Lompat ke isi

Besaran cahaya

Tambah pranala
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Revisi sejak 20 September 2009 14.32 oleh ESCa (bicara | kontrib)
Sunlight takes approximately 8 minutes to reach Earth.
Speed of light in different units
metres per second 299,792,458 (exact)
kilometres per second ˜ 300,000
kilometres per hour ˜ 1,079,000,000
miles per second ˜ 186,000
miles per hour ˜ 671,000,000
natural units 1 (exact and dimensionless)
Approximate length of time for light to travel:
One foot 1.0 nanoseconds
One metre 3.3 nanoseconds
One kilometre 3.3 microseconds
One mile 5.4 microseconds
To Earth from geostationary orbit 0.12 seconds
The length of Earth's equator 0.13 seconds
To Earth from the moon 1.3 seconds
To Earth from the sun 8.3 minutes
To Earth from Alpha Centauri 4.4 years
Across the Milky Way 100,000 years

Kecepatan cahaya

Kecepatan cahaya dalam ruang hampa, pada saat ini didefinisikan tepat pada 299.792.458 meter/detik (sekitar 186.282 mil/detik). Pada tahun 1975, kecepatan cahaya ditetapkan bernilai 299.792.458 meter/detik dengan toleransi kesalahan sebesar 4×10−9.[1] Untuk memperoleh ukuran standar meter yang lebih akurat, redefinisi ukuran meter kemudian ditetapkan pada 17th Conférence Générale des Poids et Mesures pada tahun 1983 sebagai ... the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1⁄299.792.458 of a second,[2][3] definisi ulang satuan meter ke dalam konteks kecepatan cahaya tersebut dilakukan pada standar SI (International Systems for Units)[4][5] dengan notasi fisika, c. 1 meter adalah jarak tempuh cahaya melalui ruang hampa dalam 1⁄299.792.458 detik.[6][7][8]

Rømer's observations of the occultations of Io from Earth

Beragam ilmuwan sepanjang sejarah telah mencoba untuk mengukur kecepatan cahaya. Pada tahun 1629, Isaac Beeckman melakukan observasi sinar flash yang dipantulkan oleh cermin dari jarak 1 mil (1,6 kilometer). Pada tahun 1638, Galileo Galilei berusaha untuk mengukur kecepatan cahaya dari waktu tunda antara sebuah cahaya lentera dengan persepsi dari jarak cukup jauh. Percobaan Galileo diteliti oleh Accademia del Cimento of Florence pada tahun 1667 dengan rentang 1 mil, tetapi tidak terdapat waktu tunda yang dapat diamati. Berdasarkan perhitungan modern, waktu tunda pada percobaan itu seharusnya adalah 11 mikrodetik. Galileo mengatakan bahwa observasi itu tidak menunjukkan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang tidak terhingga, tetapi hanya menunjukkan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang sangat tinggi.[9][10]

Sebuah percobaan awal untuk mengukur kecepatan cahaya dilakukan oleh Ole Christensen Rømer, seorang ahli fisika Denmark dan anggota grup astronomi dari French Royal Academy of Sciences pada tahun 1676. Dengan menggunakan teleskop, Rømer mengamati gerakan planet Jupiter dan salah satu bulan satelitnya, bernama Io.[11] [12] Dengan menghitung pergeseran periode orbit Io, Rømer memperkirakan jarak tempuh cahaya pada diameter orbit bumi sekitar 22 menit.[13] Jika pada saat itu Rømer mengetahui angka diameter orbit bumi, kalkulasi kecepatan cahaya yang dibuatnya akan mendapatkan angka 227×106 meter/detik. Dengan data Rømer, Christiaan Huygens mendapatkan estimasi kecepatan cahaya pada sekitar 220×106 meter/detik.

