I Wayan Suindhia, S.Pd.
Guru SMA Negeri 1 Petang
wayansuindhia68@gmail.com
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Cahaya memiliki sifat-sifat yaitu: 1) merambat lurus; 2) dapat dibiaskan (refraksi); 3) dapat diserap (absorpsi); 4) menembus benda bening; 5) dapat di pantulkan (refleksi); 6) dapat disearahkan (polarisasi); 7) dapat dilenturkan (difraksi). Spektrum gelombang elektromagnetik tersusun atas gelombang radio, sinar infra merah, gelombang mikro, sinar ultraviolet, cahaya tampak, Gsinar gamma dan sinar-X. Gelombang cahaya sudah dipakai dalam kehidupan sehari-hari seperti: 1) sinar gamma banyak digunakan dalam bidang pengobatan, seperti diagnosiss dan terapi kanker; 2) radar sebagai alat batumendeteksi keberadaan atau posisi, kecepatan dan arah benda dari jarak tertentu; 3) sinar-X membantu tenaga medis melakukan pemeriksaan terhadap kondisi pasien tanpa melalui pembedahan lebih dulu.
Suatu eksperimen dilakukan pada akhir abad ke-19 untuk mengamati fenomena radiasi. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa cahaya yang menumbuk permukaan logam tertentu menyebabka elektron terlepas dari permukaan logam tersebut. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Fotolistrik dan elektron yang terlepas disebut sebagai fotoelektron. Skema eksperimen yang dilakukan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Cahaya sebagai partikel hal ini dikemukakan oleh Max Plank bahwa cahaya yang dipancarkan merupakan paket paket energi (kuanta energi) yang disebut foton. Setiap paket memiliki energi (foton) menurut Max Plank sebesar hf , ditulis E = hf = hc/λ dimana: h = konstanta Max Plank = 6,63 x 10-34 (J.s), c = laju cahaya (m/s), E = energi foton (joule), λ = panjang gelombang cahaya (m). Karena bersifat sebagai partikel maka gelombang cahaya memiliki momentum.
Efek compton merupakan peristiwa terhamburnya foton atau sinar X saat menumbuk elektron diam menjadi foton terhambur dan elektron. Efek compton di ungkapkan oleh ilmuwan bernama Compton berdasarkan eksperimennya pada tahun 1923.
Compton berdasarkan eksperimennya mendapatkan hubungan panjang geombang yang terhabur dengan panjang glombang yang datang menumbuk electron ditulis sebagai berikut:
λ’- λ = (1- cosᵠ)
Keterangan:
λ=Panjang gelombang sinar-X sebelum tumbukan (m)
λ’= panjang gelombang sinar X sesudah tumbukan (m)
m0 = massa diam elektron (9,1 x 10-31 kg)
h = konstanta Planck (6,625 x 10-34 Js)
c = kecepatan cahaya (3 x 108 ms-1)
ᵠ = sudut hamburan sinar X terhadap arah awal (radian atau derajat)
Dalam mempelajari partikel dan gelombang, ada yang disebut dengan hipotesis de Broglie. Dalam hipotesis de Broglie menyatakan bahwa setiap partikel yang memiliki momentum linear dapat berperilaku sebagai gelombang.
Hipotesis de Broglie berbunyi: bahwa setiap partikel materi yang memiliki momentum linear dapat berperilaku sebagai gelombang.
Jadi dapat disimpulkan bahwa: Cahaya dapat bersifat sebagai gelombang dan dapat bersifat sebagai partikel, hal ini menyebabkan cahaya bersifat mendua yang dikenal dengan dualisme gelombang partikel.
