Cahya

Cahya mangrupa salah sahiji bentuk énergi gelombang éléktromagnétik anu bisa ditempo ku panon.Citakan:Fact Cahya ogé mangrupa dasar ukuran pikeun hijian panjang méter: 1 méter nyaéta jarak anu diliwatan cahya dina rohangan hapa dina waktu 1/299,792,458 detik.Citakan:Fact Laju cahya nyaéta 299,792,458 méter pér detik.Citakan:Fact

Cahya diperlukeun dina kahirupan sapopoé.Citakan:Fact Panonpoé nyaéta sumber cahya utama di Bumi.Citakan:Fact Tutuwuhan héjo merlukeun cahya pikeun nyieun kadaharan.Citakan:Fact

Sipat-sipat cahya nyaéta, cahya ngarambat lempeng ka sakabéh arah.Citakan:Fact Buktina nyaéta urang bisa nempo hiji lampu anu murub ti sagala juru dina hiji rohangan nu poék.Citakan:Fact Lamun cahya kahalang, bayangan anu dihasilkeun dibalukarkeun ku cahya anu ngarambat henteu bisa méngkol. Tapi cahya bisa dipantulkeun.Citakan:Fact

Pangbéngkokan cahya

Cahya baris dipéngkolkeun lamun datangna miring ngaliwatan médium anu béda kawas ti udara (hawa) kana kaca tuluy ngaliwatan cai.Citakan:Fact Kaayaan ieu disebut pangbéngkokan cahya atawa réfraksi cahya.Citakan:Fact Hal ieu kajadian alatan cahya gerak leuwih gancang dina medium anu kurang padet (mundel).Citakan:Fact Tapi cahya anu datang kalawan sudut 90 darajat (ajeg lempeng) ngaliwatan médium anu béda henteu diréfraksi.Citakan:Fact Conto réfraksi dina hal sapopoé nyaéta kawas dina kasus sedotan inuman anu katempo béngkok sarta leuwih badag dina jero cai, atawa dina kasus dasar balong nu katempo leuwih déét batan jero sabenerna.Citakan:Fact

Pantulan cahya gumantung kana rupa beungeut pamantul

Bayangan bisa ditempo dina jero eunteung alatan aya pantulan cahya.Citakan:Fact Pantulan cahya éta leuwih alus sarta teratur dina beungeut pamantul anu rata.Citakan:Fact Pantulan cahya rada surem dina beungeut pamantul anu henteu rata.Citakan:Fact Eunteung sarta beungeut cai anu hérang sarta tenang mangrupa pamantul cahya anu alus.Citakan:Fact Hal ieu ngajadikeun urang bisa nempo beungeut sarta awak urang dina jero eunteung.Citakan:Fact

Pakakas-pakakas anu boga fungsi dumasar prinsip réfraksi cahya nyaéta:

1. Suryakanta
2. Mikroskop
3. Teleskop
4. Lup
5. Toropong

Warna-warna dina cahya panonpoé

Cahya bodas panonpoé diwangun ku tujuh warna dasar nyaéta:

1. Beureum
2. Jingga
3. Konéng
4. Héjo
5. Biru
6. Nila (Indigo)
7. Wungu

Lamun tujuh warna ieu pagalo, cahya bodas baris dihasilkeun.Citakan:Fact Warna-warna dina cahya bodas panonpoé bisa dipisah-pisah ku ngagunakeun prisma ngajadi sakumpulan warna nu sinambung.Citakan:Fact Sakumpulan warna nu sinambung ieu dipikawanoh minangka spéktrum cahya sedengkeun pamisahan cahya bodas kana spéktrum ieu dipikawanoh minangka difraksi cahya.Citakan:Fact Katumbiri nyaéta conto spéktrum anu kabentuk sacara alamiah. Katumbiri kabentuk saréngsé hujan, sabot cahya panonpoé diréfraksi ku tetesan cai hujan.Citakan:Fact Tetesan cai hujan éta lumaku minangka prisma anu misah-misah cahya panonpoé jadi tujuh warna.Citakan:Fact

