Pengertian Cahaya dan Sifat-Sifat Cahaya

Pengertian Cahaya

Cahaya merupakan sebuah energi yang memiliki bentuk berupa gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang tersebut sekitar 380–750 nm. Pada bidang ilmu fisika, cahaya merupakan radiasi elektromagnetik, baik itu dengan panjang gelombang yang kasat mata maupun tidak. Selain itu, cahaya ialah suatu paket partikel yang disebut foton. Kedua pengertian tersebut adalah sifat yang ditunjukkan dari cahaya secara bersamaan sehingga dapat disebut "dualisme gelombang-partikel". Suatu paket cahaya disebut spektrum yang kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan (mata) sebagai sebuah warna. Bidang studi yang mempelajari cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan suatu area riset yang sangat penting pada fisika modern.

Studi yang mempelajari tentang cahaya dimulai sejak munculnya era optika klasik yang mempelajari tentang besaran optik seperti: intensitas, frekuensi, polarisasi, serta fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan juga interaksinya terhadap sekitar dilakukan secara pendekatan paraksial geometris seperti refleksi serta refraksi. Sedangkan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu : dispersi, polarisasi, interferensi, difraksi. Masing-masing studi optika klasik itu disebut dengan optika geometris dan optika fisis.

Pada puncak optika klasik, pengertian cahaya dapat didefinisikan sebagai sebuah gelombang elektromagnetik serta dapat memicu serangkaian penemuan, dan pemikiran. Pada tahun 1838 oleh Michael Faraday menemukan sinar katode. Pada tahun 1859 Gustav Kirchhoff menemukan teori radiasi massa hitam.

Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat suatu percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang mnyinari atom mengeksitasi elektron untk melejit keluar dari orbitnya. Pada tahun 1924 sebuah percobaan dilakukan oleh Louis de Broglie yang menunjukkan bahwa elektron memiliki sifat dualitas partikel-gelombang, sehingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang tersebut.

Pada tahun 1926, Albert Einstein kemudian membuat postulat yang berdasarkan efek fotolistrik, cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton serta memiliki sifat dualitas yang sama. Karya dari Albert Einstein dan Max Planck tersebut kemudian mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 serta 1918 dan juga menjadi sebuah dasar teori kuantum mekanik yang kemudian dikembangkan oleh banyak ilmuwan, antara lain : Werner Heisenberg, David Hilbert, Max Born, John von Neumann, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli, Roy J. Glauber, Paul Dirac dan lain-lain.

Era tersebut kemudian disebut sebagai era optika modern. Pengembangan yang lebih lanjut terjadi tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, serta sinar laser yang ditemukan pada tahun 1960. Era optika modern tidak mengakhiri era optika klasik, namun era tersebut memperkenalkan adanya sifat cahaya yang lain, difusi dan hamburan.

Sifat-Sifat Cahaya

Cahaya merupakan gelombang yang mempunyai sifat elektromagnetik, sehingga cahaya mempunyai beberapa sifat-sifat tertentu yang dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Berikut sifat-sifat cahaya, antara lain:

1. Cahaya Merambat Lurus
Cahay mempunyai sifat yang merambat lurus dan dapat dibuktikan dengan meninjau yang berdasarkan dapat atau tidaknya benda untuk meneruskan cahaya. Benda yang memiliki sifat tidak tembus cahaya tidak bisa meneruskan cahaya yang mengenai benda tersebut. Apabila dikenai cahaya dan benda tersebut membentuk bayangan. Benda yang seperti itu digolongkan sebagai benda gelap, yang memiliki arti bahwa benda-benda tersebut tidak bisa menghasilkan cahaya sendiri. Contohnya antara lain: kayu, tembok, batu, dan sebagainya. Sedangkan itu, benda yang dapat tembus cahaya dapat meneruskan cahaya yang mengenai benda tersebut. Benda yang seperti itu dikenal sebagai jenis golongan benda sumber cahaya. Contohnya seperti kaca.
2. Cahaya Dapat Dipantulkan
Cahaya juga dapat dipantulkan, pemantulan cahaya terdiri atas pemantulan baur (pemantulan difus) serta pemantulan teratur. Pemantulan baur atau pemantulan difus dapat terjadi apabila cahaya yang mengenai permukaan tidak rata dan arah sinar pantulnya menjadi tidak beraturan. Sedangkan pemantulan teratur dapat terjadi jika cahaya yang dapat mengenai permukaan yang rata seperti cermin datar maka sinar hasil pantulannya mempunyai arah yang teratur. Adapun benda-benda yang mempunyai sifat cahaya tersebut adalah cermin. Berdasarkan dari bentuk permukaannya, cermin dibedakan menjadi cermin lengkung serta cermin datar. Cermin lengkung dibedakan menjadi 2 macam, yaitu cermin cembung serta cermin cekung. Berikut sedikit penjelasan tentang cermin tersebut.

1) Cermin Datar
Cermin datar adalah jenis cermin yang mempunyai permukaan tidak melengkung. Cermin datar adalah cermin yang sering digunakan untuk berias. Sifat cermin datar antara lain :
1. Memiliki ukuran bayangan yang sama dengan dengan ukuran bendanya.
2. Jarak antara bayangan yang dihasilkan sama dengan jarak benda ke cermin tersebut.
3. Bayangan yang terbentuk dari cermin datar bersifat semu atau maya (bayangan dapat di lihat, namun tidak dapat ditangkap layar).
4. Bayangan pada cermin datar adalah tegak.

