Gelombang Cahaya

Tempat-Belajar-Bersama -Pada saat cuaca cerah, waktu  siang hari kita bisa melihat matahari dan malamnya bisa melihat bulan ataupun bintang di langit. Matahari, bulan dan bintang adalah bagian dari benda langit  yang ketika kita melihatnya , informasi yang bisa kita tangkap langsung dari benda langit tersebut berupa cahaya dan dari cahaya tersebut para astronom dapat menentukan posisi, jarak, warna, suhu, jenis zat yang dikandungnya tersebut, energi dan lain – lain . 

Jadi cahaya itu adalah   ilmu, cahaya merupakan bagian dari fenomena fisika,karena  tanpa cahaya bisa jadi ilmu astronomi tidak akan pernah ada, tidak ada  cahaya kita tidak akan bisa hidup. Dilihat dari fenomena cahaya ini banyak para ilmuwan memuculkan berbagai gagasan ataupun teori tentang cahaya. Akan tetapi, didalam ilmu pengetahuan kebenaran dari suatu gagasan maupun teori akan sangat di tentukan oleh uji eksperimen yang dilakukan. 

Ilmuwan  Abu Ali Hasab Ibn Al-Haitham ( 1965–sekitar 1040 ) ,  menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang tersinari cahaya akan  mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, akan tetapi  hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Sedangkan cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat dilihat.

Terdapat  teori Partikel oleh Isaac Newton ( 1642-1727 ) dalam Hypothesis of Light pada 1675 bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya . Pada Teori Gelombang oleh Chrisiaan Huygens (1629-1695) menyatakan bahwa cahaya dipancarkan ke segala arah sebagai gelombang seperti bunyi. Terdapat Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuewensi dan panjang gelombang .

Pada zaman Newton dan Huygens hidup banyak orang beranggapan bahwa gelombang yang merambat pasti membutuhkan medium . Padahal ruang antara bintang-bintang dan planet-planet merupakan ruang hampa (vakum) sehingga menimbulkan pertanyaan apakah yang menjadi medium rambat cahaya matahari sampai ke bumi jika cahaya merupakan gelombang seperti yang dikatakan Huygens. Dari sinilah kritik orang terhadap pendapat Huygens. Dari Kritik ini dijawab oleh Huygens dengan memperkenalkan zat hipotetik (dugaan) yang bernama eter. Dalam Zat ini sangat ringan, tembus pandang dan memenuhi seluruh alam semesta ini. Eter membuat cahaya yang berasal dari bintang-bintang sampai pada bumi.

Awal  dekade Abad 20, berbagai eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan seperti Thomas Young ( 1773-1829 ) dan Agustin Fresnell ( 1788-1827 ) berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan berinterferensi. Gejala alam yang khas merupakan sifat dasar gelombang bukan partikel. Pada percobaan yang dilakukan oleh Jeans Leon Foulcoult (1819-1868) menyimpulkan bahwa cepat rambat cahaya dalam air lebih rendah dibandingkan kecepatannya di udara. Padahal Newton dengan teori emisi partikelnya meramalkan kebalikannya. Next  Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan ,sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Sesuatu yang yang berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. 

Pada Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi/suara . Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Kebenaran dari pendapat Maxwell tak terbantahkan ketika Hertz (1857-1894) yang berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro RADAR dan lain sebagainya.

Dewasa ini pandangan bahwa cahaya merupakan gelombang elektomagnetik umum diterima oleh kalangan ilmuwan dunia, walaupun hasil eksperimen Michelson dan Morley di tahun 1905 gagal membuktikan keberadaan eter seperti yang di sangkakan keberadaan oleh Huygen dan Maxwell silam.

Di sisi lain , pendapat Newton tentang cahaya menjadi partikel tiba-tiba menjadi polpuler kembali setelah lebih dari 300 tahun tenggelam di bawah populeritas pendapat Huygens. Mereka dua fisikawan pemenang hadiah Nobel, yakni Max Plack (1858-1947) dan Albert Einstein mengemukan teori mereka tentang Foton……

Berdasar pada  hasil penelitian tentang sifat-sifat termodinamika radiasi benda hitam, Planck menyimpulkan bahwa cahaya di pancarkan dalam bentuk-bentuk partikel kecil yang disebut kuanta. Dari gagasan Planck ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang disebut teori Kuantum. Dengan teori ini Einstein berhasil menjelaskan peristiwa yang dikenal dengan nama efek foto listrik, yaitu pemancaran elekton dari permukaan logam karena lagam tersebut di sinari cahaya.

Jadi dalam kondisi tertentu cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel. Kenyataan  ini di sebut sebagai dualisme cahaya. 

Read More

Induksi Elektromagnetik

Tempat-Belajar-Bersama -Tahukah kamu… …. sesungguhnya Medan magnet tidak kasat mata namun bisa dibuktikan,  dengan mengamati penyimpangan jarum kompas atau serbuk halus besi di sekitar kawat berarus listrik tersebut.

Hal tersebut menyatakan bahwa :

       Arus listrik bisa menghasilkan medan magnetik .

       Medan magnetik mengerjakan gaya pada kawat berarus listrik pada muatan bergerak suatu benda. 

Maka  dari pernyataan tersebut memunculkan pertanyaan sbb :

“ Bila  arus listrik dapat menghasilkan medan magnetik , apakah medan magnetik juga dapat menghasilkan arus listrik ? ”. 

