Apakah matahari yang terbenam nampak indah! Anda mungkin tahu bahwa sinar matahari berjalan dalam bentuk gelombang melalui ruang dari matahari ke bumi. Tapi apakah Anda tahu apakah cahaya sebenarnya? Apakah hanya energi, atau itu sesuatu yang lain? Dalam artikel ini Anda akan menemukan bahwa cahaya mungkin lebih daripada yang Anda lihat.
Pertanyaan
Radiasi elektromagnetik, yang biasa disebut cahaya, adalah transfer energi melalui gelombang disebut gelombang elektromagnetik. Gelombang ini terdiri dari getaran medan listrik dan medan magnet. Dari mana energi elektromagnetik berasal? Hal ini dilepaskan ketika elektron kembali menurunkan tingkat energi dalam atom.
Radiasi elektromagnetik berperilaku seperti gelombang energi yang kontinu sepanjang waktu. Kadang-kadang, bagaimanapun, radiasi elektromagnetik tampaknya berperilaku seperti diskrit, atau terpisah, partikel dan bukan gelombang. Jadi apakah radiasi elektromagnetik terdiri dari gelombang atau partikel?
Debat
Pertanyaan ini tentang sifat radiasi elektromagnetik diperdebatkan oleh para ilmuwan selama lebih dari dua abad, dimulai pada tahun 1600-an. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa radiasi elektromagnetik terdiri dari partikel yang menembak disekeliling seperti peluru kecil. Ilmuwan lain berpendapat bahwa radiasi elektromagnetik terdiri dari gelombang, seperti gelombang suara atau gelombang air. Sampai awal 1900-an, kebanyakan ilmuwan berpikir bahwa radiasi elektromagnetik adalah salah satu dari argumen yang diperdebatkan oleh para ilmuwan dan di sisi lain dari argumen itu adalah salah.
Q: Apakah Anda pikir radiasi elektromagnetik adalah gelombang atau partikel?
A: Berikut petunjuk: itu mungkin bukan jawaban dari keduanya. Teruskan membaca untuk mempelajari lebih lanjut.
Teori Baru
Pada tahun 1905, fisikawan Albert Einstein mengembangkan teori baru tentang radiasi elektromagnetik. Teori ini sering disebut teori gelombang-partikel. Ini menjelaskan bagaimana radiasi elektromagnetik dapat berperilaku baik sebagai gelombang dan partikel. Einstein berpendapat bahwa ketika sebuah elektron kembali ke tingkat energi yang lebih rendah dan melepaskan energi elektromagnetik, energi dilepaskan sebagai “paket” energi diskrit. Sekarang kita sebut paket ini dengan energi foton. Menurut Einstein, foton menyerupai partikel tetapi bergerak seperti gelombang. Anda dapat melihat ini pada Gambar di bawah. Teori ini berpendapat bahwa gelombang foton bergerak melalui ruang atau bahan yang membentuk radiasi elektromagnetik.
Energi Foton
Sebuah foton bukan jumlah energi yang tetap. Sebaliknya, jumlah energi dalam foton tergantung pada frekuensi gelombang elektromagnetik. Frekuensi gelombang adalah jumlah gelombang yang melewati titik tetap dalam jumlah waktu tertentu, seperti jumlah gelombang per detik. Dalam gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi, foton memiliki lebih banyak energi.
diagram ilustrasi bagaimana foton terbentukBukti untuk Teori Gelombang-Partikel
Setelah Einstein mengajukan teorinya, bukti ditemukan untuk mendukungnya. Sebagai contoh, para ilmuwan menembakan sinar laser melalui dua celah dengan penghalang yang terbuat dari bahan yang dapat memblokir cahaya. Anda dapat melihat rangkaian percobaan ini pada Gambar di bawah. Menggunakan kamera khusus yang sangat sensitif terhadap cahaya, mereka mengambil foto dari cahaya yang melewati celah. Foto-foto menunjukkan titik-titik kecil cahaya yang melewati celah ganda. Ini tampaknya menunjukkan bahwa cahaya terdiri dari partikel. Namun, jika kamera terkena cahaya untuk waktu yang lama, titik-titik terakumulasi dalam pita yang menyerupai gelombang campur. Oleh karena itu, penelitian menunjukkan bahwa cahaya tampaknya terdiri dari partikel yang bertindak seperti gelombang.
Ringkasan
Radiasi elektromagnetik berperilaku seperti gelombang yang membawa energi setiap saat, tapi kadang-kadang berperilaku seperti partikel. Dari tahun 1600-an hingga awal 1900-an, kebanyakan ilmuwan berpikir bahwa radiasi elektromagnetik terdiri baik dari partikel atau gelombang tetapi bukan keduanya. Pada tahun 1905, Albert Einstein mengajukan teori gelombang-partikel radiasi elektromagnetik. Teori ini menyatakan bahwa energi elektromagnetik dilepaskan dalam paket diskrit energi yang sekarang disebut foton-yang bertindak seperti gelombang. Setelah Einstein menyajikan teorinya, ilmuwan menemukan bukti yang mendukungnya. Misalnya, percobaan celah ganda menunjukkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel kecil yang menciptakan pola interferensi seperti gelombang.
