13 Macam Teori Perihal Cahaya Berdasarkan Para Jago Fisika

Dalam artikel sebelumnya telah dijelaskan bahwa cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik atau partikel foton yang dipancarkan oleh benda-benda yang bisa bersinar menyerupai matahari dan lampu pijar listrik sehingga memungkinkan mata kita sanggup menangkap bayangan benda-benda yang berada di sekitar benda yang bersinar tersebut.

Dari pengertian wacana cahaya di atas, kita ketahui bahwa cahaya sanggup bertindak sebagai “gelombang” elektromagnetik dan juga sebagai “partikel” foton. Oleh alasannya ialah itu, bermunculan teori-teori atau pendapat wacana cahaya. Ada yang beranggapan cahaya sebagai gelombang dan ada juga yang beranggapan cahaya sebagai partikel. Perbedaan dua pandangan wacana cahaya tersebut, kemudian dikenal sebagai dualisme gelombang-partikel.

Namun jauh sebelum lahirnya dualisme gelombang, para mahir fisika pada zaman dahulu telah merumuskan konsep atau hakekat wacana cahaya. Nah, pada kesempatan kali ini, kita akan berguru mengenai beberapa teori atau pendapat mengenai cahaya yang dikemukakan oleh para mahir fisika. Silahkan kalian simak klarifikasi berikut ini. Selamat membaca.

#1 Pendapat Plato dan Euclides

Plato (429 – 348 SM) dan Euclides (287 – 212 SM) berasal dari Yunani, keduanya beropini bahwa kita sanggup melihat benda di sekeliling kita alasannya ialah dari mata kita memancarkan sinar-sinar pengelihatan yang berbentuk kumis-kumis peraba. Apabila kumis-kumis peraba menyentuh benda, maka kita hasilnya sanggup melihat benda tersebut.

#2 Pendapat Aristoteles

Aristoteles (384 – 322 SM) juga berasal dari Yunani. Ia menentang adanya kumis-kumis peraba, alasannya ialah pada kenyataannya kita tidak sanggup melihat benda-benda yang berada di dalam ruangan gelap. Menurut Aristoteles, pengelihatan merupakan bentuk yang diterima mata dari objek yang sedang dilihat. Tetapi sayangnya, Aristoteles sendiri tidak sanggup menjelaskan, mengapa mata sanggup melihat benda. Akhirnya, teori kumis-kumis peraba ini sanggup bertahan hingga kurun pertengahan.

#3 Pendapat Al-Kindi

Al-Kindi (801 – 873 M) merupakan ilmuwan muslim pertama yang mencurahkan pikirannya udah mengkaji ilmu optik. Secara lugas, Al-Kindi menolak konsep pengelihatan yang dikemukakan oleh Aristoteles. Menurut Al-Kindi, pengelihatan justru ditimbulkan alasannya ialah ada daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke objek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.

#4 Pendapat Al-Haytham

Al-Haytham (965 – 1040 M) ialah ilmuwan muslim yang paling terkenal di bidang optik. Sang ilmuwan muslim ini meyakini bahwa sinar cahaya keluar dari garis lurus di setiap titik dari permukaan yang bercahaya. Ia juga menyatakan bahwa mata sanggup melihat suatu benda alasannya ialah benda tersebut mengeluarkan cahaya yang kemudian ditangkap mata.

Selain itu, Al-Haytham juga mencetuskan teori wacana banyak sekali macam fenomena fisik menyerupai banyangan, gerhana dan juga pelangi. Menurutnya, warna-warna pelangi terbentuk alasannya ialah cahaya matahari dipantulkan awan sebelum mencapai mata.

#5 Pendapat Kamal Al-Din Al-Farisi

Salah satu bab yang paling penting dalam karya Al-Farisi (1267 – 1319 M) ialah komentarnya wacana teori pelangi yang menyangkal pendapat Al-Haitham. Menurutnya, teori yang dicetuskan Ibnu Haitham dinilai mengandung kelemahan alasannya ialah tidak melalui sebuah penelitian yang objektif.