Penemuan awal penemuan grup ini diumumkan oleh Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1675, periode Io, bulan satelit planet Jupiter dengan orbit terpendek, nampak lebih pendek pada saat Bumi bergerak mendekati Jupiter daripada pada saat menjauhinya. Rømer mengatakan hal ini terjadi karena cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Pada bulan September 1676, berdasarkan asumsi ini, Rømer memperkirakan bahwa pada tanggal 9 November 1676, Io akan muncul dari bayang-bayang Jupiter 10 menit lebih lambat daripada kalkulasi berdasarkan rata-rata kecepatannya yang diamati pada bulan Agustus 1676.[14]

Setelah perkiraan Rømer terbukti,[15] dia diundang oleh French Academy of Sciences[16] untuk menjelaskan metode yang digunakan untuk hal tersebut.[17] Diagram di samping adalah replika diagram yang digunakan Rømer dalam penjelasan tersebut.[18]

Isaac Newton juga menyatakan bahwa cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Dalam bukunya berjudul Opticks, tahun 1704, dia menyatakan besaran kecepatan cahaya senilai 16,6 x diamater Bumi per detik (210.000 kilometer/detik).

Light from location 1 appears to come from location 2 in a moving telescope.
Diagram of the Fizeau apparatus

Pada tahun 1725, James Bradley mengatakan, cahaya bintang yang tiba di Bumi akan nampak seakan-akan berasal dari sudut yang kecil, dan dapat dikalkulasi dengan membandingkan kecepatan Bumi pada orbitnya dengan kecepatan cahaya. Kalkulasi kecepatan cahaya oleh Bradley adalah sekitar 298.000 kilometer/detik (186.000 mil/detik). Teori Bradley dikenal sebagai stellar aberration.[19] Sinar cahaya yang datang bintang 1 membutuhkan waktu untuk mencapai bumi, dan pada saat sinar tersebut tiba, bumi telah bergeser pada orbitnya, sehingga seolah-olah kita melihat sinar cahaya tersebut datang dari bintang di lokasi 2.

Pengukuran kecepatan cahaya, yang lebih akurat, dilakukan di Eropa oleh Hippolyte Fizeau pada tahun 1849. Fizeau menggunakan roda sprocket yang berputar untuk meneruskan cahaya dari sumbernya ke sebuah cermin yang diletakkan sejauh beberapa kilometer. Pada kecepatan rotasi tertentu, cahaya sumber akan melalui sebuah kisi, menempuh jarak menuju cermin, memantul kembali dan tiba pada kisi berikutnya. Dengan mengetahui jarak cermin, jumlah kisi, kecepatan putar roda, Fizeau mendapatkan kalkulasi kecepatan cahaya pada 313×106 meter/detik.

Léon Foucault bereksperimen dengan penggunaan cermin rotasi dan mendapatkan angka 298×106 meter/detik pada tahun 1862. Albert Abraham Michelson melakukan percobaan-percobaan dari tahun 1877 hingga wafatnya pada tahun 1926 untuk menyempurnakan metode yang digunakan Foucault dengan penggunaan cermin rotasi untuk mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya pada 2 x jarak tempuh antara Gunung Wilson dan Gunung San Antonio, di California. Hasil pengukuran menunjukkan 299.796.000 meter/detik. Beliau wafat lima tahun kemudian pada tahun 1931.

Pada tahun 1946, saat pengembangan cavity resonance wavemeter untuk penggunaan pada radar, Louis Essen dan A. C. Gordon-Smith menggunakan gelombang mikro dan teori elektromagnetik untuk menghitung kecepatan cahaya. Angka yang didapat adalah 299.792±3 km/s. Pada tahun 1950, Essen mengulangi pengukuran tersebut dan mendapatkan angka 299.792,5±1 km/s, yang menjadi acuan bagi 12th General Assembly of the Radio-Scientific Union pada tahun 1957.

