BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Ilmu sejarah adalah ilmu yang
digunakan untuk mempelajari peristiwa penting masalalu manusia. Pengetahuan
sejarah meliputi pengetahuan akan kejadian-kejadian yang sudah lampau serta
pengetahuan akan cara berpikir secara historis. Jika yang dipelajari adalah
sejarah fisika maka pembahasannya mengenai bagaimana perkembangan fisika sejak
masa lampau hingga sekarang. Sejarah fisika dimulai pada tahun sekitar 2400 SM,
ketika kebudayaan “Harapan” menggunakan suatu benda untuk memperkirakan dan
menghitung sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu fisika terus berkembang
sampai ke level sekarang.
Pada abad 18 seringkali disebut
sebagai zaman Aufklaerung yang berarti pencerahan. Dinamakan demikian karena
pada periode ini manusia mencari cahaya baru dalam rasionya. Keadaan periode
ini erat kaitannya dengan periode kebangkitan yang sebelumnya dianalogikan
sebagai keadaan belum akil baligh, di mana manusia kurang menggunakan kemampuan
akal budinya. Salah satu ciri terpenting dari zaman Aufklarung adalah
perkembanagn pesat ilmu pengetahuan. Dalam fisika kita kenal ilmuwan besar
seperti Siir Isaac Newton. Karena rasio mendapat tempat terhormat dan menjadi
pusat perhatian, maka orang mulai meragukan wahyu dan otoritas agama. Mudah
dimengerti, mengapa di Perancis muncul berbagai paham yang apatis terhadap
gereja.
Dalam periode ini Fisika berkembang
dengan pesat terutama dalam mendapatkan formulasi-formulasi umum dalam
Mekanika, Fisika Panas, Listrik-Magnet dan Gelombang, yang masih terpakai
sampai saat ini. Dalam Gelombang diformulasikan teori gelombang cahaya, prinsip
interferensi, difraksi dan lain-lain. Dalam fisika klasik, fenonema alam
dilukiskan secara konkrit melalui logika "naif" dan "rasio akal
sehat". Bidang ini mencakup mekanika Newton, teori elektronmagnetik
Maxwell, optika geometri, optika gelombang dan sebagian termodinamika. Dalam
fisika klasik, kecepatan pertikel yang diteliti dianggap sangat kecil dibanding
kecepatan cahaya, dan selain itu besaran aksi dan energinya sangat besar
dibanding bilangan kuantum Planck.
1.2 Rumusan Masalah
Dari
sejarah, kita dapat mempelajari :
1. Mempelajari latar belakang alasan
permasalahan-permasalahan fisika sepanjang perkembangannya terutama pada abad
ke-18.
2. Selain itu kita dapat mengenal
tokoh-tokoh yang berperan dalam perkembangan fisika pada abad ke-18 serta
penemuan apa saja yang telah mereka sumbangkan.
3.
Apakah pengertian cahaya itu menurut pendapat Newton dan Fresnel?
1.3 Tujuan
Tujuan pembuatan makalah ini yaitu
untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Sejarah Fisika serta menambah
pengetahuan dan wawasan tentang Sejarah Fisika dalam dunia pendidikan kita saat
ini. Selain
itu, dengan mengetahui sejarah fisika maka seseorang tidak akan merasa cepat
bosan dalam mempelajari fisika karena merasa tertarik dengan hal-hal yang luar
biasa yang telah dilakukan oleh para ilmuwan.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Zaman
Pencerahan
Zaman pencerahan adalah istilah yang
sangat tepat untuk menamai abad ke-18 di Eropa, pada saat itu Eropa menjadi
lahan perkembangan pesat bagi llmu pengetahuan dan filsafat. Sebenarnya isyarat
adanya zaman pencerahan ini dapat dilacak pada abad 17, pada abad ke - 17 itu
merupakan abad pembenihan dari ilmu pengetahuan dan filsafat, penemuan teleskop
mendekati permulaan abad itu telah merombak seluruh pandangan mengenai ilmu
perbintangan. Filosof dari Inggris, Francis Bacon dan filsuf dari Perancis,
Rene Descartes keduanya berseru kepada ilmuwan seluruh Eropa agar tidak lagi
menyandarkan diri lagi pada kekuasaan Aristoteles. Selain kedua filsuf tersebut
ada banyak lagi filsuf lain meliputi filosof-filosof rasionalis seperti Baruch
Spinoza, lalu ada filosof politik seperti Thomas Hobbes, dan John Locke serta
pemikir pemikir skeptis Perancis seperti Pierre Bayle dsb. Dari sinilah muncul
semakin banyak ketertarikan di bidang ilmu pengetahuan dan filsafat. Sampai
pada suatu saat lahirlah sebuah penemuan besar yang menjadi ilmu pengatahuan
modern dan mungkin inilah yang menjadi penemuan terbesar pada masa itu.
Penemuan itu adalah teori Gravitasi
yang diungkapkan oleh Sir Isaac Newton, dia dianggap sebagai ilmuwan paling
besar dan paling berpengaruh yang pernah hidup di dunia (Hart 2005) kata-kata
dari Francis Bacon dan Descartes yang saya disebut diatas tadi sudah
dipraktekkan oleh Galileo yang hebat, penggunaan teleskop, penemuan baru untuk
penelitian Astronomi oleh Newton telah dibuat lebih revolusioner, danyang dilakukannya
di sector mekanika telah menghasilkan apa yang terkenal dengan sebutan “Hukum
Gerak Newton” yang pertama. Walaupun Copernicus dan Galileo sudah berhasil
menepikan beberapa anggapan yang ngawur tentang pengetahuan purba dan telah
menyumbang.
Pengertian yang kita nilai tepat
tentang alam semesta, namun tak ada satu pokok pikiranpun dari mereka yang
terumuskan secara sistematis. Tak lain Isaac Newton lah orang yang berhasil
memberikan kumpulan teori yang terangkum rapi dan meletakkan batu pertama ilmu
pengetahuan modern.
2.2 Cahaya : Gelombang Atau
Partikel ?
Cahaya termasuk unsur fisik yang
penting, tapi belum pernah diamati secara langsung oleh mata manusia. Manusia
baru bisa melihat gejalanya. Oleh karena itu manusia bertanya-tanya apakah
cahaya itu? Kita dapat membahas perubahan pemahaman ilmiah tentang cahaya yang
terjadi di inggris pada dua dasawarsa pertama pada awal abad ke-19. Perubahan
ini tidak hanya pada pemahaman tentang cahaya, tapi juga metode berilmu. Perubahan
bidang berilmu ini merembet ke bidang lain, sehingga penjelajahan ilmu menjadi
lebih subur dan lebih matematis. Pada abad itu masih empiris, tapi tidak naïf
lagi. Thomas Khun menamakan periode awal
abad ke-19 ini sebagai “revolusi ilmiah yang kedua”. Setelah revolusi
pertama meletus pada abad ke-17.
2.3 Optic Masa Lalu
Upaya untuk memahami cahaya tidak
hanya mulai dari abad ke-19. Orang yunani percaya bahwa mata manusia
memancarkan seberkas sinar sewaktu melihat.
Sinar itu “meraba” benda lalu memantul balik kemata. Kira-kira pada 1000
M Ibn Al-Haitam menyatakan bahwa mata
menerima cahaya dari luar bukan memancarkan cahaya. Ia juga pernah merakit kaca
mata untuk menolong orang yang lemah penglihatannya. Pada pergantian abad ke-16
menuju ke-17, beberapa ahli mulai merakit mikroskop dan teleskop. Galileo
menggunakan teleskop untuk penelitiannya. Pada 1611 Kepler menyatakan bahwa “seandainya
cahaya menembus selapis benda tembus pandang (Transparan/bening), maka sudut
datang akan berbanding lurus dengan sudut bias”. Saran ini tidak
sepenuhnya benar, karena hanya berlaku untuk sudut yang kecil. Pada 1676 Romer memakai cara Astronomis yang
paling gemilang untuk menaksir kecepatan cahaya. Tetapi sampai masa itu belum
banyak pemikiran tentang sifat cahaya itu sendiri, lepas dari penerapannya
dalam berbagai peranti aktif.
