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.