Fenomena gelombang sering Anda jumpai dalam kehidupan sehari-hari, menyerupai gelombang permukaan air, gelombang tali, ataupun gelombang bunyi. Gelombang-gelombang tersebut memerlukan medium. Pada gelombang tali dan gelombang permukaan air, gangguan itu berupa bentuk yang menjalar dalam medium. Adapun pada gelombang bunyi, gangguannya yaitu berupa perbedaan tekanan udara sehingga dalam ruang hampa udara kita tidak sanggup berkomunikasi lewat bunyi. Ketika itu sangat sulit untuk membayangkan perambatan gelombang tanpa melalui medium. Semua gelombang yang telah dikenal saat itu memperlihatkan bahwa perambatannya melalui medium.
Apabila kita telaah gelombang suara berbeda dengan gelombang cahaya. Gelombang cahaya sanggup merambat dalam ruang hampa udara, buktinya yaitu bahwa sinar matahari yang sanggup hingga ke bumi. Fenomena tersebut mendorong para pakar fisika kala ke-19 untuk menghipotesis keberadaan eter sebagai medium lain. Karena harus ada dalam ruang hampa dan juga dalam materi tembus cahaya. Jelaslah bahwa eter mustahil menyerupai materi biasa, yang mempunyai kerapatan dan komposisi kimia. Karena mustahil materi yang semacam ini berada dalam ruang hampa. Eter haruslah memenuhi seluruh ruang, bahkan hingga bintang yang terjauh sekalipun. Karena cahaya ada di mana-mana, termasuk di kawasan yang terjauh.
Lalu, bagaimanakah cara kita untuk mengamati gerak eter tersebut? Caranya yaitu dengan menjalarkan gelombang dalam medium (eter). Sebagai ilustrasi awal, perhatikan suatu pemikiran air di sungai menyerupai tampak pada gambar berikut.
Misalkan kita menjalarkan sebuah pulsa gelombang lurus di A sejajar tepi sungai. Lalu, kita mengukur waktu yangdiperlukan untuk hingga ke B yang berjarak l dari A. Kemudian, waktu yang terukur itu kita bandingkan dengan yang dibutuhkan oleh gelombang untuk menjalar dari B ke A. Apabila pemikiran air berkelajuan v sementara pulsa gelombang berkelajuan u maka waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menjalar dari A ke B dan kemudian kembali lagi ke A adalah
Anda pun sanggup menuliskan lagi menjadi
Lalu, kita mengirimkan pulsa gelombang ke arah tegak lurus pemikiran air, menyerupai gambar berikut.
Apabila pulsa kita kirimkan eksklusif ke C, pulsa ini tidak akan hingga alasannya yaitu akan terhanyut ke hilir. Oleh alasannya yaitu itu, pulsa harus kita kirimkan sedikit ke hulu. Laju relatif pulsa terhadap tanah haruslah sebesar
Setelah datang di C pulsa akan dipantulkan dan akan hingga di A lagi. Waktu yang dibutuhkan pulsa dalam penjalaran bolak-balik ini adalah
selisih antara waktu tA-B-A dan tA-C-A adalah
Untuk kasus gerak bumi dalam eter, persamaan di atas sanggup disederhanakan lebih lanjut. Dalam hal ini, laju pemikiran sungai di atas merupakan analogi laju eter sedangkan pulsa gelombang menyebar analogi gelombang cahaya. Laju bumi v dalam orbitnya mengelilingi Matahari jauh lebih kecil daripada laju pulsa gelombang cahaya. Dengan demikian, sanggup dipakai pendekatan sebagai berikut.
(Bagaimana rumus pendekatan itu diperoleh? kita akan bahas pada postingan selanjutnya), maka persamaan di atas menjadi
karena v sangat kecil maka
Jadi persamaan di atas menjadi
Pada 1887, Michelson dan Morley melaksanakan percobaan untuk mengukur (tA-B-A - tA-C-A) pulsa gelombang cahaya. Mereka membanding waktu yang dibutuhkan cahaya untuk merambat bolak-balik sepanjang arah gerak eter terhadap bumi dengan waktu yang dibutuhkan bolak-balik tegak lurus arah ini. Makara beda waktu yang diharapkan dpat diamati apabila memang eter ada yaitu 3,7 x 10-16 s. Bagaimana hasil itu di dapat? Kita akan bahas pada postingan berikutnya.
Selisih waktu ini sangat pendek, bagaimanakah cara mengukurnya? Michelson telah menghabiskan waktunya selama 50 tahun untuk menciptakan alat yang mempunyai ketelitian yang sebanding dengan kecilnya selisih waktu tersebut. Alat yang dipergunakan dikenal sebagai interferometer Michelson.
Hasil percobaan Michelson bahwa laju cahaya bersifat isotropik, artinya tidak bergantung pada arah pengamatan. Pengukuran laju cahaya, yang dilakukan dalam arah manapun, tetap akan memperlihatkan hasil yang sama. Dengan kenyataan itu, laju cahaya dikatakan merupakan besaran mutlak. Karena pengukurannya tidak bergantung pada kerangka zacuan yang dipilih. Pernyataan ini telah dijadikan Einstein sebagai postulat pertama prinsip relativitas khusus.
Konsekuensi lain dari fakta tersebut yaitu apabila memang ada maka eter haruslah dalam keadaan membisu dalam kerangka pola bumi. Akan tetapi, kerangka pola serupa ini tidak ada keistimewaannya.Karena tidak akan mensugesti pengukuran-pengukuran yang kita lakukan. Dengan demikian, konsep eter itu tidak perlu ada dan para pakar fisika kini yakin bahwa eter itu memang benar tidak ada. Perlu juga catatan tambahan, bahwa fenomena elektromagnetik (cahaya) tidak bersesuaian dengan prinsip relativitas Galileo. Apabila kita paksakan transformasi Galileo berlaku di sini maka pengukuran kelajuan cahaya dalam kerangka pola S dan S* haruslah memenuhi persamaan
c’ = c - v
dengan c yaitu laju cahaya berdasarkan kerangka pola S. Sementara c’ yaitu laju cahaya berdasarkan kerangka pola S*. Akan tetapi, hasil dari percobaan Michelson-Morley memperlihatkan bahwa ternyata c’ = c. Jelas bahwa transformasi kecepatan Galileo tersebut tidak berlaku dalam fenomena elektromagnet.
Mari berteman dengan saya
Follow my Instagram _yudha58
0 Response to "Percobaan Michelson-Morley Menguji Keberadaan Eter"
Posting Komentar