Oleh: Ani Rachman, Guru SDN No.111/IX Muhajirin, Muaro Jambi, Provinsi Jambi
KOMPAS.com - Sejak zaman Yunani kuno hingga akhir abad ke-17, kebanyakan ilmuwan cenderung menganggap bahwa cahaya merambat dengan laju yang tak terhingga cepatnya.
Galileo melakukan sebuah eksperimen untuk membuktikannya, tetapi metode tersebut gagal karena masih kurangnya metode dan peralatannya.
Setelah masa tersebut banyak percobaan-percobaan untuk mengukur kecepatan cahaya. Terdapat lima metode atau cara untuk mengukur kecepatan cahaya yang digunakan sampai sekarang, di antaranya:
- Metode Romer
- Metode Roda Gigi Armand Fizeau
- Metode Cermin Putar
- Metode Michelson
- Metode Sel Kerr
Baca juga: Pembiasan Cahaya: Pengertian, Sifat, dan Hukumnya
Berikut penjelasannya:
Metode Romer
Ole Romer (1644-1710) memperhatikan bahwa kurun waktu munculnya kembali satelit pertama Jupiter dari balik Jupiter selalu berubah-ubah, bergantung pada jarak antara Jupiter dan Bumi. Ternyata dalam waktu 1 tahun, perbedaannya adalah sekitar 22 menit.
Romer kemudian menafsirkan bahwa 22 menit tersebut adalah waktu yang diperlukan oleh cahaya untuk memengaruhi garis tengah edaran bumi mengelilingi Matahari. Dari pengandaian tersebut romer memperoleh kecepatan cahaya, yaitu c= 214.000 km/det.
Metode Roda Gigi Armand Fizeau
Armand Fizeau (1819-1896) mengukur kecepatan cahaya dengan cara mengukur waktu tempuh cahaya yang jatuh dan kemudian memantul dari sebuah cermin yang jaraknya kurang lebih 9 kilometer atau 5,5 mil.
Berkas cahaya tersebut sebelumnya diganggu dengan roda gigi yang bergigi 720 buah. Pada kecepatan roda gigi tertentu setelah cahaya dihalangi oleh sebuah gigi, denyut cahaya yang telah melewati jarak 2x9 km akan tetap diloloskan oleh celah antara gigi berikutnya.
Pada kecepatan setengah kecepatan putaran tersebut, Fizeau sama sekali tidak melihat pantulan cahaya.
Pada kecepatan 2 kali kecepatan putaran tersebut, ia akan melihat kembali pantulan tersebut. Kecepatan cahaya yang diperoleh melalui percobaan tersebut adalah c = 315.000 km/det.
Metode ini digunakan untuk mengukur kecepatan cahaya bergantung pada jalur cahaya yang sangat panjang agar hasilnya akurat. Oleh karena itu, metodenya hanya dapat digunakan di udara.
Baca juga: Cara Bintang Menghasilkan Cahaya
Metode Cermin Putar
Pada tahun 1850, Jean L Foucault seorang ilmuwan Prancis menggunakan metode cermin putar. Dalam percobaan tersebut seberkas cahaya menembus skala yang meningkat dan kemudian mengenai cermin yang sedang berputar.
Cermin yang berputar tersebut memantulkan cahaya ke arah seperangkat cermin yang tidak berputar, yang menyebabkan berkas cahaya terpantul ke sana kemari dalam jalur yang berkelok-kelok.
Pada saat cahaya selesai menempuh perjalanan dan kembali ke cermin yang berputar, cermin kembali memantulkan berkas cahaya tersebut ke sumbernya, tetapi melalui jalur yang berbeda.
Percobaan Foucault diatur sedemikian rupa sehingga perubahan kecil jalur cahaya dapat dilihat dan diukur.
Melalui percobaan ini Foucault memperoleh kecepatan cahaya c = 298.000 km/det, nilai ini berselisih kurang dari satu persen dari nilai yang diterima umum.
Pada metode Foucault, jalur cahaya lebih pendek ini memungkinkan Foucault menguji kecepatan cahaya di dalam zat-zat kasat mata selain udara.
Baca juga: Cahaya: Pengertian, Sifat, dan Contohnya
Metode Michelson
Dalam percobaannya Michelson menggunakan sistem pemantul berupa dua cermin cekung dan satu cermin datar kecil. Dia bekerja antara dua puncak gunung yang berjarak 35 km. Nilai terakhir yang ia peroleh kecepatan cahaya c = 299.863 km/det.
Setelah Michelson, Pearson, dan Pease melakukan hampir 3.000 pengukuran dalam kurun waktu 1931-1933 menggunakan metode Michaelson, dan memperoleh rata-rata kecepatan cahaya c = 299.774 km/det.
Metode Sel Kerr
Sel Kerr adalah dua lempeng logam sejajar, yang di tengahnya diisi dengan nitrobenzena. Sistem ini diletakkan dalam sel kaca yang tembus cahaya.
Nitrobenzena cair akan memutar bidang polarisasi jika berada dalam medan listrik. Sebuah prisma Nichol akan menghasilkan berkas cahaya terpolarisasi. Berkas ini dilewatkan Sel Kerr dan dibiarkan menempuh jarak sejauh 33 meter sebelum dipantulkan.
Berkas pantulan akan menembus Sel Kerr lain dan sebuah prisma Nichol sebelum jatuh pada layar.
Baca juga: Peranan Cahaya Matahari dalam Ekosistem
Kedua Sel Kerr diberi tegangan dari satu sumber arus bolak-balik. Alat ini pada dasarnya mirip roda gigi Fizeau (sebagai ganti roda gigi digunakan sepasang Sel Kerr yang diaktifkan oleh satu sumber arus bolak-balik yang frekuensinya dapat diubah-ubah) waktu yang diperlukan cahaya untuk melalui jarak 2x33 m= 66 meter sama dengan periode siklus arus bolak-balik.
Selain metode-metode tersebut untuk mengukur kecepatan cahaya digunakan metode berdasarkan pengukuran panjang gelombang.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.