Ole Romer (1644-1710) meramalkan
gerhana di satelit Jupiter, lo, pada 9 November 1679 berlangsung 10 menit lebih
lambat dari semestinya ketika disaksikan dari Bumi. Selisih ini terjadi karena
cahaya menempuh jarak yang berbeda. Oleh karena itu, kecepatan cahaya
semestinya terbatas, bukan tak terbatas seperti perkiraan masa itu. Berdasarkan
diameter orbit Bumi masa itu, Romer mendapati cahaya melesat dengan kecepatan
225.000 km per detik. Jika diameter orbit diganti dengan data masa kini, metode
yang sama menemukan 298.000 km/detik, sangat dekat dengan hasil pengukuran
mutakhir 299.792 km/detik.
Huygens dalam bukunya Traite de la
lumiere (Telaah Cahaya) yang terbit pada 1690 membayangkan cahaya seperti
gelombang. Inilah pernyataan tentang
cahaya yang pertama. Hepotesa gelombang ini hanya bertujuan untuk mencari
penjelasan Geometris tabiat cahaya (misalnya : memantul dan membias), bukannya
menjelaskan hakikat. Gelombang yang di bayangkan Huygens adalah gelombang longitudinal,
bukan transversal. Lagi pula, gelombang Huygens tidak periodik ! Huygens
sengaja membuatnya demikian untuk menghindari gangguan diantara dua sinar yang
menyilang. Gagasan Huygens disusun tanpa data hasil eksperimen sama sekali dan
mungkin janggal bagi pembaca masa kini. Walaupun demikian Huygens telah
menggalang kubu yang cukup berpengaruh dalam perdebatan sengit tentang cahaya.
Descartes mengangkat kembali gagasan
Huygens di Prancis. Ia membayangkan cahaya sebagai getaran dalam. Setali tiga
uang, Descartes tidak banyak menguji dugaannya, dan ia tidak tahu perbedaan
antara fakta dan dugaan kontras dengan Newton, yang dapat membedakan keduanya
dengan jernih. Pada abad ke-17 gejala interferensi dan difraksi ditemukan oleh
Grimaldi (1660) dan Hooke (1672). Tapi dua orang itu tidak menjelaskannya.
Boleh dibilang waktu itu pengertian dan istilah “interferensi” belum ada.
Cahaya pertama kali dibahas secara
rinci oleh Newton. Pendirian Newton, oleh pengikutnya ditafsirkan sebagai teori
Partikel, kemudian menjadi dogma selama
se-abad lamanya. Pengertian partikel nantinya diserang oleh teori gelombang
Young dan Fresnel pada awal abad ke-19. Perdebatan sengit antara kubu Partikel
melawan Gelombang.
2.4 Partikel Cahaya Newton
Ketika muda Newton sudah mengasah
lensa. Pada umur 23 tahun ia membeli prisma dan meneliti cahaya warna-warni
yang dihasilkannya. Cahaya putih, menurutnya, bukan warna murni, melainkan
campuran berbagai warna. Jika berbagai warna itu digabungkan maka, akan didapat
cahaya putih. Hal ini dibeberkan kesidang Royal Society. Pengamatan newton
dikecam habis-habisan oleh Robert Hooke. Pada bagian akhir Opticks edisi pertama 1704,
yang terbit setahun setelah Hooke meninggal, Newton kembali mengajukan beberapa
spekulasi secara lebih hati-hati tentang sifat cahaya. Spekulasi ini
dilontarkan pada bagian awal. Buku ini ditulis olen Newton dengan gaya populer
sehingga lebih mudah dibaca oleh orang awam dari pada Principia.
Kehati-hatiannya tercermin dalam pengakuan dibagian akhir bahwa uraiannya masih
belum banyak ia pahami dan masih perlu dikaji ulang.
Bukunya diawali dengan, pemaparan
hasil percobaan. Ada ihwal pemecahan cahaya putih, dan pembiasan rangkap
(sebintik noktah hitam tampak mendua ketika diamati dengan Kristal kalsit). Ada
penemuaan lain tentang lingkran cahaya yang dihasilkan ketika sekeping lensa
cembung diletakkan pada permukaan kaca yang rata dan disorot dengan cahaya mono
kromatik. Lingkaran terang dan gelap (atau jumbai). Itu sekarang dikenal cincin
Newton pengamatan ini ia lakukan sedemikian teliti sampai-sampai 100 tahun
kemudian Thomas Young (1773-1829) : masih memakai data ini untuk mengukur
panjang gelombang cahaya.
Spekulasi tentang cahaya ia tuangkan
dalam bentuk sejumlah pertanyaan. Satu diantaranya mengungkapkan keyakinannya
bahwa cahya bersifat seperti partikel. “bukankah cahaya merupakan butiran
teramat kecil yang dipancarkan oleh benda yang mengkilap? Butiran seperti itu
akan melewati medium yang seragam mengikuti garis lurus, tanpa dibelokan dan
masuk kedalam bayangan dan demikianlah juga sifat cahaya.” Butir-butir ini,
yang melaju bak berondongan peluru, menaati hukum dinamika. Gejala pamantulan
barang kali mudah dijelaskan dengan pengertian peluru ini. Tapi bagaimana
Newton menjelaskan pembiasan? Ia
membayangkan ada selaput tipis diantara kedua medium yang mengerjakan gaya
sedemikian rupa sehingga peluru dihempaskan keluar (yakni dipantulkan) atau
dibiaskan masuk kedalam medium dengan kecepatan yang berbeda. Jika medium yang
ditembus lebih padat, maka peluru melaju lebih cepat. Pasalnya, ada permukaan
komponen tegak yang meluas akibat pengeruh gaya tarik.
Sifat gaya itu sendiri tidak
diungkap oleh Newton secara terang-terangan. Tapi ia berpendapat bahwa mungkin
sekali gejala itu sama seperti magnet atau gravitasi. Newton menjelaskan bahwa
gejala garis terang dan gelap disekitar sehelai rambut yang sekarang dipahami
sebagai gejala Difraksi gelombang adalah akibat peluru cahaya, yang melaju
dekat dengan rambut itu, ditolak oleh rambut, sehingga menjauh, coba perhatikan
bahwa tidak ada yang masuk kebayangan, yang seharusnya ada. Anehnya dilain
tempat Newton malah mengusulkan teori Getaran eter untuk menjelaskan sifat
cahaya. Ini memperlihatkan ketidak konsistenan Newton. Harap maklum, Newton
memang masih menduga-duga.
|
(1)
|
|
 |
|||
 |
|||
Penjelasan teori peluru versi Newton
tentang pembiasan : komponen kecepatan yang tegak dengan permukaan diperbesar
karena ada gaya yang bekerja terhadap peluru cahaya diperbatassan antara medium
(1) dan (2).
|
|
Gamabar
7.2
G
|
T
C
B
A
·
x
K
L
M
s
|
V
R
Penjelasan
Newton dari opticks, tentang hamburan cahaya disekitar sehelai rambut (x).
Untuk menjelaskan penglihatan mata,
ia memakai teori getaran yang pernah diusulkan oleh Hooke (1665) : “cahaya
jatuh dibagian belakang mata lalu merangsang getaran dibagian itu, getaran
diteruskan ke-otak. (listrik belum dikenal waktu itu dan ia tak menjelaskan
sifat getaran itu). Lebih jauh ia mengatakan bahwa ada kemiripan dengan
gelombang bunyi dimana getaran yang pendek memberikan warna ungu, sedang
getaran panjang memberikan warna merah. Ia mengakui cincin Newton terjadi
karena perulangan, dan tidak dapat dijelaskan hanya dengan mekanisme peluru.
