MATERI 6

OPTIK FISIS ;HAKIKAT CAHAYA, SPEKTRUM CAHAYA PADA GEM, TEORI MAXWELL, ENERGI PADA GEM

HAKIKAT CAHAYA

Beberapa teori tentang hakikat cahaya, antara lain:

a)   Teori kospulkuler menurut Newton (The corpuscular theory of light)

Teori ini mengatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel atau korpuskel-korpuskel yang dipancarkan oleh sumber cahaya dan merambat menurut garis lurus dengan kecepatan besar.Teori ini dianggap benar sampai kira-kira pertengahan abad 17.Teori ini dapat menerangkan dengan jelas peristiwa pemantulan dan pembiasan, tetapi tidak dapat dipakai untuk menerangkan terjadinya peristiwa interferensi.Peristiwa interferensi hanya dapat diterangkan dengan teori gelombang, sedangkan menurut Newton cahaya merupakan partikel.

b)   Kemudian pada awal pertengahan abad 17, Christian Huygens mengemukakan teori gelombang atau teori undulasi.

Menurut Huygens, cahaya adalah gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar. Gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar ini merambat dalam medium yang disebut eter, yaitu zat yang mengisi seluruh ruangan termasuk ruang vakum.Padahal sebenarnya zat eter ini tidak ada, hanya merupakan model saja supaya teorinya dapat diterima.Jadi teori ini sebenarnya belum sempurna benar, tetapi diterima karena teori ini dapat menerangkan kejadian-kejadian interferensi, difraksi, dan polarisasi, tetapi teori ini tidak dapat menerangkan mengapa cahaya dapat merambat pada garis lurus.

c)   Teori gelombang elektromagnetik menurut Maxwell (The electromagnetic wave theory of light). Kira-kira awal abad 19, Maxwell mengemukakan teori, bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

2.      SPEKTRUM CAHAYA PADA GEM

Komponen spectrum gem berenergi lebih besar bila panjang gelombangnya lebih pendek. Berikut ini adalah susunan komponen spectrum gem, yang dimulai dari energi terendah: gelombang radio dan TV, mikrogelombang, inframerah, cahaya, ultraviolet, sinar x, dan sinar gamma  (pople, 1993).

Mikrogelombang (microwave) biasa dipakai untuk komunikasi telepon, dan radar.Panjang gelombang berorde 1 cm. gelombang ini, pada nilai frekuensi tertentu dapat menyebabkan pemanasan bahan secara cepat, sehingga biasa dimanfaatkan juga sebagai dasar pembuatan oven microwave.

3.      TEORI MAXWELL

gelombang elektromagnetik

Maxwell adalah salah seorang ilmuwan Fisika yang berjasa dalam kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi yang berhubungan dengan gelombang. Maxwell berhasil mempersatukan penemuan-penumuan dari berbagai fisikawan  diantaranya Ampere dan Faraday. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini dimana menurut Faraday”medan listrik dapat ditimbulkan dari perubahan medan magnet”.

Sedangkan Maxwell membuat hipotesa bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet, yang sama halnya dengan dengan medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan akan menghasilkan medan listrik. Hal ini melengkapi teori maxwell , yaitu hubungan yang sangat penting antara medan listrik dan medan magnet yang dikenal dengan persamaan Maxwell.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan pula teori Newton serta Huygesa tentang ilmu cahaya. Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa cahaya adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat terdiri dari medan magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang elektromagnetik temasuk gelombang transversal.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik, Maxwell menghitung cepat rambat gelomabang elektromagnetik dengan persamaan

Keterangan :

• C= cepat rambat gelombang elektromagnetik
• μₒ = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10^-7Wb/Am
•  Ԑₒ = permitivitas ruang hampa = 8,85418 x 10^-12C²/N m²

Dengan memasukkan harga μₒ dan Ԑₒ diatas maka di peroleh cepat rambat gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 10⁸ m/s = 3 x 10⁸ m/s.

Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa. Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya mengalami gejala gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan), refraksi(pembiasan), interferensi, difraksi serta polarisasi.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik menyimpulkan bahwa Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

1. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi pada saat yang bersamaan sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
2. Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang
3. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal
4. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga polarisasi
5. Besar medan listrik dan medan magnet (E=cB)
6. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet karena gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan
7. Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara 3 x 10⁸ m/s.

  ENERGI GEM

Hubungan antara kuat medan listrik dengan medan magnetik :

 Dimana :

Dengan :

Em, Bm = nilai max amplitudo medan listrik dan magnetik

c = cepat rambat cahaya

DAFTAR PUSTAKA
http://fisikasmasmk.blogspot.co.id/2012/01/teorimaxwell-gelombangelektromagnetik.html DIAKSES PADA SELASA 12 JANUARI 2016 PUKUL 21:00

 http://materi-forever.blogspot.co.id/2012/08/gelombang-elektromagnetik-gem.html
DIAKSES PADA SELASA 12 JANUARI 2016 PUKUL 21:03