Cahaya

Gelombang elektromagnetik dapat digambarkan sebagai dua buah gelombang yang merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus yaitu medan magnetik dan medan listrik. Merambatnya gelombang magnet hendak mendorong gelombang listrik, dan sebaliknya, saat merambat, gelombang listrik hendak mendorong gelombang magnet. Diagram di atas menunjuk gelombang cahaya yang merambat dari kiri ke kanan dengan medan listrik pada bidang vertikal dan medan magnet pada bidang horizontal.

Gelombang elektromagnetik yang membentuk radiasi elektromagnetik.

Cahaya yaitu energi mempunyai wujud gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.^[1] Pada bidang fisika, cahaya yaitu radiasi elektromagnetik, patut dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. ^[2][3] Selain itu, cahaya yaitu paket partikel yang dinamakan foton. Kedua ciri utama tersebut adalah sifat yang dipandukan cahaya secara bersamaan sehingga dinamakan "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang dinamakan spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, adalah area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan timbulnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar diterapkan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Tiap studi optika klasik ini dinamakan dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Pada puncak optika klasik, cahaya diberikan ciri utama 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 menyebutkan bahwa status energi sistem fisik dapat sebagai 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 sebagai jumlahan diskrit yang dinamakan elemen energi, E.

Pada tahun 1905, Albert Einstein membikin percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjuk elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang.

Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membikin postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang dinamakan foton yang mempunyai sifat dualitas yang selaras. Karya Albert Einstein dan Max Planck menemukan penghargaan Nobel tiap pada tahun 1921 dan 1918 dan sebagai landasan teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh jumlah ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan sebagainya.

Era ini kemudian dinamakan era optika modern dan cahaya diberikan ciri utama sebagai dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang dinamakan foton. Upaya meningkatkan mutu semakin lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta menghabisi era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan.

Lihat pula

• Besaran cahaya
• Kecepatan cahaya
• Fourier optik
• Hukum Snellius
• Persamaan Fresnel
• Prinsip Fermat
• Prinsip Huygens

Referensi

Pranala luar

• (Indonesia) Cahaya dan optik geometri
• (Indonesia) Pengertian optik fisis dan jenis-jenis optik