Penjelasannya memerlukan periode tertentu. Tanpa mengatakan bahwa cahaya
sendiri itu sebagai gelombang, ia mengatakan bahwa melintasnya peluru cahaya
dalam eter dapat merangsang gelombang, mirip seperti butiran-butiran kerikil
yang dilempar kepermukaan air menimbulkan riak gelombang. Dengan mekanisme yang
tidak begitu jelas, gelombang itu mengejar peluru yang merangsangnya dan
berinteraksi dengannya. Interaksi antara gelombang (yang memang bersifat
periodik) dengan peluru, membuat peluru kadang dipantulkan dan kadang
diteruskan. Dengan demikian dihasilkan jumlah terang dan gelap yang
berselang-seling.
Pertanyaan perihal sifat eter tidak
dijawab oleh Newton. Tapi ia percaya bahwa eter terdiri dari partikel yang amat
halus, yang membuatnya bersifat sangat renggang dan lenting. Alam tanpa eter
tidak mungkin menghantar gelombang. Tapi
Newton bersikukuh menolak ide Huygens bahwa cahaya bersifat gelombang. Menurut
Newton gelombang akan melebar dan mengisi seluruh ruang seperti gelombang air
mengisi ceruk kolam, padahal dalam partikel cahaya mengikuti garis lurus dan
tidak mengisi ruang bayangan. Pada kesempatan lain Newton mengatakan lebih suka
langit tetap kosong dari pada diisi eter. Bagaimanapun juga sekira-kiranya
ruang angkasa diisi eter maka perjalanan benda langit terhambat. Implikasi ini
tidak teramati. Ia tetap lebih suka alam tanpa eter, persis seperti ajaran
Atomi Yunani.
Dapat disimpulkan bahwa Newton masih
bimbang perihal cahaya. Ia tidak dapat memilih antar modal peluru dan getaran
eter, meski condong pada yang pertama. Dalam edisi ke-dua Prencipia (1713),
Newton kembali menutup segala spekulasi dan menulis :”saya tidak mengakali
hepotesa”.
|
Gambar
7.3
Sebutir eter diselimuti tidak kurang
dari pada lima lapis gaya dalam bayangan para penganut teori peluru yang
berusaha menjelaskan peristiwa pemantulan dan pembiasan.
2.5 Berondongan Partikel Cahaya
Walaupun Newton sendiri jelas-jelas kurang
yakin tentang sifat cahaya, orang-orang yang mendewakannya tidak perduli dengan keraguannya itu. Bagi
mereka Newton mengajar sifat (“peluru”) cahaya secara lugas. Bagian opticks
yang membahas getaran yang dirangsang dalam eter tidak dihiraukan oleh
murid-murid Newton. Ada buku teks terbitan 1738 yang menegaskan bahwa sulit
membayangkan cahaya selain partikel materi yang sangat kecil tapi jelas.
Anggapan bahwa cahaya adalah materi, menjadi unsur kepercayaan para ahli optika
yang dipegang erat-erat. Sejak benih-benih ide disemaikan dalam opticks, topik
cahaya yang pertama kalinya juga menjadi bagian mekanika, atau tepatnya
dinamika. Yang berkiblat (mengarah) pada Newton.
Ilmu sudah memasyarakat sebegitu
jauh. Sejumlah ilmuan menangguk (mendapatkan) rezeki dari perubahan itu. Mereka
mendapat uang dengan member kuliah kepada kaum bangsawan di inggris.
