Cahaya

Cahaya
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang
gelombang sekitar 380–750 nm.[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik
dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak.
Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.
Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut
"dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara
visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika,
merupakan area riset yang penting pada fisika modern.
Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik
seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fasa cahaya. Sifat-sifat cahaya dan
interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan
refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masingmasing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris dan optika fisis.
Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik dan memicu
serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun 1838 oleh Michael Faraday dengan penemuan sinar
katoda, tahun 1859 dengan teori radiasi massa hitam oleh Gustav Kirchhoff, tahun 1877 Ludwig
Boltzmann mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat menjadi diskrit, teori kuantum sebagai
model dari teori radiasi massa hitam oleh Max Planck pada tahun 1899 dengan hipotesa bahwa energi
yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E. Pada
tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom
mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de
Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori
dualitas partikel-gelombang. Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan
efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas
yang sama. Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada
tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh banyak
ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann,
Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain.
Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai dualisme gelombang
transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi
pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960.
Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat
cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan.
Elektromagnetisme
Elektromagnetisme adalah cabang fisika tentang medan elektromagnetik yang mempelajari mengenai
medan listrik dan medan magnet. Medan listrik dapat diproduksi oleh muatan listrik statik, dan dapat
memberikan kenaikan pada gaya listrik. Medan magnet dapat diproduksi oleh gerakan muatan listrik,
seperti arus listrik yang mengalir di sepanjang kabel dan memberikan kenaikan pada gaya magnetik.
Istilah "elektromagnetisme" berasal dari kenyataan bahwa medan listrik dan medan magnet adalah
saling "berpelintiran"/terkait, dan dalam banyak hal, tidak mungkin untuk memisahkan keduanya.
Contohnya, perubahan dalam medan magnet dapat memberikan kenaikan kepada medan listrik; yang
merupakan fenomena dari induksi elektromagnetik, dan merupakan dasar dari operasi generator listrik,
motor induksi, dan transformer.
Istilah elektrodinamika kadangkala digunakan untuk menunjuk kepada kombinasi dari
elektromagnetisme dengan mekanika. Subjek ini berkaitan dengan efek dari medan elektromagnetik
dalam sifat mekanika dari partikel yang bermuatan listrik.
Termodinamika
Termodinamika adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika
berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik
tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan
ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan
hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses
"super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.
Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika
setimbang seharusnya dinamakan termostatik.
Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada
rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana
seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan
lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset
sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.
Dinamika fluida
Dinamika fluida adalah subdisiplin dari mekanika fluida yang mempelajari fluida bergerak. Fluida
terutama cairan dan gas. Penyelsaian dari masalah dinamika fluida biasanya melibatkan perhitungan
banyak properti dari fluida, seperti kecepatan, tekanan, kepadatan, dan suhu, sebagai fungsi ruang dan
waktu. Disiplini ini memiliki beberapa subdisiplin termasuk aerodinamika (penelitian gas) dan
hidrodinamika (penelitian cairan). Dinamika fluida memliki aplikasi yang luas. Contohnya, ia digunakan
dalam menghitung gaya dan moment pada pesawat, mass flow rate dari petroleum dalam jalur pipa,
dan perkiraan pola cuaca, dan bahkan teknik lalu lintas, di mana lalu lintas diperlakukan sebagai fluid
yang berkelanjutan. Dinamika fluida menawarkan struktur matematika yang membawahi disiplin praktis
tersebut yang juga seringkali memerlukan hukum empirik dan semi-empirik, diturunkan dari pengukuran
arus, untuk menyelesaikan masalah praktikal.
Torsi
Konsep torsi dalam fisika, juga disebut momen, diawali dari kerja Archimedes dalam lever. Informalnya,
torsi dapat dipikir sebagai gaya rotasional. Analog rotational dari gaya, masa, dan percepatan adalah
torsi, momen inertia dan percepatan angular. Gaya yang bekerja pada lever, dikalikan dengan jarak dari
titik tengah lever, adalah torsi. Contohnya, gaya dari tiga newton bekerja sepanjang dua meter dari titik
tengah mengeluarkan torsi yang sama dengan satu newton bekerja sepanjang enam meter dari titik
tengah. Ini menandakan bahwa gaya dalam sebuah sudut pada sudut yang tepat kepada lever lurus.
gaya
Di dalam ilmu fisika, gaya atau kakas adalah apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa
mengalami percepatan. Gaya memiliki besar dan arah, sehingga merupakan besaran vektor. Satuan SI
yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N). Berdasarkan Hukum
kedua Newton, sebuah benda dengan massa konstan akan dipercepat sebanding dengan gaya netto
yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.
energi
Ditinjau dari perspektif fisika, setiap sistem fisik mengandung (secara alternatif, menyimpan) sejumlah
energi; berapa tepatnya ditentukan dengan mengambil jumlah dari sejumlah persamaan khusus,
masing-masing didesain untuk mengukur energi yang disimpan secara khusus. Secara umum, adanya
energi diketahui oleh pengamat setiap ada pergantian sifat objek atau sistem. Tidak ada cara seragam
untuk memperlihatkan energi;
Momentum sudut
Dalam fisika, momentum sudut secara intuitif mengukur berapa besar momentum linear yang diarahkan
di sekitar suatu titik tertentu yang disebut titik pusat; momen dari momentum.
Rumus matematika sederhana untuk momentum sudut dari suatu partikel terhadap titik pusat tertentu
adalah:
L = r×p =
di mana L adalah momentum sudut dari partikel, r adalah posisi dari partikel yang dinyatakan sebagai
vektor perpindahan dari titik pusat, dan p adalah momentum linear dari partikel itu.
Optika
Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan
materi. Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik berasal dari bahasa Latin ὀπτική,
yang berarti tampilan.
Bidang optika biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, inframerah dan ultraviolet; tetapi karena
cahaya adalah gelombang elektromagnetik, gejala yang sama juga terjadi di sinar-X, gelombang mikro,
gelombang radio, dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan juga gejala serupa seperti pada
sorotan partikel muatan (charged beam). Optik secara umum dapat dianggap sebagai bagian dari
keelektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan
beberapa bidang optika hingga mekanika kuantum. Dalam prakteknya, kebanyakan dari gejala optis
dapat dihitung dengan menggunakan sifat elektromagnetik dari cahaya, seperti yang dijelaskan oleh
persamaan Maxwell.
Galvanometer
Galvanometer adalah alat pengukur kuat arus yang sangat lemah. Cara kerjanya sama dengan
Amperemeter, Voltmeter, dan Ohmmeter. Ketiga alat itu cara kerjanya sama dengan motor listrik, tapi
karena dilengkapi pegas, maka kumparannya tidak berputar.