Menghitung Laju Cahaya

Usaha serius pertama untuk mengukur laju cahaya dilakukan oleh Galileo dengan mencoba mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh lintasan tertentu antara dua puncak bukit, yang jaraknya telah diketahui. Ia mendapatkan seorang asisten di satu puncak, dan dia sendiri berada di puncak yang lain, dan memerintahkan asistennya untuk mengangkat tutup lampu pada saat ia melihat cahaya dan saat ia menerima cahaya dari lampu asistennya. Waktu yang terukur demikian singkat sehingga Galileo menyimpulkannya lebih sebagai waktu reaksi manusia,dan bahwa laju cahaya pasti sangat tinggi.

Keberhasilan pertama dalam memastikan bahwa laju cahaya itu berhingga dibuat oleh seorang astronom Denmark, Ole Roemer (1644-1710). Roemer mencatat bahwa pengukuran yang seksama terhadap periode Io, salah satu satelit Jupiter (periode rata-ratanya 42,5 jam untuk mengorbit Jupiter 1 kali), mengalami perubahan kecil, tergantung pada gerakan relatif antara Bumi dan Jupiter. Ketika bumi begerak menjauhi Jupiter, periode satelit tersebut sedikit lebih panjang, dan ketika bumi bergerak mendekati Jupiter, periode satelit tersebut sedikit memendek. Ia mencatat perbedaan ini sebagai tambahan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh pertambahan waktu yang dibutuhkan untuk menempuh pertambahan waktu tempuh cahaya ketika kedua planet tersebut saling mendepat. Roemer menyimpulkan bahwa laju cahaya itu � walaupun sangat besar � terhingga.

Sejak itu sejumlah teknik digunakan untuk mengukur laju cahaya. Yang terpenting di antaranya adalah yang digunakan oleh ilmuan Amerika, Albert A. Michelson (1852-1931). Michelson menggunakan perangkat cermin putar yang tergambar di gambar A untuk melakukan serentetan eksperimen berketelitian tinggi yang dilakukaknnya dari tahun 1880 hingga 1920-an. Cahaya dari suatu sumber diarahkan ke salah satu permukaan carmin-putar bersegi delapan. Cahaya pantul merambat menuju cermin diam yang berada pada jarak yang jauh dan kembali lagi seperti terlihat pada gambar. Jika cermin putar berputar dengan kelajuan yang tepat, berkas sinar baliknya akan dipantulkan oleh salah satu permukaan cermin menuju teleskop kecil tempat pengamat. Jika kecepatan putaran berbeda sedikit saja, cahaya akan menyimpang dan tidak terlihat oleh pengamat. Dari kecepatan yang diperlukan oleh cermin putar dan jarak terhadap cermin diam, laju cahya dapat dihitung. Di tahun 1920-an, michelson memasang cermin putar tersebut di puncak gunung Wilson di Kalifornia Selatan dan cermin diamnya di gunung Baldy (gunung San Antonio) yang berjarak 35 km. Kemudian ia mengukur laju cahaya di dalam ruang hampa dengan menggunakan tabung hampa yang panjang.
gambar A :

Nilai yang diterima saat ini untuk laju cahaya c , diruang hampa adalah c = 2,99792458 x 108 m/s.
Kita bisa membulatkan nilai ini menjadi c = 3 x 108 m/s.
Jika kita tidak membutuhkan hasil dengan ketelitian ekstrim. Di udara, kecepatannya hanya berkurang sedikit sekali.

Share: