Download Dualisme-Sifat-Cahaya PDF

TitleDualisme-Sifat-Cahaya
File Size285.8 KB
Total Pages19
Table of Contents
                            Dasar Teori
Dualisme Sifat Cahaya : Cahaya Sebagai Gelombang
Dualisme Sifat Cahaya : Cahaya Sebagai Partikel
Radiasi Termal
Benda Hitam
Hukum Stefan-Boltzmann
Hukum Pergeseran Wien
Teori Kuantum Planck
Efek Compton
Contoh Soal dan Pembahasan
                        
Document Text Contents
Page 1

Dasar Teori

Dualisme Sifat Cahaya : Cahaya Sebagai Gelombang

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan
panjang gelombang sekitar 380–750 nm.[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi
elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. [2][3]

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

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi
https://id.wikipedia.org/wiki/Max_Planck
https://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
https://id.wikipedia.org/wiki/Foton
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kuanta&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Efek_fotolistrik
https://id.wikipedia.org/wiki/Efek_fotolistrik
https://id.wikipedia.org/wiki/Postulat
https://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_dualitas_partikel-gelombang&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Elektron
https://id.wikipedia.org/wiki/Louis_de_Broglie
https://id.wikipedia.org/wiki/Orbit
https://id.wikipedia.org/wiki/Elektron
https://id.wikipedia.org/wiki/Atom
https://id.wikipedia.org/wiki/Efek_fotoelektrik
https://id.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Elemen_energi&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Energi
https://id.wikipedia.org/wiki/Max_Planck
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_radiasi_massa_hitam&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_radiasi_massa_hitam&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_kuantum&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Energi
https://id.wikipedia.org/wiki/Ludwig_Boltzmann
https://id.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_radiasi_massa_hitam&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_katode
https://id.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
https://id.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggris
https://id.wikipedia.org/wiki/Optika_fisis
https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggris
https://id.wikipedia.org/wiki/Optika_geometris
https://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasi
https://id.wikipedia.org/wiki/Dispersi
https://id.wikipedia.org/wiki/Difraksi
https://id.wikipedia.org/wiki/Interferensi
https://id.wikipedia.org/wiki/Refraksi
https://id.wikipedia.org/wiki/Refleksi
https://id.wikipedia.org/wiki/Pendekatan_paraksial
https://id.wikipedia.org/wiki/Fase
https://id.wikipedia.org/wiki/Polarisasi
https://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombang
https://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi
https://id.wikipedia.org/wiki/Intensitas
https://id.wikipedia.org/wiki/Optika_klasik
https://id.wikipedia.org/wiki/Fisika
https://id.wikipedia.org/wiki/Optika
https://id.wikipedia.org/wiki/Warna
https://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum
https://id.wikipedia.org/wiki/Foton
https://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya#cite_note-3
https://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya#cite_note-2
https://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum_kasat_mata
https://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombang
https://id.wikipedia.org/wiki/Fisika
https://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya#cite_note-1
https://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombang
https://id.wikipedia.org/wiki/Mata
https://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetik

Page 2

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.

Melalui percobaan dua celah tipis, Thomas Young menjelaskan interferensi cahaya
sekaligus menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang. James Clerk Maxwell (1831-
1879) juga mendukung teori itu dengan menjabarkannya dalam matematika. Maxwell
dengan apik menggabungkan dan menjelaskan hubungan unik antara 4 hukum listrik
dan kemagnetan yang sebelumnya diusulkan oleh Karl Gauss (1777-1855), Andre
Ampere (1775-1836), dan Miichael Faraday (1791-1867). Dengan kejeniusannya
dalam listrik statis, listrik dinamis, dan kemagnetan, Maxwell menyatukan keempat
hukum itu dalam empat buah persamaan differensial.

1. Hukum Coulomb, yang menyatakan gaya tarik-menarik antar muatan listrik.
Hukum ini juga bisa diturunkan secara matematika dari Teori Gauss.

2. Teori Gauss tentang kemagnetan, yang menyatakan magnet bersifat dipol (dua
kutub), tidak terpisah seperti muatan listrik (muatan listrik adalah monopol,
ada muatan negatif dan muatan positif).

3. Penemuan Ampere yang menyatakan muatan listrik yang bergerak
menghasilkan medan magnet.

4. Percobaan Faraday yang menunjukkan: mengubah medan magnet
menghasilkan medan listrik, sebaliknya juga mengubah medan listrik turut
mengubah medan magnet.

Persamaan yang diajukan Maxwell selalu berjalan simultan atau bersamaan. Saat
menyelesaikan persamaan itu, diperlukan suatu kondisi agar keempat persamaan itu
tetap terus simultan. Muatan yang bergetar akan menjadi gelombang elektromagnetik
dan bergerak dengan kecepatan yang tetap. Maxwell kemudian menghitung
kecepatan gelombang itu, dan nilainya secara praktis sama dengan kecepatan cahaya.
Suatu kebetulan yang luar biasa! Dan dengan itu, tidak bisa disangkal bahwa cahaya
pasti bersifat gelombang.

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hamburan&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Difusi
https://id.wikipedia.org/wiki/Optika_klasik
https://id.wikipedia.org/wiki/Laser
https://id.wikipedia.org/wiki/Sinar
https://id.wikipedia.org/wiki/Maser
https://id.wikipedia.org/wiki/Sinar
https://id.wikipedia.org/wiki/Foton
https://id.wikipedia.org/wiki/Partikel
https://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optika_modern&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Roy_J._Glauber
https://id.wikipedia.org/wiki/David_Hilbert
https://id.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Pauli
https://id.wikipedia.org/wiki/Paul_Dirac
https://id.wikipedia.org/wiki/Paul_Dirac
https://id.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann
https://id.wikipedia.org/wiki/Max_Born
https://id.wikipedia.org/wiki/Erwin_Schr%C3%B6dinger
https://id.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr
https://id.wikipedia.org/wiki/Werner_Heisenberg
https://id.wikipedia.org/wiki/Werner_Heisenberg
https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_kuantum_mekanik&action=edit&redlink=1
https://id.wikipedia.org/wiki/Penghargaan_Nobel

Page 10

W = e. .T4

P = e. .T4.A

W = P
A

P =
E
t

E = e. .T4.A.t

W = daya pancar tiap satuan luas (w/m2)
P = daya pancar /energi tiap detik (watt)
E = energi pancar (joule)
A = luas permukaan (m2)
e = emisivitas ( 1 e >0 )
 = tetapan = 5,672 x 10-4 watt/m2K
t = waktu (sekon)

Hukum Pergeseran Wien

Untuk setiap suhu yang berbeda, intensitas radiasi total benda hitam juga berubah,
dan semakin tinggi suhu, maka intensitas radiasi total bergeser ke daerah panjang
gelombang pendek.

Dengan

λmax=Panjang Gelombang cahaya maksimum(m)

T = Suhu Benda (K)

C = Tetapan Wien (2,898×10-3mK)

λmax.T=C

Similer Documents