A. Pengertian Cahaya
Cahaya menurut Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partikel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara menurut Huygens (1629-1695), cahaya adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuensi dan panjang gelombang saja.
Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Ini berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Kebenaran pendapat Maxwell tak terbantahkan ketika Hertz (1857-1894) berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro RADAR dan sebagainya.
Berdasarkan hasil penelitian tentang sifat-sifat termodinamika radiasi benda hitam, Planck menyimpulkan bahwa cahaya di pancarkan dalam bentuk-bentuk partikel kecil yang disebut kuanta. 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, yakni pemancaran elekton dari permukaan logam karena logam tersebut di sinari cahaya.
Berdasarkan berbagai pengertian cahaya diatas maka dapat dikatakan bahwa cahaya adalah suatu partikel atau gelombang elektromagnetik yang dipancarkan kesegala arah. Jadi dalam kondisi tertentu cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel. Hal ini di sebut sebagai dualisme cahaya.
B. Sifat cahaya
Berdasarkan penjelasan diatas dapat diketahui bahwa cahaya memiliki 2 sifat utama yaitu:
1. Cahaya sebagai gelombang elektromagnetik.
Cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Ini berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Kebenaran pendapat Maxwell tak terbantahkan ketika Hertz (1857-1894) berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro RADAR dan sebagainya.Cahaya terlihat pada gelombang cahaya tampak yaitu antara 4000 Å – 7000 Å ( 1 Å= 10-10 m). cepat rambat gelombang elektromagnetik dapat dihitung dengan rumus
V = l . f => f = 1/T
Dimana : v = cepat rambat gelombang (m/s)
l = panjang gelombang(m)
T = periode (sekon)
f = frekuensi (Hertz/Hz)
2. Cahaya sebagai materi atau partikel.
Menurut Newton Cahaya adalah partikel-partikel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Hal ini dikuatkan oleh Planck bahwa Cahaya di pancarkan dalam bentuk-bentuk partikel kecil yang disebut kuanta. Gagasan ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang disebut teori Kuantum.
Selain bersifat dualsime cahaya juga memiliki sifat khusus, yaitu:
1. Cahaya merambat lurus
Cahaya merambat lurus dapat dibuktikan ketika kita menyalakan lampu senter. Ternyata cahaya yang dpancarkan lampu senter akan merambat lurus. Cahaya merambat lurus juga dapat diketahui dari sinar matahari yang memasuki celah-celah kecil akan terlihat bahwa matahari seperti garis lurus. Dan karena cahaya merambat lurus, bila cahaya mengenai benda, maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap. kecuali pada benda bening maka cahaya akan diteruskan.
2. Cahaya dapat menembus benda bening
Cahaya dapat menembus benda bening dapat dibuktikan ketika kita menyalakan lampu senter dan kita sorot ke kaca maka sinar akan menembus kaca sedangkan bila sinar mengenai benda yang tidak bening atau gelap maka dia akan membentuk bayangan.
3. Cahaya dapat dipantulkan
Cahaya dapat dipantulkan dapat dibuktikan ketika kita mengarahkan cahaya senter pada cermin ternyata cahaya senter akan dipantulkan sehingga kita dapat melihat cahaya senter tersebut ditempat yang lain.
4. Cahaya dapat dibiaskan
Cahaya dapat dibiaskan atau dibelokkan bila melalui medium yang berbeda. Contoh yang umum adalah saat kita mencelupkan pensil digelas maka pensil yang di air akan tampak bengkok.
5. Cahaya dapat mengalami dispersi
Dispersi cahaya dapat dibuktikan dengan memancarkan Cahaya putih menuju prisma maka akan menghasilkan warna-warna pelangi yang indah, dispersi terjadi pada pelangi yang dihasilkan dari pembiasan cahaya matahari dengan medium butir-butir air.
6. Cahaya dapat mengalami inteferensi dan difraksi
Interferensi cahaya adalah perpaduan antara dua glombang atau lebih yang koheren. Dua gelombang dikatakan koheren jika mempunyai frekuensi dan amplitudo yang sama serta beda fase yang tetap. Sedangkan difraksi cahaya adalah pembelokan arah cahaya oleh tepian benda.
C. Sumber Cahaya
Cahaya adalah gelombang, tepatnya gelombang elektromagnetik. Ciri utama dari gelombang cahaya adalah selalu bergerak. Benda-benda yang sangat panas seperti matahari dan filamen lampu listrik memancarkan cahaya mereka sendiri. Begitu juga cahaya lilin atau cahaya pada layar televisi yang dibangkitkan oleh tumbukan antara electron berkecepatan tinggi dengan zat yang dapat berfluoresensi (berpendar) yang terdapat pada layar televisi. Mereka merupakan sumber cahaya.
Karena cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, dapat diambil contoh tentang sistem kerja dari lampu pijar. Lampu pijar akan memancarkan cahaya ketika ada arus listrik melewati filamen kawat pijar pada lampu dan kemudian memanasi filamen tersebut. pada panas tertentu maka lampu pijar dapat menghasilkan cahaya
Benda seperti bulan bukanlah sumber cahaya, ia hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Jadi selain dipancarkan cahaya dapat dipantulkan.
D. Berkas Cahaya
Cahaya merambat lurus seperti yang dapat kita lihat pada cahaya yang keluar dari sebuah lampu teater di ruangan yang gelap atau Laser yang melintasi asap atau debu. Oleh karenanya cahaya yang merambat digambarkan sebagai garis lurus berarah yang disebut sinar cahaya, sedangkan berkas cahaya terdiri dari beberapa garis berarah seperti pada Gambar 2. Berkas cahaya bisa paralel, divergen (menyebar) atau konvergen (mengumpul).
Gambar 1. Cahaya merambat dalam garis lurus yang disebut sinar cahaya sedangkan berkas cahaya digambarkan dengan beberapa garis berarah
E. Prinsip Huygens
Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap wave front (muka gelombang) dapat dianggap memproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang yang sama dengan panjang gelombang sebelumnya. Wavelet bisa diumpamakan gelombang yang ditimbulkan oleh batu yang dijatuhkan ke dalam air seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2. Riak air dalam tangki air
Jika gelombang disinari lampu maka akan tampak bayang gelap terang secara bergantian. Prinsip Huygens bisa dipakai untuk menerangkan terjadinya difraksi cahaya pada celah kecil seperti yang terlihat pada gambar berikut ini. Pada saat melewati celah kecil, muka gelombang (wave front) akan menimbulkan wavelet-wavelet baru yang jumlahnya tak terhingga sehingga gelombang tidak mengalir lurus saja, tetapi menyebar.
Gambar 3. Difraksi cahaya diterangkan oleh prinsip Huygens.
Komentar
Posting Komentar
silahkan berikan komentar