PENGERTIAN DAN SIFAT CAHAYA

          1. Pengertian Cahaya

Cahaya adalah gelombang electromagnet yang dapat dideteksi oleh mata. Cahaya dapat merambat tanpa medium, mempunyai frekuensi antara 4x10¹⁴ Hz sampai 7,5x10¹⁴. Panjang gelombang cahaya antara 400 nm (ultraungu) sampai 700 nm (inframerah).

Pendapat para ahli tentang cahaya, diawali dengan teori penglihatan. Pada zaman yunani kuno. Phytagoras (580-500 SM) dan Democritus (460-370 SM) berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena benda itu mengeluarkan butir-butir yang masuk ke dalam mata. Empedocles (484-424 SM) , Plato (427-347 SM) dan Euclides (± 300 SM) berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena dari mata kita keluar sesuatu, kemudian menumbuk butir-butir yang dikeluarkan benda yang kita lihat itu.

Al-Kindi, seorang ilmuwan muslim menolak konsep tentang penglihatan yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat. Kemudian Al-Hasan (965-1038) berpendapat bahwa kita dapat melihat karena ada cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda itu.

Sir Isac Newton merupakan salah satu ilmuwan yang mendukung pendapat dari Al-Hasan, beliau mengemukakan pendapat bahwa dari sumber cahaya dipancarkan partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan ke segala arah dengan kecepatan yang sangat besar. Bila partikel-partikel ini mengenai mata, maka manusia akan mendapat kesan melihat benda tersebut.

2. Sifat Cahaya

Sifat khas dari cahaya adalah dapat menunjukkan peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi dan difraksi. Oleh karena itu teori fisika klasik menganggap cahaya adalah gelombang. Kemudian teori Maxwell menyatakan bahwa cahaya (sinar tampak) adalah gelombang elektromagnetik. Mekanika Newton harus diganti dengan teori relativitas khusus Einstein, apabila dilakukan pembahasan tentang kecepatan partikel yang berada dalam orde kecepatan cahaya.

Walaupun pada awal abad ke-20  telah banyak permasalahan yang dapat diterangkan dengan menggunakan teori relativitas, namun masih ada hasil-hasil percobaan dan persoalan-persoalan teoritis yang belum terjawab. Misalnya fenomena spektra  radiasi benda hitam,  efek fotolistrik,  radiasi sinar-x dan hamburan  Compton,  tidak dapat dijelaskan jika cahaya masih dipandang sebagai gelombang. Hal tersebut hanya bisa diselesaikan jika kita anggap gelombang sebagai partikel.

Sifat gelombang dan sifat partikel yang secara nyata saling bertentangan akhirnya direkonsiliasikan sejak tahun 1930 melalui perkembangan elektrodinamika kuantum, yakni sebuah teori komperhensif yang memasukkan kedua sifat gelombang dan sifat partikel. Perambatan cahaya paling baik dijelaskan dengan model gelombang tetapi pemahaman tentang pemancaran dan penyerapan memerlukan pendekatan partikel.

Dari pembahasan sifat gelombang di atas kita dapat membuat sebuah rangkuman sifat gelombang sebagai berikut:

- Cahaya sebagai gelombang

Sebagai gelombang Cahaya memiliki beberapa sifat diantaranya:

1. Cahaya dapat di pantulkan (refleksi)

2. Cahaya dapat dibiaskan (refraksi)

3. Cahaya dapat mengalami pelenturan (difraksi)

4. Cahaya dapat dijumlahkan (interferensi)

5. Cahaya dapat diuraikan (dispersi)

6. Cahaya dapat mengalami pengkutuban (polarisasi) 

7. Cahaya sebagai partikel

Contoh penerapan anggapan cahaya sebagai partikel yaitu pada efek fotolistrik, cahaya dapat dipandang sebagai kuantum energi dengan energi yang diskrit. Kuantum energi tidak dapat digambarkan sebagai gelombang tetapi lebih mendekati bentuk partikel. Partikel cahaya dalam bentuk kuantum dikenal dengan sebutan foton. Pandangan cahaya sebagai foton diperkuat lagi melalui gejala yang dikenal sebagai efek Compton. Jika seberkas sinar-X ditembakkan ke sebuah elektron bebas yang diam, sinar-X akan mengalami perubahan panjang gelombang dimana panjang gelombang sinar-X menjadi lebih besar. Gejala ini dikenal sebagai efek Compton, sesuai dengan nama penemunya, yaitu Arthur Holly Compton.

Sinar-X digambarkan sebagai foton yang bertumbukan dengan elektron (seperti halnya dua bola bilyar yang bertumbukan). Elektron bebas yang diam menyerap sebagian energi foton sehingga bergerak ke arah membentuk sudut terhadap arah foton mula-mula. Foton yang menumbuk elektron pun terhambur dengan sudut θ terhadap arah semula dan panjang gelombangnya menjadi lebih besar. Perubahan panjang gelombang foton setelah terhambur dinyatakan sebagai . Dimana m adalah massa diam elektron, c adalah kecepatan cahaya, dan h adalah konstanta Planck.

               

DAFTAR PUSTAKA

http://nitanurulparida.blogspot.com/2013/04/makalah-sifat-perambatan-cahaya.html ( Di Akses Rabu, 1 April 2015, Jam 22:31 )