Melewati  berbagai percobaan, Michael Faraday (1791-1867), adalah seorang ilmuwan jenius dari inggris akhirnya berhasil membuktikan bahwa arus listrik memang dapat dihasilkan dari perubahan medan magnetik. Suatu kejadian  dihasilkannya arus listrik akibat adanya perubahan medan magnetik dinamakan induksi elektromagnetik, sedang arus yang dihasilkan dari induksi elektromagnetik  dinamakan arus induksi . Hasil Penemuan ini dikenal dengan “Hukum Faraday” . 

 Hasil Penemuan ini dianggap sebagai penemuan monumental. Mengapa bisa? Pertama  “Hukum Faraday”  mempunyai  arti penting dalam hubungan dengan pengertian teoretis tentang elektromagnetik.Yang  Kedua, elektromagnetik dapat dipergunakan sebagai penggerak secara terus-menerus arus aliran listrik seperti yang digunakan oleh Faraday dalam pembuatan dinamo listrik pertama kali .

Percobaan Faraday  :

• Pada saat magnet digerakkan ( keluar -  masuk ) dalam kumparan jarum pada galvanometer akan  bergerak menyimpang .
  
• Pada saat  magnet tidak digerakkan (berhenti) dalam kumparan, jarum pada  galvanometer akan  diam.
  
• Penyimpangan jarum galvanometer ini menunjukkan,  bahwa di dalam kumparan mengalir arus listrik. Yang  disebut arus induksi.
  
• Arus listrik timbul karena adanya perubahan jumlah garis gaya magnet  yang mengakibatkan pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial. Beda potensial ini disebut gaya gerak listrik induksi ( ggl induksi )
  
  
  
  

Read More

Ilmu Fisika

Tempat-Belajar-Bersama -Kata Fisika berasal dari bahasa Yunani yang berarti :  “alam”. Jadi Fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat dan gejala pada benda-benda di alam raya ini. Gejala-gejala ini pada mulanya adalah apa yang dialami oleh indra kita  misalnya penglihatan menemukan optika atau cahaya,kemudian  pendengaran menemukan pelajaran tentang bunyi  dan indra peraba yang dapat merasakan panas dan dingin.

Timbul pertanyaan Mengapa kalian perlu mempelajari Fisika? Karena Fisika menjadi ilmu pengetahuan yang mendasar  karena berhubungan dengan perilaku dan struktur benda  khususnya benda mati. Berdasarkan  sejarah dahulu,  fisika adalah bidang ilmu yang tertua  karena dimulai dengan pengamatan- pengamatan dari gerakan benda-benda di langit, mempelajari bagaimana lintasannya, bagaimana periodenya, berapa usianya, dan lain sebagainya. Bidang ilmu ini telah dimulai berabad-abad yang lalu - dan berkembang pada zaman Galileo dan Newton.-  Galileo merumuskan hukum-hukum mengenai benda yang jatuh ke bumi, sedangkan Newton mempelajari gerak pada umumnya  termasuk gerak planet-planet pada sistem tata surya .

Ilmu Fisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam dasar yang banyak digunakan sebagai dasar bagi ilmu-ilmu yang lain. Jadi Ilmu Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala alam secara keseluruhan. Di dalam ilmu Fisika mempelajari materi, energi - dan fenomena atau kejadian alam,  yang bersifat makroskopis - (berukuran besar  -seperti gerak Bumi mengelilingi Matahari),  maupun yang bersifat mikroskopis - (berukuran kecil, yakni seperti gerak elektron mengelilingi inti)tentunya  yang berkaitan dengan perubahan zat atau energi.
Ilmu fisika Fisika menjadi dasar berbagai pengembangan ilmu dan teknologi sekarang ini. Kaitan antara fisika dan disiplin ilmu lain membentuk disiplin ilmu yang baru semisalnya dengan ilmu astronomi membentuk ilmu astrofisika, kemudian dengan biologi membentuk biofisika, dengan ilmu kesehatan membentuk fisika medis, dengan ilmu bahan membentuk fisika material, -dengan geologi membentuk geofisika  dan masih banyak lagi. Untuk kali  ini akan dipelajari tentang dasar-dasar ilmu fisika.

Era modern seperti sekarang ini  ilmu fisika sangat mendukung perkembangan ilmu pengetahuan teknologi, industri, jaringan komunikasi, termasuk kerekayasaan (-engineering-), kimia, ilmu biologi, kedokteran  dan lain-lain. Dengan ilmu Fisika dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan mengenai fenomena - fenomena yang menarik di sekitar kita. Mengapa bumi dapat mengelilingi matahari? -  Bagaimana udara dapat menahan pesawat terbang yang berat?   - Mengapa langit tampak berwarna biru?  Dan ukan hijau.  - Bagaimana siaran/tayangan TV dapat menjangkau tempat yang jauh sekali? .- Mengapa sifat-sifat listrik sangat diperlukan dalam sistem komunikasi dan industri seperti sekarang ini?  - Bagaimana peluru kendali dapat diarahkan ke sasaran yang letaknya sangat jauh sekali, bahkan antar benua jauhnya? Meskipun jauh mengapa bias tepat sasaran?  - Dan akhirnya  bagaimana pesawat dapat mendarat di bulan dengan selamat? Semua Ini dipelajari dalam berbagai bidang ilmu fisika.

Bidang Ilmu  fisika secara garis besar terbagi atas dua kelompok, yakni  fisika klasik dan fisika modern. Kalo Fisika klasik bersumber pada gejala-gejala yang ditangkap oleh indra manusia. Fisika klasik meliputi :  -mekanika, -listrik magnet, -panas, -bunyi, -optika  dan gelombang yang menjadi pembatas antara fisika klasik dan fisika modern sekarang ini. Fisika modern berkembang mulai abad ke-20 silam, sejak penemuan teori relativitas Einstein dan radioaktivitas oleh keluarga Curie pada masa itu.

Read More