Pamisahan cahya bodas panonpoé

Spéktrum warna kabentuk alatan cahya anu béda warna karéfraksi dina sudut anu béda.Citakan:Fact Cahya wungu karéfraksi kalawan sudut panggedéna.Citakan:Fact Cahya beureum karéfraksi kalawan sudut pangleutikna. Warna-warna spéktrum kasebut digabungkan deui pikeun ngahasilkeun cahya bodas kalawan ngagunakeun dua prisma.Citakan:Fact

Téori ngeunaan cahya

Téori abad ke-10

élmuwan Abu Ali Hasan Ibn Al-haitham (965 - kira 1040), nu dipikawanoh ogé salaku Alhazen, ngamekarkeun téori anu ngécéskeun penglihatan, ngagunakeun géometri sarta anatomi.Citakan:Fact Téori éta nganyatakeun yén saban titik dina wewengkon anu kasinaran cahya, ngaluarkeun sinar cahya ka sagala arah, tapi ngan hiji sinar ti saban titik éta anu asup ka panon sacara ajeg lempeng anu bisa ditempo.Citakan:Fact Cahya séjén anu keuna panon henteu sacara ajeg lempeng henteu bisa katempo.Citakan:Fact Manéhna ngagunakeun kaméra liang jarum contona, anu mintonkeun hiji bayangan tibalik.Citakan:Fact Alhazen nganggap yén sinar cahya nyaéta kumpulan partikel leutik anu usik dina laju nu tangtu.Citakan:Fact Manéhna ogé ngamekarkeun tééori Ptolemy ngeunaan réfraksi cahya tapi usaha Alhazen henteu dipikawanoh di Éropa nepi ka dina ahir abad ka-16.Citakan:Fact

Téori partikel

Isaac Newton nganyatakeun dina Hypothesis of Light dina taun 1675 yén cahya diwangun ku partikel lembut (corpuscles) anu mancar ka sakabéh arah ti asalna.Citakan:Fact Téori ieu bisa dipaké pikeun ngajelaskeun pantulan cahya, tapi ngan bisa ngajelaskeun pembiasan kalawan nganggap rambatan cahya jadi leuwih gancang sabot ngasupan médium anu padet tumpat alatan daya tarik gravitasi leuwih kuat.Citakan:Fact

Téori gelombang

Christiaan Huygens nganyatakeun dina abad ke-17 yén cahya nu mancar ka sakabéh arah minangka ciri-ciri gelombang. Citakan:FactTetempoan ieu ngagantikeun téori partikel lembut.Citakan:Fact Hal ieu dilantarankeun ku alatan gelombang henteu diganggu ku gravitasi, sarta gelombang jadi leuwih laun sabot ngasupan médium anu leuwih padet.Citakan:Fact Téori gelombang ieu nganyatakeun yén gelombang cahya baris silih ganggu (interférensi) jeung gelombang cahya anu séjén kawas gelombang sora (kawas anu disebut ku Thomas Young dina abad ka-18), sarta cahya bisa dipolarisasikeun.Citakan:Fact Kakurang téori ieu téh gelombang cahya jiga gelombang sora, merlukeun médium pikeun ngarambat. Hiji hipotésis anu disebut luminiferous aether geus diusulkan, tapi hipotésis éta henteu disatujuan.Citakan:Fact

Téori éléktromagnétik

Dina taun 1845 Faraday manggihan yén sudut polarisasi ti hiji sinar cahya sabot sinar kasebut asup ngaliwatan material pamolarisasi bisa dirobah ku médan magnét.Citakan:Fact Ieu téh bukti kahiji lamun cahya pakuat-pakait jeung éléktromagnétisme.Citakan:Fact Faraday ngusulkeun dina taun 1847 yén cahya nyaéta gelombang éléktromagnétik nu boga frékuénsi luhur anu bisa ngarambat sanajan euweuh médium.Citakan:Fact

Téori ieu diusulkan ku James Clerk Maxwell dina ahir abad ka-19, sarta nyebutkeun yén gelombang cahya nyaéta gelombang éléktromagnétik ku kituna henteu merlukeun médium pikeun ngarambat. Tapi téori rélativitas husus ngagantikeun anggapan ieu. Téori éléktromagnétik némbongkeun yén sinar kasat mata mangrupa bagian tina spéktrum éléktromagnétik. Téknologi pancaran radio diciptakeun dumasar kana téori ieu sarta masih dipaké.

