Perkembangan Teori Cahaya

3
Perkembangan Teori Cahaya Gejala pemantulan cahaya oleh sebuah permukaan halus sudah diketahui sejak jaman Plato, sebelum abad Masehi. Pada awal abad ke-10 , seorang ahli matematika mesir Al Hazen dapat menunjukkan tingkah laku cahaya ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat. Ia telah mengetahui hubungan yang sangat erat antara sudut sinar datang dengan sudut sinar bias. Namaun saat itu, dia belum dapat menemukan hukum yang menghubungkan antara sudut sinar datang dengan sudut sinar bias. Hukum tersebut baru dapat ditunjukkan enam ratus tahun kemudian, yang dikenal dengan nama Hukum Snell tentang pembiasan cahaya Teori Partikel Menurut Newton, cahaya terdiri dari patikel-partikel yang sangat kecildan ringan yang memancar dari sebuah sumber ke segala arah. Adapun beberapa hal penting terkait dengan cahaya yang terlahir dari teori ini antara lain: 1. Teori partikel dapat menjelaskan bahwa perambatan cahaya berupa garis lurus. Teori ini berdasarkan anggapan bahwa jika sebuah bola dilemparkan dalam ruang hampa, maka lintasannya akan berbentuk garis lurus. Lintasan bola akan melengkung karena pengaruh medan gravitasi bumi. Namun jika massa bola sangat kecil dan kecepetannya sangat tinggi, bentuk lintasan bola akan mendekati garis lurus. Para penganut teori ini menentang teori gelombang dengan alasan bahwa gelombang tidak dapat merambat lurus 2. Adanya pemantulan cahaya. Ketika cahaya mengenai sebuah permukaan halus, seperti cermin, cahaya akan dipantulkan dengan sudut pantul yang sama dengan sudut datangnya. Dengan menggunakan teori partikel, peristiwa pemantulan dapat dijelaskan dengan analogi sebuah bola dilemparkan ke atas sebuah bidang pemantul, bola akan dipantulkan. Begitu pula halnya dengan pemantulan cahaya. 3. Alasan ketiga adalah adanya penomena pembiasan cahaya. Untuk menjelaskan pembiasan cahaya, Newton menggunakan sebuah bola yang menggelinding di permukaan bidang miring

Transcript of Perkembangan Teori Cahaya

Page 1: Perkembangan Teori Cahaya

Perkembangan Teori Cahaya Gejala pemantulan cahaya oleh sebuah permukaan halus sudah diketahui sejak jaman Plato, sebelum abad Masehi. Pada awal abad ke-10 , seorang ahli matematika mesir Al Hazen dapat menunjukkan tingkah laku cahaya ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat. Ia telah mengetahui hubungan yang sangat erat antara sudut sinar datang dengan sudut sinar bias. Namaun saat itu, dia belum dapat menemukan hukum yang menghubungkan antara sudut sinar datang dengan sudut sinar bias. Hukum tersebut baru dapat ditunjukkan enam ratus tahun kemudian, yang dikenal dengan nama Hukum Snell tentang pembiasan cahaya Teori Partikel Menurut Newton, cahaya terdiri dari patikel-partikel yang sangat kecildan ringan yang memancar dari sebuah sumber ke segala arah. Adapun beberapa hal penting terkait dengan cahaya yang terlahir dari teori ini antara lain:

1. Teori partikel dapat menjelaskan bahwa perambatan cahaya berupa garis lurus. Teori ini berdasarkan anggapan bahwa jika sebuah bola dilemparkan dalam ruang hampa, maka lintasannya akan berbentuk garis lurus. Lintasan bola akan melengkung karena pengaruh medan gravitasi bumi. Namun jika massa bola sangat kecil dan kecepetannya sangat tinggi, bentuk lintasan bola akan mendekati garis lurus. Para penganut teori ini menentang teori gelombang dengan alasan bahwa gelombang tidak dapat merambat lurus 2. Adanya pemantulan cahaya. Ketika cahaya mengenai sebuah permukaan halus, seperti cermin, cahaya akan dipantulkan dengan sudut pantul yang sama dengan sudut datangnya. Dengan menggunakan teori partikel, peristiwa pemantulan dapat dijelaskan dengan analogi sebuah bola dilemparkan ke atas sebuah bidang pemantul, bola akan dipantulkan. Begitu pula halnya dengan pemantulan cahaya. 3. Alasan ketiga adalah adanya penomena pembiasan cahaya. Untuk menjelaskan pembiasan cahaya, Newton menggunakan sebuah bola yang menggelinding di permukaan bidang miring Teori Gelombang Menurut Christian Huygens, cahaya pada dasarnya sama dengan gelombang bunyi. Perbedaanya hanya terletak pada frekuensi dan panjang gelombang. Huygens dianggap sebagai penemu teori gelombang cahaya. Konsep dasar yang dikemukakannyasangat bermanfaat untuk meramalkan gejala-gejala yang dihasilkan cahaya. Untkmemehami konsep teori gelombang, tinjaulah gelombang permukaan air seperti ilustrasi berikut  Jika setetes air jatuh di air yang tenang, maka tetesan air tersebut akan menimbulkan gelombang permukaan air yang berbentuk lingkaran-lingkaran. Gelombang tersebut akan merambat di titik tempat tetesan air tersebut jatuh. Lingkaran-lingkaran yang disebut sebagai muka gelombang pada permukaan air terus merambat. Gejala ini menunjukkan bahwa titik-titik pada muka gelombang merupakan sumber gelombang, sehingga gelombang permukaan air dapat bertahan cukup lama. Teori Huygens ini dapat menjelaskan peristiwa pemantulan dan pembiasan cahaya dengan sangat memuaskan, sehingga mendapat dukungan yang sangat luas. Teori inipun dapat

Page 2: Perkembangan Teori Cahaya

menjelaskan dengan sangat memuaskan peristiwa interferensi dan difraksi cahaya. Pada pembehasan tentang pembiasan, teori gelombang dapat menunjukkan bahwa kecepatan cahaya di dalammedium lebih rapat adalah lebih kecil daripada kecepatan cahaya dalam medium kurang rapat. Namun pendukung teori gelombang mendapat kesulitan dalam menjelaskan peristiwa perambatan cahaya yang berupa garis lurus. Kelemahan inilah yang menyebabkan Newton tidak setuju dengan teori gelombang cahaya.

Teori Elektromagnetik Menurut seorang ahli fisika berkebangsaan Skotlandia James Clerk Maxwell, nilai cepat rambat cahaya sama dengan cepat rambat gelombang elektromagnetik, yaitu 3 x 108 m/s. Oleh karena itu dia berkesimpulan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Teori yang dikemukakan maxwell ini mendapat dukungan dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Heinrich Rudolf Hertz, seorang ilmuan berkebangsaan jerman.Dia membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. Hal tersebut sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi. Teori Kuantum Pada awal abad ke 20, para ahli fisika mulai memikirkan kemungkinan bahwa cahaya memiliki sifat seperti partikel. Dengan kemampuan teoritis, disertai dengan berbagai percomaan yang mendukung, Max Planck seorang fisikawan jerman mendapatkan kesimpulan bahwa cahaya dapat berprilaku sebagai partikel yang disebut dengan foton. Teori Max Planck ini dinamakan teori kuantum cahaya. Penemuan ini selanjutnya dimanfaatkan oleh Einstein untuk menerangkan efek fotolistrik, yaitu suatu peristiwa lepasnya elektron dari permukaan logam akibat efek penyinaran. Dari keempat teori tentang cahaya tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa cahaya memiliki dua sifat, yaitu dapat berprilaku sebagai gelombang, karena dia dapat menjelaskan terjadinya peristiwa-peristiwa seperti pemantulan, pembiasan, dll dan dapat juga berprilaku sebagai partikel karena mampu menjelaskan terjadinya efek fotolistrik.