Al-Farisi kemudian mengusulkan sebuah teori gres wacana pelangi. Menurut dia, pelangi terjadi alasannya ialah sinar atau cahaya matahari dibiaskan dua kali dengan titik air hujan yang turun. Satu atau lebih pemantulan cahaya terjadi di antara dua pembiasan. Al-Farisi membuktikan teori pelanginya melalui eksperimen memakai sebuah lapisan transparan yang diisi dengan air dan sebuah kamera obscura.

#6 Pendapat Al-Hasan

Al-Hasan (965-1038 M) ialah seorang ilmuwan Mesir yang mengemukakan pendapat bahwa mata sanggup melihat benda-benda di sekeliling alasannya ialah adanya cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda-benda yang bersangkutan masuk ke dalam mata. Teori ini hasilnya sanggup diterima oleh orang banyak hingga kurun ke-20 ini.

#7 Teori Emisi Oleh Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton (1642 – 1727) ialah seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris. Pada tahun 1672 ia beropini bahwa:

■ Cahaya ialah pancaran partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan berupa garis lurus ke segala arah dengan kecepatan yang sangat besar. Bila partikel-partikel ini mengenai mata, maka kita mendapat kesan melihat sumber cahaya itu.

■ Kecepatan cahaya dalam medium rapat lebih besar daripada kecepatan cahaya dalam medium renggang.

Kelemahan teori emisi Newton ialah sebagai berikut:

■ Teori Newton mengenai kecepatan cahaya tidak sesuai dengan hasil percobaan Foucault di mana kecepatan cahaya dalam medium rapat ternyata lebih kecil dari pada kecepatan cahaya dalam medium renggang.

■ Teori Newton tidak sanggup menerangkan terjadinya tanda-tanda difraksi (pelenturan) dan interferensi (perpaduan) pada celah sempit. Gejala ini telah dibuktikan kebenarannya oleh Thomas Young (1773 – 1829 M) dan Agustin Fresnel (1788 – 1827 M).

#8 Percobaan Jean Beon Foucault

Teori emisi Newton ternyata mempunyai kelemahan sehabis Jean Focault (1819 – 1868 M) melaksanakan percobaan wacana pengukuran kecepatan cahaya dalam banyak sekali medium pada tahun 1850. Dalam percobannya, Jean Focault mendapat kesimpulan bahwa kecepatan cahaya dalam air lebih kecil daripada kecepatan cahaya dalam udara.

Dengan demikian, teori Newton yang menyatakan bahwa kecepatan cahaya dalam medium rapat lebih besar daripada kecepatan cahaya dalam medium renggang tidak benar.

#9 Teori Gelombang Oleh Christian Huygens

Christian Huygens (1629 – 1695) ialah seorang Ilmuwan berkebangsaan Belanda yang menerangkan bahwa cahaya intinya sama dengan bunyi, yaitu berupa gelombang. Perbedaan cahaya dengan suara hanya terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya. Karena cahaya sebagai gelombang, maka harus ada medium (zat perantara) biar sanggup merambat dalam ruang hampa.

Medium gelombang cahaya dalam ruang hampa disebut zat eter yaitu zat ringan yang elastis, membisu dan mengisi seluruh ruang alam semesta. Teori Huygens ini sanggup dengan gampang menjelaskan gejala-gejala pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), pelenturan (difraksi) dan perpaduan (interferensi) cahaya.

Kelemahan teori gelombang Huygens ialah sebagai berikut:

■ Teori Huygens tidak sanggup menerangkan wacana sifat cahaya yang merambat lurus, hal ini dengan gampang sanggup diterangkan oleh teori Newton.

■ Bukti-bukti eksperimen wacana adanya zat eter tidak pernah terbukti. Hal ini telah dibuktikan oleh Albert Abraham Michelson (1852 – 1931) dan Edward William Morley (1838 – 1923) dari Amerika.

#10 Teori Gelombang Elektromagnetik Oleh James Clark Maxwell

James Clerk Maxwell (1831 – 1879) ialah seorang ilmuwan asal Inggris (Skotlandia) yang menyatakan bahwa cahaya ialah gelombang elektromagnetik. Cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3 × 108 m/s. Kesimpulan Maxwel ini diperkuat oleh percobaan-percobaan para ilmuwan berikut ini.