2) Cermin Cembung
Cermin cembung ialah salah satu jenis cermin yang permukaannya melengkung ke arah luar. Bayangan yang terbentuk memiliki sifat semu atau maya.

3) Cermin Cekung
Cermin cekung mempunyai permukaan yang melengkung ke dalam. Bayangan yang terbentuk pada cermin cekung bersifat tegak, diperbesar, serta semu. Apabila terdapat sebuah benda yang letaknya jauh dari cermin cekung tersebut, maka bayangan yang dihasilkan bersifat nyata dan terbalik.

Dalam kegunaan cermin tersebut, cermin cekung biasanya dipakai sebagai reflektor pada lampu.


3. Cahaya dapat Dibiaskan
Pembiasan adalah sebuah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya, cahaya merambat dengan melalui 2 zat yang mempunyai kerapatan yang berbeda. Apabila terdapat cahaya datang yang berasal dari zat yang mempunyai kerapatan yang kurang menuju ke zat yang mempunyai kerapatan yang lebih, maka cahaya itu akan dibiaskan mendekati garis normal.

Contoh peristiwa pembiasan cahaya :
1) Sedotan yang dimasukkan ke dalam air dalam gelas, maka sedotan tersebut akan terlihat membengkok.
2) Kolam yang mempunyai air yang jernih terlihat seperti dangkal.
3) Melihat bintang dengan menggunakan teleskop.


4. Cahaya Dapat Diuraikan
Penguraian cahaya mempunyai istilah lain, yaitu dispersi. Prinsip penguraian cahaya (dispersi) adalah penguraian cahaya putih menjadi cahaya yang memiliki warna yang bervariasi. Berikut contoh yang menggambarkan bahwa suatu cahaya dapat diuraikan.
1) Terjadinya pelangi, hal ini karena munculnya pelangi disebabkan adanya cahaya matahari yang tampaknya memiliki warna putih dan sebenarnya cahaya matahari tersusun atas berbagai variasi warna yang diuraikan oleh titik-titik air di awan.
2) Cakram yang berwarna yang ketika diputar dapat menjadi warna putih.
3) Terjadinya fenomena halo yang seakan-akan mengelilingi matahari atau bulan.


5. Cahaya Dapat Menembus Benda Bening
Sifat cahaya yang dapat menembus benda bening dapat dibuktikan dengan contoh :
1) Cahaya matahari dapat masuk ke rumah dengan menembus jendela yang mempunyai kaca bening. Apabila kaca jendela tersebut kemudian ditutupi dengan sebuah kain berwarna hitam maka cahaya matahari tidak dapat menembus kaca tersebut.
2) Ketika sedang berjalan di siang hari akan nampak terlihat bayangan tubuh, hal ini dapat menjelaskan bahwa cahaya tersebut tidak dapat menembus tubuh karena bukan suatu benda bening, pada akhirnya yang terbentuk hanyalah sebuah bayangan.

Sifat-sifat cahaya diatas dapat dimanfaatkan dalam berbagai macam alat, seperti periskop, teleskop, lup serta kaleidoskop.

1. Periskop

Awak kapal selam yang sedang berada pada kedalaman laut dapat untuk melihat atau mengamati permukaan laut dengan menggunakan suatu alat, yaitu periskop. Alat periskop menerapkan sifat cahaya yaitu berupa pemantulan. Cahaya yang ada di atas permukaan laut kemudian ditangkap oleh suatu cermin, lalu dipantulkan menuju kepada mata pengamat.
2. Teleskop

Teleskop mempunyai prinsip kerja yang hampir sama dengan alat diatas, yaitu periskop. Teleskop mempunyai 2 buah lensa yang dapat membiaskan cahaya. Adanya pembiasan tersebut dapat membuat objek yang letaknya jauh dapat terlihat sangat dekat. Teleskop pertama kali dibuat pada tahun 1608 oleh Hans Lippershey seorang warga negara Belanda. Setahun kemudian, Galileo Galilei dapat menyempurnakan teleskop yang dibuat oleh Hans Lippershey. Setelah teleskop tersebut disempurnakan, teleskop dapat digunakan untuk mengamati bintang di langit.
3. Kaleidoskop

Kaleidoskop merupakan sebuah mainan yang dibuat dengan menggunakan cermin. Dengan menggunakan kaleidoskop, Anda dapat membuat berbagai macam pola yang bervariasi. Pola-pola tersebut diperoleh karena adanya bayangan benda-benda dalam kaleidoskop akan mengalami pemantulan secara berkali-kali. Dengan demikian, jumlah benda yang terlihat akan lebih banyak daripada benda asli.
4. Lup

Lup adalah sebuah alat optik yang sangat sederhana. Lup berupa lensa cembung serta berfungsi untuk membantu mata guna melihat berbagai benda-benda yang berukuran kecil supaya tampak lebih besar dan jelas.

Itulah pengertian cahaya dan sifat-sifat cahaya.

Posted by Mogu

Tweet