Teori Cahaya ( Part. II )

12. Christian Huygens (1629-1695 M)

Menurut Christian Huygens (1629-1695) seorang ilmuwan berkebangsaan Belanda, bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi dan berupa gelombang. Perbedaan cahaya dan bunyi hanya terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya.

Christiaan Huygens (Belanda). Dalam komunikasi dengan Academie des Science di Paris, dikemukakan teori gelombang Huygens itu cahaya (terbit dalam karyanya Traite de Lumiere pada tahun 1690). Ia menganggap bahwa cahaya ditransmisikan melalui-eter meresapi semua yang terdiri dari partikel elastik kecil, masing-masing dapat bertindak sebagai sumber sekunder wavelet. Atas dasar ini, Huygens banyak menjelaskan karakteristik propagasi dikenal cahaya, termasuk refraksi ganda dalam kalsit ditemukan oleh Bartholinus.

 Pada teori ini Huygens menganggap bahwa setiap titik pada sebuah muka gelombang dapat dianggap sebagai sebuah sumber gelombang yang baru dan arah muka gelombang ini selalu tegak lurus tehadap muka gelombang yang bersangkutan.

Pada teori Huygens ini peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, ataupun difraksi cahaya dapat dijelaskan secara tepat, namun dalam teori Huygens ada kesulitan dalam penjelasan tentang sifat cahaya yang merambat lurus.

13. James Clerk Maxwell (1831 - 1879)

Percobaan James Clerk Maxwell (1831 - 1879) seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris (Scotlandia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3×108 m/s, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Kesimpulan Maxwell ini di dukung oleh:

• Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Heinrich Rudolph Hertz (1857 - 1894) yang membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal. Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya dapat menunjukkan gejala polarisasi.
• Percobaan seorang ilmuwan berkebangsaan Belanda, Peter Zeeman (1852 - 1943) yang menyatakan bahwa medan magnet yang sangat kuat dapat berpengaruh terhadap berkas cahaya.
• Percobaan Stark (1874 - 1957), seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman yang mengungkapkan bahwa medan listrik yang sangat kuat dapat mempengaruhi berkas cahaya.

Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah:

·       Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet.

·   Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cepat rambat gelombang ) dan permeabilitas & elektromagnetik (c) tergantung dari permitivitas ( (μ) zat. Menurut Maxwell, kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan sebagai berikut:

Ternyata perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet yang tidak tetap besarannya atau berubah-ubah. Sehingga perubahan medan magnet tersebut akan menghasilkan lagi medan listrik yang berubah-ubah.

Proses terjadinya medan listrik dan medan magnet berlangsung secara sama dan menjalar kesegala arah. Arah getar vektor medan-bersama listrik dan medan magnet saling tegak lurus. Jadi gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.

Dari seluruh teori-teori cahaya yang muncul dapat disimpulkan bahwa cahaya mempunyai sifat dual (dualisme cahaya) yaitu cahaya dapat bersifat sebagai gelombang untuk menjelaskan peristiwa interferensi dan difraksi tetapi di lain pihak cahaya dapat berupa materi tak bermassa yang berisikan paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton sehingga dapat menjelaskan peristiwa efek fotolistrik.

14. Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 – 1947 M)

Teori kuantum pertama kali dicetuskan pada tahun 1900 oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman yang bernama Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858 - 1947).

Dalam percobaannya Planck mengamati sifat-sifat termodinamika radiasi benda-benda hitam hingga ia berkesimpulan bahwa energi cahaya terkumpul dalam paket-paket energi yang disebut kuanta atau foton. Dan pada tahun 1901 Planck mempublikasikan teori kuantum cahaya yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari peket-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 partikel pada teori Newton memiliki massa.

15. Albert Einstein

           Pernyataan Planck ternyata mendapat dukungan dengan adanya percobaan Albert Einstein pada tahun 1905 yang berhasil menerangkan gejala fotolistrik dengan menggunakan teori Planck. Fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron dari suatu logam yang disinari dengan panjang gelombang tertentu. Akibatnya percobaan Einstein justru bertentangan dengan pernyataan Huygens dengan teori gelombangnya.Pada efek fotolistrik, besarnya kecepatan elektron yang terlepas dari logam ternyata tidak bergantung pada besarnya intensitas cahaya yang digunakan untuk menyinari logam tersebut. Sedangkan menurut teori gelombang seharusnya energi kinetik elektron bergantung pada intensitas cahaya.

16. Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923 M)

        Wilhelm Conrad Röntgen ialah fisikawan Jerman. Pada tahun 1895, saat mengadakan percobaan dengan aliran arus listrik dan tabung gelas yang dikosongkan sebagian (tabung sinar katode), Rontgen mengamati bahwa potongan barium platinosianida yang berdekatan melepaskan sinar saat tabung itu dioperasikan. Ia merumuskan teori bahwa saat sinar katode (elektron) menembus dinding gelas tabung, beberapa radiasi yang tak diketahui terbentuk yang melintasi ruangan, menembus bahan kimia, dan menyebabkan fluoresensi. Pengamatan lebih lanjut mengungkapkan bahwa kertas, kayu, dan aluminum, di antara bahan lain, transparan pada bentuk baru radiasi ini. Ia menemukan bahwa itu mempengaruhi plat fotografi, dan, sejak tidak secara nyata menunjukkan beberapa sifat cahaya, seperti refleksi atau refraksi, secara salah ia berpikir bahwa sinar itu tak berhubungan pada cahaya. Dalam pandangan pada sifat tak pasti itu, ia menyebut fenomena radiasi X, walau juga dikenal sebagai radiasi Rontgen. Ia mengambil fotografi sinar-X pertama, dari bagian dalam obyek logam dan tulang tangan istrinya.

17. Rene Descartes (1596-1650 M)

          Di desa La Haye-lah tahun 1596 lahir jabang bayi Rene Descartes, filosof, ilmuwan, matematikus Perancis yang tersohor. Waktu mudanya dia sekolah Yesuit, College La Fleche.

Descartes menjelaskan hukum pelengkungan cahaya (yang sesungguhnya sudah ditemukan oleh Willebord Snell). Dia juga mempersoalkan masalah lensa dan pelbagai alat-alat optik, melukiskan fungsi mata dan pelbagai kelainan-kelainannya serta menggambarkan teori cahaya yang hakekatnya versi pemula dari teori gelombang yang belakangan dirumuskan oleh Christiaan Huygens. Tambahan keduanya terdiri dari perbincangan ihwal meteorologi, Descartes membicarakan soal awan, hujan, angin, serta penjelasan yang tepat mengenai pelangi. Dia mengeluarkan sanggahan terhadap pendapat bahwa panas terdiri dari cairan yang tak tampak oleh mata, dan dengan tepat dia menyimpulkan bahwa panas adalah suatu bentuk dari gerakan intern. (Tetapi, pendapat ini telah ditemukan lebih dulu oleh Francis Bacon dan orang-orang lain). Tambahan ketiga Geometri, dia mempersembahkan sumbangan yang paling penting dari kesemua yang disebut di atas, yaitu penemuannya tentang geometri analitis. Ini merupakan langkah kemajuan besar di bidang matematika, dan menyediakan jalan buat Newton menemukan Kalkulus.

18. Witelo

         Witelo (Silesia). Menyelesaikan Perspectiva yang ditakdirkan untuk tetap menjadi teks standar pada optik selama beberapa abad. Diantara hal-hal lain, Witelo dijelaskan metode machining cermin parabolik dari besi dan dilakukan pengamatan yang cermat pada pembiasan. Dia mengakui bahwa sudut refraksi tidak sebanding dengan sudut datang tapi tidak menyadari refleksi internal total

19. Theodoric

Theodoric (Dietrich) dari Freiberg. Theodoric menjelaskan pelangi sebagai konsekuensi dari refraksi dan refleksi internal individu dalam hujan. Dia memberi penjelasan atas munculnya primer dan sekunder busur tetapi, berikut gagasan sebelumnya, ia menganggap warna muncul dari kombinasi dari kegelapan dan kecerahan dalam proporsi yang berbeda

20. Johannes Kepler

         

           

          Johannes Kepler (Jerman). Dalam bukunya Iklan Vitellionem Paralipomena, Kepler menyarankan bahwa intensitas cahaya dari sumber titik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber, bahwa cahaya dapat diperbanyak melalui jarak yang tak terbatas dan bahwa kecepatan propagasi yang tak terbatas. Dia menjelaskan visi sebagai konsekuensi dari pembentukan sebuah gambar pada retina oleh lensa mata dan benar menggambarkan penyebab panjang-sightedness dan kepicikan.
         Dalam karyanya Dioptrice, Kepler disajikan penjelasan tentang prinsip-prinsip yang terlibat dalam mikroskop lensa konvergen divergen / dan teleskop. Dalam risalah yang sama, ia menyarankan agar teleskop bisa dibangun dengan tujuan konvergen dan lensa mata konvergen dan menggambarkan kombinasi lensa yang nantinya akan menjadi dikenal sebagai lensa tele. Ia menemukan pantulan internal total, namun tidak dapat menemukan hubungan yang memuaskan antara sudut datang dan sudut bias.