Laju cahya anu konstan dumasar kana persamaan Maxwell lalawanan jeung hukum-hukum mékanika gerak anu geus aya saprak jaman Galiléo, anu nganyatakeun yén sagala rupa laju nyaéta relatif ka nu nempo. Jawaban pikeun kontradiksi ieu satuluyna kapanggih ku Albert Einstein.

Téori Kuantum

Téori ieu dimimitian dina abad ka-19 ku Max Planck, anu nganyatakeun dina taun 1900 yén sinar cahya diwangun ku paket (kuantum) tanaga anu dipikawanoh salaku foton. Hadiah Nobel dina widang fisika dibikeun ka Planck minangka pangajén dina taun 1918 pikeun gawéna nimukeun téori kuantum, sanajan manéhna téh lain jelema anu kahiji ngawanohkeun prinsip dasar partikel cahya.

Téori Dualitas partikel-gelombang

Téori ieu ngagabungkeun tilu téori anu saméméhna, sarta nganyatakeun yén cahya nyaéta partikel ogé gelombang. Ieu téh téori modéren anu ngécéskeun sipat-sipat cahya, ogé sipat-sipat partikel sacara umum. Téori ieu mimiti dijelaskeun ku Albert Einstein dina awal abad ka-20, dumasar kana karya tulisna ngeunaan éfék fotolistrik, sarta hasil panalungtikan Planck. Einstein némbongkeun yén énergi hiji foton sabanding jeung frékuénsina. Leuwih umum deui, téori kasebut ngécéskeun yén sakabéh barang miboga sipat partikel sarta gelombang, sarta sagala rupa percoaban (ékspérimen) bisa dilakonan pikeun ngabuktikeunana. Sipat partikel bisa leuwih gampang katempo lamun hiji obyék miboga massa anu badag.

Dina taun 1924 ékspérimen nu dilakukeun ku Louis de Broglie némbongkeun éléktron ogé miboga sipat dualitas partikel-gelombang. Einstein meunangkeun pangajén Nobel dina taun 1921 dumasar karyana ngeunaan dualitas partikel-gelombang dina foton, sarta de Broglie nuturkeun tapak-lacakna menunagkeun pangajén Nobel dina taun 1929 pikeun panalungtikan partikel-partikel anu séjén.

Panjang gelombang cahya katémbong

Cahya katémbong mangrupa bagian tina spéktrum gelombang éléktromagnétik anu miboga panjang gelombang antara leuwih kurang 400 nanométer (nm) nepi ka 800 nm (dina udara).

Rumus laju-cahya

$v=\lambda f$,

di mana λ nyaéta panjang gelombang, f nyaéta frékuénsi, v nyaéta laju cahya. Lamun cahya ngarambat dina jero rohangan hapa, jadi v = c, antukna

$c=\lambda f$,

di mana c nyaéta laju cahya. Urang kaci ngajelaskeun v minangka

$v=\frac{c}{n}$

di mana n nyaéta konstanta (indéks bias) anu mana nyaéta sipat materi anu diliwatan ku cahya.

Parobahan dina laju cahya

Kabéh cahya usik dina laju anu katepi (kahingga). Sanajan hiji jalma ngimeutan yén laju cahya nyaéta c, laju cahya dina rohangan hapa, nyaéta c = 299,792,458 méter pér detik (186,282.397 mil pér detik); tapi, lamun cahya ngaliwatan obyék anu bisa ditembus cahya kawas hawa, cai jeung kaca, lajuna ngurangan, sarta cahya kasebut ngarandapan pembiasan. Nyaéta n=1 dina rohangan hapa sarta n>1 dina jero médium séjén.

Sajarah ukar-ukur laju cahya

Laju cahya geus mindeng diukur ku ahli fisika. Ukar-ukur munggaran anu pangalusna geus dipigawé ku Olaus Roemer (ahli fisika Denmark), dina taun 1676. Manéhna nyiptakeun tata cara ngukur laju cahya. Manéhna ngimeutan sarta nyatet gerak planét Saturnus sarta salah sahiji bulanna kalawan ngagunakeun teleskop. Roomer nimukeun yén bulan kasebut ngorbit Saturnus sakali saban 42 1/2 jam. Masalahna nyaéta lamun Bumi jeung Saturnus pajauh, puteran orbit bulan kasebut katempo nambahan. Ieu ngabuktikeun yén cahya merlukeun waktu leuwih lila pikeun nepi ka Bumi. Ku cara ieu laju cahya bisa diitung kalawan nganalisa jarak antar planét dina mangsa-mangsa nu tangtu. Roemer meunangkeun angka laju cahya sagedé 227,000 kilométer pér detik.

Mikel Giovanno Tupan ngagunakeun eunteung nu muter pikeun ngukur waktu anu diperlukeun cahya pikeun bulak-balik ti Gunung Wilson ka Gunung San Antonio di California. Ukar-ukur nu jitu ngahasilkeun laju 299,796 kilométer/detik. Dina pamakéan sapopoé, angka ieu dibuleudkeun jadi 300,000 kilométer/detik.

Kelir jeung panjang gelombang

Panjang gelombang anu béda-béda ditarjamahkeun ku otak manusa salaku warna, kalawan beureum nyaéta panjang gelombang pangpanjangna (frékuénsi pangpondokna) nepi ka wungu kalawan panjang gelombang pangpondokna (frékuénsi pangluhurna). Cahya kalawan frékuénsi di sahandapeun 400 nm sarta saluhureun 700 nm henteu bisa katempo ku manusa. Cahya disebut sinarultraviolét dina wates frékuénsi luhur sarta infrabeureum (IR atawa infrared) dina wates frékuénsi pondok. Sanajan manusa henteu bisa nempo sinar infrabeureum, kulit manusa bisa ngarasakeunana dina wangun panas. Aya ogé kaméra anu bisa nyerek sinar Infrabeureum sarta ngarobahna jadi sinar katémbong. Kaméra kawas ieu disebut night vision camera.

Radiasi ultaviolét henteu dirasakan samasakali ku manusa kajaba lamun kakeunaan dina jangka waktu anu lila, hal ieu bisa ngabalukarkeun kulit kabeuleum sarta kanker kulit. Sawatara sato kawas nyiruan bisa nempo sinar ultraviolét, sedengkeun sato-sato séjénna kawas oray Viper bisa ngarasakeun IR ku alat husus.

Ngukur cahya

Di handap ieu aya daptar kuantitas anu dipaké pikeun ngukur cahya

• tingkat caang (atawa suhu)
• iluminasi (hijian SI: lux)
• fluks luminasi (hijian SI: lumen)
• inténsitas luminasi (hijian SI: candela)

Sumber cahya

• Radiasi panas (radiasi barang hideung)
  • lampu
  • panonpoé
  • partikel padet nu cahyaan dina suhu luhur (tempo seuneu)
• émisi spéktral atomik
  • laser sarta maser
  • light emitting diode (LED)
  • lampu gas (lampu néon, lampu cai raksa jsb.)
  • seuneu tina gas
• [[akselérasi partikel bébas nu boga muatan (biasana hiji éléktron)
  • radiasi siklotron
  • Radiasi Bremsstrahlung
  • Radiasi Cherenkov
• kemoluminesens
• floresens
• fosforescence
  • bungbung sinar katoda
• bioluminesens
• sonoluminesens
• triboluminesens
• luruhan radioaktif
• anihilasi partikel-antipartikel

Tempo ogé

• Fourier optik