Langsung ke konten utama

Percobaan Michelson dan Morley




Pada mulanya sesuai dengan teori gelombang dari Huygens bahwa gelombang memerlukan medium rambatannya untuk mencapai suatu tempat dan setelah Maxwellmenyatakan bahwa cahaya tidak lain adalah gelombang elektromagnetik, maka para pakar fisika abad ke-19 segera melakukan berbagai usaha untuk mempelajari  sifat zat perantara sebagai rambatan gelombang elektromagnetik. Para pakar mengajukan hipotesis medium yang dinamakan eter yang terdapat meskipun di ruang hampa . Pada tahun 1887, Michelsone dan Morley dua orang ilmuwan Fisika berkebangsaan Amerika mengukur kelajuan eter dengan menggunakan  interferometer. Hakekat percobaan ini membandingkan kelajuan cahaya sejajar dan tegak lurus pada gerak bumi mengelilingi matahari. Andaikan eter itu diam di alam semesta ini diharapkan ada kelajuan relatif eter terhadap bumi yang bergerak mengelilingi matahari.
Percobaan ini berdasarkan prinsip penjumlah vektor, dengan menggunakan penalaran gerak perahu yang menyeberangi sungai sebagai berikut.




Gambar 9.2 Gerak perahu menyeberangi sungai, perahu A bergerak tegak lurus arus sungai dan perahu B sejajar dengan arus sungai
Perahu A bergerak menyeberangi sungai dalam lintasan tegak lurus sungai dan perahu B bergerak dengan lintasan sejajar arus sungai. Dengan membandingkan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak pulang pergi dalam lintasan tegak lurus arus sungai dan waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan yang sejajar arus sungai dalam jarak yang sama yaitu d seperti pada Gambar 9.2. Jika kecepatan perahu itu c, dan kecepatan aliran sungai adalah v.
Kecepatan sesungguhnya perahu A menempuh lintasan adalah  




 sehingga waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan A adalah :


Untuk perahu B, kecepatan perahu sesungguhnya saat mengikuti arus adalah c + v dan saat menentang arus adalah c – v, sehingga waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan adalah :


Sehingga diperoleh perbandingan:

Michelson dan Morley adalah perintis yang menggunakan contoh sederhana tersebut di atas untuk mencoba mengukur kecepatan aliran eter, bila memang eter itu ada. Perahu A dan perahu B diganti dengan pasangan berkas cahaya yang berasal dari satu sumber, yang satu dipantulkan dan yang lain diteruskan oleh gelas setengah cermin seperti tampak pada Gambar berikut.

Masing-masing berkas cahaya itu dipantulkan oleh cermin C1 dan C2 yang letaknya  terhadap gelas setengah cermin. Berkas-berkas cahaya ini menggantikan peran perahu A dan B. Apabila kecepatan cahaya itu sebesar 3 × 108 m/s dan kecepatan eter relatif terhadap bumi sama dengan kecepatan tangensial bumi mengelilingi matahari yaitu sebesar 3 × 104 m/s sehingga diharapkan ada selisih waktu antara  tA dan  tB.
Adanya selisih waktu itu diharapkan antara gelombang cahaya yang berasal dari pantulan cermin C1 dan C2 akan timbul perubahan pola-pola hasil interferensi yang terjadi pada layar pengamatan. Interferensi maksimum di pusat akan terjadi ketika selisih fase kedua cahaya sama dengan nol, atau t= 0. tA=tB  maka

persamaan tersebut dipenuhi jika v = 0. Eksperimen Michelson-Morley yang dilakukan berulang-ulang dengan berbagai kondisi, ternyata mendapatkan hasil yang sama, yakni tidak ada pola interferensi. Hasil yang teramati adalah cahaya terang. Keadaan ini menunjukkan bahwa v = 0. Dengan kata lain, v ≠ 0. Hasil eksperimen Michelson-Morley mengantarkan pada beberapa simpulan sebagai berikut.
1.      Dugaan atau hipotesis tentang keberadaan eter sebagai medium perambatan cahaya adalah tidak benar (eter tidak ada).
2.      Kelajuan cahaya adalah besaran mutlak, tidak bergantung pada kerangka acuan inersial.




  





Postingan populer dari blog ini

Gaya Magnetik di Antara Dua Kawat Sejajar Berarus

Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan  kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat   sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.       CONTOH 5.5 Diketahui dua buah kawat sejajar dialiri arus I 1 = 10 A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan dan berjarak 10 cm. Tentukan gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat I 2 sepanjang 20 cm karena pengaruh I 1 ! Penyelesaian I1 =  10 A I2 =  20 A a  =  10 cm l = 20 cm = 0,2 m Gaya Lorentz I 2 oleh I 1 adalah : F = 4.10 -4 . 0,2 = 0,8 .10 -4 N LATIHAN 5.5 Dua kawat sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Kedua kawat dialiri arus masing-masing I 1 = 10A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan. Tentukan arah dan besar gaya Lorentz yang di

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali

Listrik Dinamis

LINK FISIKA || HOME || ARUS LISTRIK || BEDA POTENSIAL || HUKUM OHM || HAMBATAN LISTRIK || HUKUM KIRCHOFF || RANGKAIAN HAMBATAN || DAYA LISTRIK || PENGHEMATAN ENERGI ||