■ Heinrich Rudolph Hertz (1857 – 1894), ilmuwan Jerman yang membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik itu sebagai gelombang transversal. Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya sanggup memperlihatkan tanda-tanda polarisasi (ex. difraksi dan interferensi).

■ Pieter Zeeman (1852 – 1943), ilmuwan Belanda, Percobaan yang dilakukannya pada tahun 1896 memperlihatkan bahwa adanya efek medan magnet yang kuat terhadap berkas cahaya.

■ Johanes Stark (1874 – 1957), ilmuwan Jerman pada percobaan yang dilakukan pada tahun 1913 yang menawarkan hasil bahwa medan listrik yang sangat kuat kuat terhadap berkas cahaya.

#11 Teori Kuantum Oleh Max Karl Ernst Ludwig Planck

Teori kuantum pertama kali dicetuskan pada tahun 1900 oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman berjulukan Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 –1947). Dalam percobaannya, Planck mengamati sifat-sifat termodinamika radiasi benda-benda hitam sehingga ia berkesimpulan bahwa energi cahaya terkumpul dalam paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton.

Kemudian pada tahun 1901, Planck mempublikasikan teori kuantum cahaya yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton. Akan tetapi dalam teori ini, paket-paket energi atau partikel penyusun cahaya yang dimaksud berbeda dengan partikel yang dikemukakan oleh Newton. Karena foton tidak bermassa sedangkan partikal pada teori Newton mempunyai massa.

#12 Percobaan Efek Fotolistrik Albert Einstein

Pernyataan Planck ternyata mendapat donasi dengan adanya percobaan Albert Einstein (1879 – 1955) pada tahun 1905 yang berhasil menerangkan tanda-tanda fotolistrik dengan memakai teori Planck. Fotolistrik adalah insiden terlepasnya elektron dari suatu logam yang disinari cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Akibatnya, percobaan Einstein justru bertentangan dengan pernyataan Huygens dengan teori gelombangnya. Pada imbas fotolistrik, besarnya kecepatan elektron yang terlepas dari logam ternyata tidak bergantung pada besarnya intensitas cahaya yang dipakai untuk menyinari logam tersebut. Sedangkan berdasarkan teori gelombang seharusnya energi kinetik (energi yang terjadi alasannya ialah adanya kecepatan) elektron bergantung pada intensitas cahaya.

#13 Hipotesis Lous de Broglie

Louis de Broglie, spesialis fisika Perancis, mengemukakan gagasannya wacana gelombang bahan pada tahun 1924. Gagasan ini merupakan penerapan yang lebih luas dari gagasan partikel cahaya yang dikemukakan oleh Max Planck dan Albert Einstein. Argumen de Broglie menghasilkan persamaan untuk menghitung panjang gelombang satu partikel, yaitu sebagai berikut.

λ = h/(mv)

Keterangan:

λ = panjang gelombang (m)

m = massa partikel (kg)

v = kecepatan partikel (m/s)

h = tetapan Planck (6,626 × 10–34 Joule.s)

Broglie menciptakan suatu hipotesis bahwa apabila cahaya mempunyai sifat partikel, maka partikel juga mempunyai sifat gelombang. Dengan demikian, cahaya mempunyai sifat dualisme yaitu sebagai partikel dan gelombang.

Menurut de Broglie, gerakan partikel mempunyai ciri-ciri gelombang. Hipotesis de Broglie kemudian terbukti kebenarannya, dikala ditemukan bahwa elektron pertanda sifat difraksi menyerupai halnya sinar X. Sifat gelombang dari elektron dipakai dalam mikroskop elektron. Hipotesis Louis de Broglie bekerjsama berlaku untuk setiap benda yang bergerak.

Namun demikian, kalau diterapkan untuk benda-benda biasa, menyerupai bola golf atau peluru, yaitu benda yang mempunyai massa relatif besar, maka persamaan de Broglie akan menghasilkan panjang gelombang yang sangat kecil, tidak teramati.