Angka yang paling akurat ditemukan di Cambridge pada pengukuran melalui kondensat Bose-Einstein dengan elemen Rubidium. Tim pertama dipimpin oleh Dr. Lene Vestergaard Hau dari Harvard University and the Rowland Institute for Science. Tim yang kedua dipimpin oleh Dr. Ronald L. Walsworth, dan, Dr. Mikhail D. Lukin dari the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Notasi kecepatan cahaya c mempunyai makna "konstan" atau tetap, dalam bahasa Latin terucap celeritas yang berarti kecepatan[20] digunakan sebagai notasi kecepatan cahaya dalam ruang hampa, meski terdapat penggunaan notasi c untuk kecepatan cahaya dalam medium material dan c0 untuk kecepatan cahaya dalam ruang hampa.[21] Notasi subskrip ini dimaklumkan dalam literatur SI [22] sebagai standar bentuk notasi seperti konstanta yang lain seperti: konstanta magnetik µ0, konstanta elektrik e0, impedansi ruang kamar Z0.

Menurut Albert Einstein dalam teori relativitas, c adalah konstanta penting yang menghubungkan ruang dan waktu dalam satu kesatuan struktur dimensi ruang waktu. Di dalamnya, c mendefinisikan konversi antara materi dan energi[23] E = mc2.[24], dan batas tercepat waktu tempuh materi dan energi tersebut.[25][26] c juga merupakan kecepatan tempuh semua radiasi elektromagnetik dalam ruang kamar[27] dan diduga juga merupakan kecepatan gelombang gravitasi.[28][29] Dalam teori ini, sering digunakan satuan natural units di mana c = 1, [30][31] sehingga notasi c tidak lagi digunakan.

