Fisika merupakan ilmu yang mempelajari banyak hal dalam kehidupan
sehari-hari yang berhubungan dengan gejala-gejala fisik alam. Sehingga banyak
dari gejala yang terjadi dapat dijelaskan dengan menggunakan teori fisika.
Teori-teori inilah yang menjadi landasan bagi ilmuan untuk merumuskan
permasalahan dan menemukan penyelesaian dari masalah tersebut.
Salah satu cabang fisika yang banya memberi konstribusi bagi kehidupan
manusia adalah "cahaya". Penjelasan secara terperincih mengenai
cahaya akan dibahas pada kesempatan ini dengan menggunakan beberapa reverensi.
cahaya merupakan salah satu unsur terpenting
yang dibuthkan oleh mahluk hidup untuk bertahan hidup, dengan kata lain
mahluk hidup tidak dapat berpisah dengan cahaya.
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnet yang kasat mata
dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah
radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang
tidak. Gelombang elektromagnetik dapat digambarkan sebagai dua buah gelombang
yang merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus yaitu medan magnet dan medan listrik. Merambatnya gelombang magnet akan mendorong gelombang
listrik, dan sebaliknya, saat merambat, gelombang listrik akan mendorong
gelombang magnet. Peleajari juga tentang perilaku gelombang elektromagnet dengan interferometer di sini.
Diagram di atas menunjukkan gelombang cahaya yang merambat dari kiri ke
kanan dengan medan listrik pada bidang vertikal dan medan magnet pada bidang
horizontal. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua
definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan
sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang
disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan
sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan
area riset yang penting pada fisika modern.
Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang
mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang
gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya
terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti
refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi,
difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut
dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical
optics).
Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang
elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun 1838
oleh Michael Faraday dengan penemuan sinar katode, tahun 1859 dengan teori
radiasi massa hitam oleh Gustav Kirchhoff, tahun 1877 Ludwig Boltzmann
mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat menjadi diskrit, teori
kuantum sebagai model dari teori radiasi massa hitam oleh Max Planck pada tahun
1899 dengan hipotesa bahwa energi yang teradiasi dan terserap dapat terbagi
menjadi jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E.
Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik,
cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari
orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjukkan
elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori
dualitas partikel-gelombang.
Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek
fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang
mempunyai sifat dualitas yang sama. Karya Albert Einstein dan Max Planck
mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan
menjadi dasar teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan,
termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von
Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan
lain-lain.
Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai
dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut
foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya
sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960. Era optika modern tidak serta
merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya
yang lain yaitu difusi dan hamburan.
Kelajuan cahaya (kelajuan cahaya dalam ruang vakum; kecepatan cahaya)
adalah sebuah konstanta fisika yang disimbolkan dengan huruf c, singkatan dari
celeritas (yang dirujuk dari dari bahasa Latin) yang berarti
"kecepatan". Konstanta ini sangat penting dalam fisika dan bernilai
299.792.458 meter per detik. Nilai ini merupakan nilai eksak disebabkan oleh
panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta kelajuan cahaya.[1] Kelajuan
ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi,
materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan
segala partikel tak bermassa dan medan fisika, termasuk radiasi elektromagnetik
dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah kelajuan gravitasi
(kelajuan dari gelombang gravitasi). Partikel-partikel maupun
gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan c tanpa tergantung pada sumber
gerak maupun kerangka acuan inersial pengamat. Dalam teori relativitas, c
saling berkaitan dengan ruang dan waktu. Konstanta ini muncul pula pada
persamaan fisika kesetaraan massa-energi E = mc2.
Kelajuan cahaya yang merambat melalui bahan-bahan transparan seperti gelas
ataupun udara lebih lambat dari c. Rasio antara c dengan kecepatan v(kecepatan
rambat cahaya dalam suatu materi) disebut sebagai indeks refraksi n material
tersebut (n = c / v). Sebagai contohnya, indeks refraksi gelas umumnya berkisar
sekitar 1,5, berarti bahwa cahaya dalam gelas bergerak pada kelajuan c / 1,5 ≈
200.000 km/s; indeks refraksi udara untuk cahaya tampak adalah sekitar 1,0003,
sehingga kelajuan cahaya dalam udara adalah sekitar 90 km/s lebih lambat
daripada c.
Meski bergerak dengan kecepatan tinggi, bukan berarti cahaya tidak dapat
dihentikan. Ilmuwan telah berhasil menghentikan laju cahaya selama satu menit
menggunakan prinsip fisika kuantum. Sebelumnya pada tahun 1999 mereka mampu
memperlambat gerak cahaya higga 17 meter per detik. Hal ini mampu memberikan
kemajuan dalam mengembangkan komunikasi kuantum.
Dalam banyak hal, cahaya dapat dianggap bergerak secara langsung dan
instan, namun untuk jarak yang sangat jauh, batas kelajuan cahaya akan
memberikan dampak pada pengamatan yang terpantau. Dalam berkomunikasi dengan
wahana antariksa, diperlukan waktu berkisar dari beberapa menit sampai beberapa
jam agar pesan yang dikirim oleh wahana tersebut diterima oleh Bumi. Cahaya
bintang yang kita lihat di angkasa berasal dari cahaya bintang yang dipancarkan
bertahun-tahun lalu. Hal ini mengijinkan kita untuk mengkaji dan mempelajari
sejarah alam semesta dengan melihat benda-benda yang sangat jauh. Kelajuan
cahaya yang terbatas juga membatasi kecepatan maksimum komputer, oleh karena
informasi harus dikirim dari satu chip ke chip lainnya dalam komputer.
Unknown
Fisika Klasik