Orang-orang yang kaya, termasuk wanita, mulai tertarik pada gejala alam
sebagian bahan rekreasi. Mereka senang menghadiri kuliah umum tentang ilmu
sebagai pengisi waktu luang. Sifat peluru cahaya selalu dibeberkan pada ceramah
untuk umum semacam itu.
|
|
Sampai pertengahan abad ke-18, kepercayaan menggebu-gebu
pada cahaya sebagai peluru belum teruji lewat percobaan. Ketika percobaan mulai
dilakukan, misalnya untuk menguji gaya macam apa yang menolak atau menarik
peluru cahaya itu, sipenguji tersandung berbagai masalah. Untuk menjawab
pertanyaan bagaimana gaya berdaya jangkau pendek itu terkadang bisa menolak dan
menarik, ada bermacam-macam penyelesaian yang bagi kita kelihatan diakal-akali.
Misalnya, argument tentang sebutir partikel eter yang meliputi sekurangnya 5
lapis : 3 lapis menarik dan 2 lapis menolak. Lintasan yang ditempuh oleh
sebutir peluru cahaya yang dipantulkan, dan satu lagi yang masuk dan terbias,
dilukiskan pada gambar 7.4
|
|
|
Gambar
7.4
 |
Gambar ini diambil dari salah satu
buku kuliah abad ke-18 untuk menjelaskan lintasan peluru cahaya dalam peristiwa
pemantulan dan pembiasan lintasannya ditentukan oleh berbagai lapis gaya di
dekat permukaan benda. Gambaran ini kualitatif. Menghitung secara kuantitatif
peristiwa itu jauh lebih sulit lagi kalau memang benar-benar terjadi. Belum
lagi interferensi dan difraksi yang telah ditemukan oleh Grimalde dan Hooke lebih dari 50 tahun sebelumnya. Problem konsep
tidak hanya ini. Misalnya bisa saja lintasan 2 peluru berpotongan. Kedua peluru
aka saling menabrak dan terhambur. Dalam praktik 2 berkas sinar tidak terganggu
sama sekali walau saling memotong.
Ada lagi? Ada ilmuan yang menanyakan
impuls yang semestinya terukur ketika serentetan peluru menabrak tembok. Massa
setiap peluru sudah jelas sangat kecil, tapi kecepatan sangat tinggi. Oleh
karena itu, perubahan momentum yang terjadi ketika peluru berhenti (atau
terpantul) mestinya bisa diukur. Ketika diuji ternyata nilai momentumnya 0,
impuls yang mereka cari sebenarnya ,memang ada, hanya saja perangkat
laboratorium pada masa itu belum sanggup mendeteksinya. Ada lagi yang bertanya?
Jika matahari terus-menerus memancarkan peluru cahaya, seperti air mendidih
mengeluarkan uap, mengapa matahari masih menyala! Matahari sudah ada sejak
zaman nabi adam, 6000 tahun sebelumnya, dan sampai sekarang masih tetap
bercahaya. Pada masa itu masyarakat masih bertanggapan bahwa alam semesta
tercipta 6000 tahun yang lampau, sesuai jumlah hari yang terdapat didalam kitab
suci. Karena persoalan semacam ini, sejak pertengahan abad ke-18 sejumlah ahli
beralih keteori eter. Perpindahan itu mematangkan revolusi ilmiah baru.
2.6 Eter : Menyembur Atau Bergetar?
Pada abad itu ada dua golongan teori
yang melibatkan fluida kosmik. Fluida itu dapat menembus kesegala arah. Teori
pertama mengatakan bahwa fluida (eter) mengalir keluar dari sumber. Teori kedua
menyatakan bahwa eter bergeming tapi bergetar. Cahaya adalah getaran yang
merambat didalamnya. Matahari menyemprotkan fluida kesegala penjuru dengan
kecepatan tinggi. Aliran itu menghujani bumi dan memberi gaya yang dianggap
mampu mengimbangi gaya gravitasi. Bukankah tanpa itu Bumi aka langsung jatuh ke
matahari? Teori ini tidak diterima oleh banyak ahli dikalangan Universitas.
Teori semprotan eter ini ada
hubungannya dengan aliran agama tertentu. Hutchison, seorang teolog yang
namanya terkait dengan teori ini, tampaknya terpengaruh oleh Neoplatonisme
Reanisans (abad ke-16) serta mistik Kristen. Ia juga suka berspekulasi tentang
asal usul serta makna rohani seluruh alam semesta. Menurut Hutchison cahaya ibarat
api tahta Allah yang menyebar dan mengisi seluruh alam semesta. Api mewujudkan
diri tidak hanya sebagai cahaya, tapi juga panas dan listrik. Pengetahuan
manusia tentang gejala alam semacam ini lebih pantas digali dari al-kitab
khususnya kata-kata rahasia dalam bahasa ibrani. Melakukan eksperiment dianggap
bertentangan dengan agama.
Hutchison mengarang buku yang
berjudul Principia Musa (1748-1749), jelas ingin melawan Principia Newton.
Selain teolog ada juga ahli kimia serta doctor yang menaruh perhatian pada
teori ini. Antaranya Hermann Boerhaave (1668-1738), yang menerbitkan buku teks
Kimia Elementa Chemiae (unsure-unsur Kimia) pada 1724 (diterjemahkan kebahasa
inggris 1727). Kimia masa itu berbeda dengan Kimia Modern. Ia banyak bercampur
filsafat dan bahkan ilmu sihir. Ada unsure Illahi dalam cahaya Matahari menurut
Boerhaave. Meskipun ada sederet nama terkemuka dalam aliran kepercayaan ini,
termasuk George Berkeley seorang teolog dan filosof (1685-1753) dan James
Hutton (1726-1797), peletak dasar geologi, gambaran semprotan eter ini
dilupakan, dan akhirnya mati pada awal abad ke-19. Penjelasan teori cahaya
sebagai aliran fluida. Aliran fluida mengalir keluar dari matahari dan
mengerjakan gaya sentrifugal terdapat terhadap Bumi untuk mengimbangi gaya gravitasi.
Teori getaran eter lebih ilmiah.
Walaupun banyak ahli pada abad ke-18 telah menganut teori peluru Newton,
sekelompok ilmuan bersikukuh membela pendapat Descarces, Hooke dan Huygens.
Kelompok ini, yang umumnya dari kalangan sarjana, cukup berpengaruh di Prancis.
Salah satu tokoh terkemuka kalangan ini ialah Leonhard Euler (1707-1783). Pada 1746
ia menerbitkan buku yang berargumen bahwa
benda bercahaya terdiri atas partikel kecil yang bergetar bagaikan dawai
biola yang terentang. Sebagai mana dawai biola itu merangsang getaran
(longitudinal) yang merambat didalam udara, demikian benda juga bercahaya
merangsang getaran longitudinal dalam eter. Memang kiasan antara cahaya dan
bunyi bermakna bagi ide ini. Euler menyusun sederet asumsi, lalu menurunkan
sepenggal rumus kecepatan cahaya yang mencakup cirri fisik eter. Menurut Euler,
kecepatan cahaya adalah : V=
. E adalah elastisitas eter, dan D kepadatan
eter. D diasumsikan bernilai sekitar 10-8 kepadatan udara, yang
berarti eter dianggap yang bersifat amat halus. E harus mempunyai nilai yang
tinggi sekali. Ia juga membuat persamaan lain dengan getaran bunyi di udara.
Menurut Euler nada suara dan warna cahaya tergantung pada frekuensi.
. E adalah elastisitas eter, dan D kepadatan
eter. D diasumsikan bernilai sekitar 10-8 kepadatan udara, yang
berarti eter dianggap yang bersifat amat halus. E harus mempunyai nilai yang
tinggi sekali. Ia juga membuat persamaan lain dengan getaran bunyi di udara.
Menurut Euler nada suara dan warna cahaya tergantung pada frekuensi.
