TEORI CAHAYA
Cahaya adalah energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Dalam Fisika, Cahaya adalah radiasi gelombang elektromagnetik baik dengan panjang gelombang kasat mata ataupun tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut dengan foton.
Adapun sifat-sifat cahaya, diantaranya:
· Cahaya merambat lurus
· Cahaya dapat dibiaskan
· Cahaya dapat diuraikan
· Cahaya dapat menembus benda bening
· Cahaya dapat mengalami interferensi
· Cahaya dapat mengalami difraksi (Pelenturan)
· Cahaya dapat mengalami polarisasi
Teori Impuls Cahaya
Descarter mengemukakan teori cahaya dalam dalam suatu tulisannya tentang optik pada tahun 1637 dan menyatakan bahwa cahaya adalah suatu impuls (gangguan) yang merambat lurus dengan cepat dari suatu tempat ke tempat yang lain. Dari semua penjelasannya, maka teori impuls cahaya dari Rene Descarter ini mampu menjelaskan hukum Snellius.
Teori Korpuskuler
Teori Korpuskuler diungkapkan oleh fisikawan dan ahli matematika yang berasal dari Inggris, yaitu Sir Isaac Newton (1642-1727). Dalam teorinya, Newton mengungkapkan bahwa sumber-sumber dari cahaya memancarkan elemen-elemen sangat halus yang mengenai mata kita, sehingga memberikan kesan cahaya. Bagian-bagian yang sangat halus tersebut, menurut Newton partikel-partikel cahaya yang dipancarkan ke segala arah. Maka berdasarkan teori tersebut cahaya terdiri dari berkas partikel.
Teori korpuskuler Newton juga mengungkapkan bahwa laju cahaya cepat ketika memasuki medium yang lebih rapat, hal tersebut dikarenakan cahaya mendapatkan tarikan gravitasi lebih besar. Teori Kopuskuler bisa menjelaskan fakta tentang pemantulan cahaya, namun kemudian teori tersebut bertentangan dengan teori cahaya yang diungkapkan oleh Huygens.
Disamping itu, Newton sendirilah juga menemukan cincin Newton. Cincin Newton adalah suatu fenomena yang disebabkan interferensi cahaya yang diakibatkan oleh refleksi cahaya antara dua permukaan - permukaan bulat dan rata. Fenomena yang menunjukkan cahaya sebagai gelombang.
Teori Gelombang
Teori gelombang diungkapkan oleh seorang ahli astronomi, matematikawan, dan ahli fisika yang berasal dari Belanda yaitu Christian Huygens (1629-1695). Menurut Huygens, di dalam sumber cahaya terdapat sesuatu yang bergetar dan getaran tersebut merambat lurus ke mata kita sebagai gelombang. Karena cahaya bisa merambat dalam ruang hampa, maka menurut Huygens, medium untuk cahaya bukan udara.
Berdasarkan hal tersebut, maka pada akhir abad 19 para ilmuan percaya bahwa di ruang angkasa terdapat eter yang menyebabkan cahaya bisa merambat melalui ruang hampa. Eter adalah zat yang memenuhi ruangan dan tidak memiliki massa. Tetapi kemudian, hipotesis tentang eter tersebut tidak terbukti karena berdasarkan percobaan dari Albert Michelson dan Edward Morley, eter tersebut tidak ada.
Pada tahun 1678, Huygens mengungkapkan sebuah prinsip yang dikenal sebagai prinsip Huygens, yang berbunyi sebagai “Setiap titik pada muka gelombang cahaya bisa bertindak sebagai sumber gelombang sekunder yang memancar dari pusatnya dengan frekuensi, kecepatan, dan panjang gelombang yang sama seperti gelombang sumbernya.
Gelombang sekunder yang dihasilkan, menurut prinsip Huygens, disebut sebagai anak gelombang. Prinsip Huygens bisa menjelaskan apa yang terjadi ketika cahaya / gelombang lain menumbuk sebuah penghalang atau memasuki medium lain selama proses pembiasan.
Pada tahun 1801, seorang ilmuwan Inggris bernama Thomas Young (1773-1829) dan seorang ilmuan Perancis yaitu Augustin Jean Fresnel (1788-1827), berhasil mengembangkan teori gelombang cahaya Huygens. Young dan Fresnel menyatakan perbedaan antara partikel dengan gelombang, yaitu ketika dua buah atau lebih gelombang berpadu dalam medium yang sama, maka gelombang-gelombang tersebut bisa saling menguatkan atau saling meniadakan perpindahan partikel-partikel pada berbagai tempat dalam medium.
