Dualisme Sifat Cahaya

April 2024
M	T	W	T	F	S	S
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Jun 27, 2012 by Nugroho2014 in science

Isaac Newton meyakini bahwa cahaya dibawa oleh partikel-partikel kecil dan mempublikasikan teori itu dalam bukunya berjudul Optiks pada 1704. Ironis memang karena kita tahu, bahwa Newton sendirilah juga yang menemukan cincin Newton. Cincin Newton adalah suatu fenomena yang disebabkan interferensi cahaya, fenomena yang menunjukkan cahaya sebagai gelombang. Selanjutnya semakin banyak peneliti yang mempunyai rasa ingin tahu akan cahaya, dan semakin banyak eksperimen yang terlaksana membuktikan bahwa cahaya punya sifat partikel, dan juga sifat gelombang.

Dualisme Sifat Cahaya : Cahaya Sebagai Gelombang

Melalui percobaan dua celah tipis, Thomas Young menjelaskan interferensi cahaya sekaligus menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang. James Clerk Maxwell (1831-1879) juga mendukung teori itu dengan menjabarkannya dalam matematika. Maxwell dengan apik menggabungkan dan menjelaskan hubungan unik antara 4 hukum listrik dan kemagnetan yang sebelumnya diusulkan oleh 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.

Hukum Coulomb, yang menyatakan gaya tarik-menarik antar muatan listrik. Hukum ini juga bisa diturunkan secara matematika dari Teori Gauss.
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).
Penemuan Ampere yang menyatakan muatan listrik yang bergerak menghasilkan medan magnet.
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.

Dualisme Sifat Cahaya : Cahaya Sebagai Partikel

Pada 1900, Max Planck (1858-1947) 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. 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.

Tahun 1905, Albert Einstein mengembangkan ide mengenai cahaya. Cahaya sendiri memancarkan energi dalam satuan kuanta. Tiap foton membawa satu kuanta energi hf, dan artinya cahaya memiliki sifat partikel.