Units and measures

Templat:SI radiometry units

Templat:SI light units

Pengukuran Cahaya

Berikut kuantitas yang digunakan untuk mengukur cahaya

Sumber Cahaya

Referensi

  1. ^ "Resolution 2 of the 15th CGPM". Conférence Générale des Poids et Mesures. BIPM. 1975. Diakses tanggal 2009-09-09. 
  2. ^ "Resolution 1 of the 17th CGPM". Conférence Générale des Poids et Mesures. BIPM. 1983. Diakses tanggal 2009-08-23. 
  3. ^ "Base unit definitions: Meter". NIST. Diakses tanggal 2009-08-22. 
  4. ^ Penrose, R (2004). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Vintage Books. hlm. 410–411. ISBN 9780679776314. The reader might well be puzzled that the speed of light comes out as an exact integer when measured in metres per second. This is no accident, but merely a reflection of the fact that very accurate distance measurements are now much harder to ascertain than very accurate time measurements. Accordingly, the most accurate standard for the metre is conveniently defined so that there are exactly 299,792,458 of them to the distance travelled by light in a standard second, giving a value for the metre that very accurately matches the now inadequately precise standard metre rule in Paris. 
  5. ^ The official statement is provided in the BIPM SI Units brochure, § 2.1.1.1, p. 112
  6. ^ Sydenham, PH (2003). "Measurement of length". Dalam Boyes, W. Instrumentation Reference Book (edisi ke-3rd). Butterworth-Heinemann. hlm. 56. ISBN 0750671238. ... if the speed of light is defined as a fixed number then, in principle, the time standard will serve as the length standard ... 
  7. ^ "Fundamental Physical Constants: Speed of Light in Vacuum". NIST. Diakses tanggal 2009-08-21. 
  8. ^ Jespersen, J; Fitz-Randolph, J; Robb, J (1999). From Sundials to Atomic Clocks: Understanding time and frequency (edisi ke-Reprint of National Bureau of Standards 1977, 2nd). Courier Dover. hlm. 280. ISBN 0486409139. 
  9. ^ Boyer, CB (1941). "Early Estimates of the Velocity of Light". Isis. 33 (1): 24. doi:10.1086/358523. 
  10. ^ Galilei, G (1954) [1638]. Dialogues Concerning Two New Sciences. translated by Henry Crew and Alfonso de Salvio. Dover Publications. hlm. 43. ISBN 486-60099-8 Periksa nilai: length |isbn= (bantuan). 
  11. ^ Cohen, IB (1940). "Roemer and the first determination of the velocity of light (1676)". Isis. 31 (2): 327–379. doi:10.1086/347594. 
    Besides Rømer, the group included Giovanni Domenico Cassini and Jean Picard.
  12. ^ Rømer, O (1676). "Touchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Romer de l'Académie Royale des Sciences" (PDF). Journal des Sçavans: 233–236. 
    Although Rømer read a report on his work to the French Academy of Sciences in November 1676 (Cohen, 1940, p.346), he does not appear to have written the published account. An electronic copy of the latter (Prancis) and one of a 1677 English translation are available online.
  13. ^ Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light. Statistical Science 2000, Vol. 15, No. 3, 254–278
  14. ^ Cohen (1940, pp.328, 351–52); Rømer (1676, p.235). The term "eclipse", with which Cohen refers to these emersions, is used by him to refer to both the moons' immersions into, and their emersions out of, Jupiter's shadow.
  15. ^ Cohen (1940, p.353). Cohen raises some doubt about whether the predicted emersion did occur precisely when Rømer claimed. He cites a historical record by a later astronomer, Pierre Charles le Monnier, which placed the event two minutes later.
  16. ^ On the 21st of November (Cohen, 1940, p.346).
  17. ^ Rømer (1676).
  18. ^ Rømer (1676, p.234). The label on the point F was missing from the original copy. Also, the diagram illustrates only a simple special case. In general, neither the points D, K and L, nor the points C, G and F, would be collinear.
  19. ^ Hirschfeld, A (2001). Parallax:The Race to Measure the Cosmos. Henry Holt. ISBN 0-8050-7133-4. 
  20. ^ Gibbs, P (1997). "Why Is c the Symbol For the Speed of Light?". University of California, Riverside. Diakses tanggal 2008-08-20. 
  21. ^ See for example:
  22. ^ Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (2006), Sistem Satuan Internasional [Le Système international d'unités; The International System of Units] (PDF) (dalam bahasa Prancis and Inggris) (edisi ke-8), hlm. 112, ISBN 92-822-2213-6, diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-08-14 
  23. ^ Uzan, J-P; Leclercq, B (2008). The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants. Springer. hlm. 43–44. ISBN 0387734546. 
  24. ^ Harrison, DM (1999). "The Special Theory of Relativity". University of Toronto, Department of Physics. Diakses tanggal 2008-12-08. 
  25. ^ Greene, G (2003). The Elegant Universe. W. W. Norton. hlm. 55–56. ISBN 0393058581. 
  26. ^ Davies, PCW (1979). The Forces of Nature. Cambridge University Press. hlm. 127–28. ISBN 052122523X. 
  27. ^ Duke, PJ (2000). "Electromagnetic waves in free space – no electric charges or currents". Synchrotron Radiation: Production and Properties. Oxford University Press. hlm. 53. ISBN 0198517580. 
  28. ^ Schwinger, JS (2002) [1986]. "Gravitational waves". Einstein's Legacy: The Unity of Space and Time (edisi ke-Reprint). Courier Dover. hlm. 223. ISBN 0486419746. 
  29. ^ Wei-Tou Ni (2005). "Empirical foundation of the relativistic gravity" (PDF). International Journal of Modern Physics D. 14: 901–21. doi:10.1142/S0218271805007139. 
  30. ^ Lawrie, ID (2002). "Appendix C: Natural units". A unified grand tour of theoretical physics (edisi ke-2nd). CRC Press. hlm. 540. ISBN 0750306041. 
  31. ^ Hsu, L (2006). "Appendix A: Systems of units and the development of relativity theories". A broader view of relativity: general implications of Lorentz and Poincaré invariance (edisi ke-2nd). World Scientific. hlm. 427–428. ISBN 9812566511. 
Ikon rintisan

Artikel bertopik fotografi ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Besaran_cahaya&oldid=2534791"