Kesimpulan tersebut diperoleh berdasarkan percobaan tentang interferensi yang dilakukan oleh Young dan Fresnel secara terpisah. Young merupakan ilmuwan yang mengajukan ide mengenai interferensi gelombang cahaya, sedangkan Fresnel adalah ilmuwan yang mampu menganalisis fenomena interferensi dan difraksi secara matematis. Selain itu, Fresnel juga mampu menjelaskan tentang polarisasi cahaya dan menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal.
Teori Gelombang Elektromagnetik
Teori gelombang elektromagnetik diajukan oleh seorang ahli fisika Inggris, yaitu James Clerk Maxwell (1831-1879). Berdasarkan gagasan Faraday tentang hubungan listrik dan magnet, maka Maxwell menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak membutuhkan medium untuk merambat.
Maxwell dengan apik menggabungkan dan menjelaskan hubungan unik antara 4 hukum listrik dan kemagnetan yang sebelumnya diusulkan oleh Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), Karl Gauss (1777-1855), Andre Ampere (1775-1836), dan Miichael Faraday (1791-1867). Dengan kejeniusannya dalam listrik statis, listrik dinamis, dan kemagnetan, Maxwell menyatukan keempat hukum itu dalam empat buah persamaan differensial.
1. Hukum Coulomb, yang menyatakan gaya tarik-menarik antar muatan listrik. Hukum ini juga bisa diturunkan secara matematika dari Teori Gauss.
2. Teori Gauss tentang kemagnetan, yang menyatakan magnet bersifat dipol (dua kutub), tidak terpisah seperti muatan listrik (muatan listrik adalah monopol, ada muatan negatif dan muatan positif).
3. Penemuan Ampere yang menyatakan muatan listrik yang bergerak menghasilkan medan magnet.
4. Percobaan Faraday yang menunjukkan: mengubah medan magnet menghasilkan medan listrik, sebaliknya juga mengubah medan listrik turut mengubah medan magnet.
Persamaan yang diajukan Maxwell selalu berjalan simultan atau bersamaan. Saat menyelesaikan persamaan itu, diperlukan suatu kondisi agar keempat persamaan itu tetap terus simultan. Muatan yang bergetar akan menjadi gelombang elektromagnetik dan bergerak dengan kecepatan yang tetap. Maxwell kemudian menghitung kecepatan gelombang itu, dan nilainya secara praktis sama dengan kecepatan cahaya. Suatu kebetulan yang luar biasa! Dan dengan itu, tidak bisa disangkal bahwa cahaya pasti bersifat gelombang.
Maxwell berhasil memprediksi kelajuan cahaya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Teori gelombang elektromagnetik Maxwell didukung oleh Heinrich Hertz yang berhasil membangkitkan dan medeteksi adanya gelombang elektromagnetik dari sebuah percobaan dengan menggunakan listrik.
` Teori Kuantum
Pelopor dari teori kuantum yaitu Max Planck dan Einstein. Max Planck mengusulkan teori yang sama sekali bertentangan dengan teori cahaya sebagai gelombang. Dalam menjelaskan spektrum radiasi elektromagnetik oleh benda hitam pada suhu tinggi, Planck menemukan teori baru, teori kuantum. Teori tersebut menyatakan bahwa cahaya bisa berperilaku sebagai sebuah gelombang maupun partikel. Planck menyatakan bahwa cahaya terdiri dari paket-paket energi yang disebut dengan foton. Dia menjelaskan bahwa muatan listrik yang bergetar hanya mengeluarkan emisi cahaya dalam tingkat energi tertentu. Tingkat energi ini dihitung dalam unit kuanta hf, h adalah konstanta universal Planck, dan f adalah frekuensi getaran muatan listrik tersebut.
Berdasarkan teori kuantum, maka pada tahun 1905 Albert Einstein (1875-1955) mengembangkan ide mengenai cahaya dan berhasil menjelaskan peristiwa tentang efek foto listrik. Cahaya sendiri memancarkan energi dalam satuan kuanta. Tiap foton membawa satu kuanta energi hf, dan artinya cahaya memiliki sifat partikel.
SUMBER :
https://id.wikipedia.org/wiki/Cincin_Newton
http://www.danielnugroho.com/science/dualisme-sifat-cahaya/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar