Fisika Modern

Christian Huygens, berpendapat tentang “teori eter alam” : bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi. Jadi untuk merambat membutuhkan medium perantara, yang disebut eter.

Pada tahun 1887 Michelson dan Morley mengadakan percobaan-percobaan yang sangat cermat, hasilnya sangat mengejutkan, karena adanya eter tidak dapat dibuktikan dengan percobaan.

Hasil percobaan Michelson dan Morley menunjukkan; hipotesa tentang medium eter tidak dapat diterima sebagai teori yang benar, sebab medium eter tidak dapat dibuktikan dan kecepatan cahaya adalah sama dalam segala arah, tidak bergantung kepada gerak bumi.

AZAS RELATIVITAS EINSTEIN
Pada tahun 1905, mempubilkasikan makalah berjudul”Elektrodinamika benda bergerak” yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama:
Postulat Einstein
  1. Prinsip relativitas (postulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sama untuk setiap kerangka acuan, baik kerangka acuan yang diam maupun kerangka acuan yang bergerak.
  2. Einstein mengusulkan bahwa kecepatan cahaya yang besarnya sama ke segala arah itu berlaku ditempat-tempat lain dalam alam semesta ini. Tegasnya kecepatan cahaya adalah sama, tidak bergantung kepada gerak sumber cahaya maupun pengamatnya.

Teori Einstein membawa akibat-akibat yang sangat luas dirasakan agak menyimpang dari pengalaman-pengalaman yang kita peroleh sehari-hari sebagai Efek dari Relativitas Khusus. Diantaranya adalah :
  1. Kecepatan relatif
  2. Dilatasi waktu (termasuk “paradok kembar” yang terkenal)
  3. Konstraksi panjang ( konstraksi Lorentz)
  4. Massa relativistik
  5. Energi kinetik relativistik
  6. Energi total relativistik
  7. Momentum relativistik
  8. Efek Doppler relativistk
  9. Simultanitas dan sinkronisasi waktu

  10. Akibat Postulat Einstain

    Pada postulat Einstain telah dijalaskan bahwa besaran yang tetap dan sama untuk semua pengamat hanyalah kecepatan cahaya berarti besaran lain tidaklah sama. Besaran-besaran itu diantaranya adalah kecepatan relatih benda, panjang benda, waktu, massa dan energi.
    Kecepatan relatif

     

    Perhatikan Gambar di atas. Jika ada sebuah pesawat (acuan O’) yang bergerak dengan kecepatan v terhadap bumi (acuan O) dan pesawat melepaskan bom (benda) dengan kecepatan tertentu maka kecepatan bom tidaklah sama menurut orang di bumi dengan orang di pesawat. Kecepatan relatif itu memenuhi persamaan berikut.
  11. Dengan:

    vx  = kecepatan benda relatf terhadap pengamat diam (m/s)

    vx’ = kecepatan benda relatif terhadap pengamat bergerak (m/s)

    v  = kecepatan pengamat bergerak (O’) relatf terhadap pengamat diam (O)

    c    = kecepatan cahaya

    jadi relatifitas itu apa ?


    Kontraksi Panjang 
    Sebuah benda diam tampak lebih panjang jika diukur oleh pengamat yang diam terhadap benda, sedangkan untuk pengamat yang bergerak relatif terhadap benda, maka panjang benda tampak lebih pendek. Dalam hal ini, dengan kecepatannya dapat dikatakan mengalami penyusutan dan keadaan ini disebut kontraksi panjang atau kontraksi Lorentz. Hubungan antara benda yang diam (L0) dengan panjang benda yang sedang bergerak (L) dapat diturunkan dari persamaan transformasi Lorentz, sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut.

Dilatasi Waktu
Selain mengkaji fenomena kontraksi panjang, teori relativitas juga mengkaji fenomena yang berkaitan dengan besaran waktu. Hubungan antara waktu yang diukur oleh pengamat yang diam (t0) dengan waktu yang diukur oleh pengamat yang bergerak (t) dengan kecepatan v adalah sebagai berikut.

 

  

Massa dan Energi Relatif
Perubahan besaran oleh pengamat diam dan bergerak juga terjadi pada massa benda dan energinya.

 
 
 

Momentum  

Perubahan pada kecepatan relativistik juga terjadi pada momentum di berikan persamaan sebagai berikut ;

 
Dari uraian di atas dapat kita simpulkan pada pembahasan fisika moder ini persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut ;