjadi pada gelombang cahaya dan sayap rama rama Blue Morpho. Melalui mikroskop elektron, kita dapat memerhatikan sisik pada sayap rama rama berkenaan mempunyai bentuk yang aneh.

Apabila cahaya mengenai permukaan nano pada sisik ini, ia akan terbelau dan melalui fasa gangguan gelombang dengan gelombang yang lain. Hasilnya, warna biru dan kilauan itu pun terhasil. Sebab itulah apabila kita terbalikkan ia daripada cahaya matahari, warna tersebut terus hilang. Itu juga menjelaskan kenapa warna kilauannya meningkat apabila dilihat pada sudut berbeza.

RUJUKAN:

Kinoshita, S., Yoshioka, S., & Kawagoe, K. (2002). Mechanisms of structural colour in the Morpho butterfly: cooperation of regularity and irregularity in an iridescent scale. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 269(1499), 1417-1421.

Prum, R. O., Quinn, T., & Torres, R. H. (2006). Anatomically diverse butterfly scales all produce structural colours by coherent scattering. Journal of Experimental Biology, 209(4), 748-765.

Siddique, R. H., Diewald, S., Leuthold, J., & Hölscher, H. (2013). Theoretical and experimental analysis of the structural pattern responsible for the iridescence of Morpho butterflies. Optics express, 21(12), 14351-14361.

Vukusic, P., Sambles, J. R., & Ghiradella, H. (2000). Optical classification of microstructure in butterfly wing-scales. Photonics Sci. News, 6(1), 61-66.

Vukusic, P., Sambles, J. R., Lawrence, C. R., & Wootton, R. J. (1999). Quantified interference and diffraction in single Morpho butterfly scales. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 266(1427), 1403-1411.