Pada umumnya ilmuan inggris
menggolongkan Euler sekelompok dengan Descartes dan Huygens, orang-orang yang
argumennya sudah dimandulkan oleh Newton. Perlu diketahui bahwa Euler memakai
teori Newton dalam principia untuk menerangkan fisika gelomang longitudinal.
Keberatan yang selalu mereka ajukan adalah bahwa gelombang dalam eter tidak
dapat menjelaskan lintasan lurus cahaya. Sifat peluru cahaya waktu itu memang
menjadi semacam dogma dikalangan ilmuan inggris dan kemudian merambah Prancis.
Selain Euler ada beberapa orang yang
tetap menganut teori eter, seperti Benjamin Franklin (1706-1790), yang
menganggap listrik sebagai gejala eter, dan Thomas Young (1773-1829), seorang
ahli kesehatam di London yang menjadi pembela paling gigih teori getaran eter.
Dalam serangkaian kesempatan antara 1800 dan 1803, young mengorbankan kembali
ide Euler yang muncul 50 tahun sebelumnya. Ia berkutat dengan ide eter sebagai
penjelasan menyeluruh untuk berbagai gejala, baik optics, panas, listrik,
maupun magnetik. Ia mengakui banyak mendapat ide dari tulisan Newton dalam
optiks tentang eter. Ia bahkan menyisipkan tulisan Newton kedalam buku-bukunya.
Pada masa itu sudah banyak orang
tahu bahwa dalam keadaan tertentu cahaya monokromatis yang jauh pada selapis
air sabun yang tipis akan menghasilkan sejumlah terang dan gelap. Pada 1800
Young mengusulkan gejala ini sebagai resonansi terkait dengan getaran dan
gelombang. Setahun kemudian ia menemukan apa yang disebut prinsip interferensi
dan ia sadar bahwa penemuan itu penting. Pada 1802 ia menambah Prinsip
Superposisi. Pada 1807 muncul percobaan celah ganda didalam diktat kuliahnya.
Percobaan itu kini termasyur dengan nama percobaan Young (gambar 7.6). ia
memakai tangkai riak dan penjelasannya sangat sederhana, belum menggunakan
Prinsip Huygens. Ia hanya memakai pengertian selisih panjang lintasan dua
cahaya untuk meramalkan lokasi terjadinya titik maksimum dan minuman. Teorinya
tidak bisa menerangkan secara rinci apa yang terjadi diantara titik maksimun
dan minimum itu. Ide ini sudah merupakan kemajuan untuk mengatasi spekulasi
yang dibuat orang sebelumnya.
Gambar
7.6
Sketsa buatan Young untuk
menjelaskan peristiwa interferensi yang disebabkan oleh cahaya dari dua celah A
dan B yang jatuh pada layar di sebelah kanan. Untuk melihat daerah-daerah gelap
dan terang dengan jelas, pembaca harus melihat kertas dari dekat. Kertas itu
menghadap kecelah ganda. Menarik untuk di catat bahwa bagi Young sendiri,
Prinsip Interferensi dan Superposisi ini lepas sama sekali dari pengertian
sifat cahaya. Keduanya hanya merupakan “Hukum” yang dapat diperiksa secara
Geometris dan Matematis, bukan hepotesa sifat cahaya. Oleh karena itu,
interferensi bisa dianggap bukan sumbangan terhadap silang pendapat eter
sebagai kunci untuk segala macam gejala alam. Lepasnya teori interferensi dari
teori eter tidak disadari oleh para penentang Young. Mereka umumnya menganggap
Young hanya mengipas lagi ide Descartes tentang getaran eter. Descartes,
menurut mereka sudah ketinggalan zaman dan bertentangan dengan Newton. Salah
satu penentang Young, Brougham, bahkan menulis usul Young adalah yang paling
tidak masuk akal diantara sekian banyak hepotesa sepanjang sejarah manusia. Tak
heran jika Young tidak banyak di perhatikan oleh sesama fisikawan pada masa itu, padahal ia melampaui
Descartes.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar