KECEPATAN CAHAYA

Rara Amita Putri (140310120042)

Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Padjadjaran

02 Desember 2014

Asisten : Purwansah Winada

Abstrak Kecepatan cahaya menjadi suatu besaran dengan nilai yang sering dijadikan tolak ukur untuk setiap

kecepatan benda yang ada pada permukaan bumi. Kecepatan cahaya yang memiliki nilai konstan saat berada

di udara menimbulkan ketertarikan untuk diketahui. Dengan melakukan eksperimen sederhana dengan

menggunakan osiloskop, emitter, detector dan cermin bisa dibuktikan kebenaran besarnya kecepatan cahaya yaitu 2.997 x108 m/s. Berdasarkan eksperimen yang dilakukan diperoleh besar kecepatan cahaya yaitu 2.94

x108 m/s. Jika dibandingkan dengan literaturnya diperoleh KSR sebesar 2.08%. Dari eksperimen ini dapat

disimpulkan bahwa nilai kecepatan cahaya di udara berada pada nilai yang konstan berapapun jarak yang ditempuhnya.

Kata kunci : kecepatan cahaya, udara, konstan.

I. Pendahuluan Cahaya sebagai gelombang

elektromagnetik melengkapi kekuasaaan

Tuhan Yang Maha Kuasa. Cahaya sebagai

komponen alam ini meiliki kecepatan terbesar

di muka bumi karena cahaya bebas dari

pengaruh kecepatan kecepatan relatif. Nilai kecepatan cahaya tersebut selalu konstan dan

menjadi tolak ukur bagi semua kecepatan

benda. Kecepatan cahaya berubah hanya

tergantung pada medium yang dilewatinya

saja. Sehingga besar kecepatan cahaya terbesar

adalah pada saat cahaya berada di udara. Atas

dasar ini perlu adanya eksperimen yang

membuktikan bahwa kecepatan cahaya

memang berada pada nilai konstan. Tujuan

utama dari eksperimen ini adalah menentukan

cepat rambat cahaya di udara.

II. Teori Dasar Kecepatan cahaya dalam ruang hampa

merupakan salah satu konstanta dasar alam.

Setelah diukur, kecepatan cahaya berada

dalam nilai konstan. Dalam istilah yang lebih

tepat bahwa kecepatan cahaya adalah bebas

dari kecepatan kecepatan relatif. Penelitian mengenai sumber cahaya

pertama kali dipresentasikan oleh Albert

Einstein dalam teori relativitas khusus.

Penetapan kecepatan cahaya pada batasan

tertinggi untuk sebuah kecepatan diberikan

oleh beberapa efek. Beberapa data yang sangat

akurat dari pengukuran cahaya yaitu dibuat

oleh A. A. Michelson antara tahun 1926 dan

1929 dengan menggunakan metode yang

sangat mudah. Berdasarkan pengukuran

tersebut diperoleh 2.99712 x108 m/s saat di

udara.[1]

Dalam eksperimen ini cahaya ditinjau

sebagai gelombang elektromagnetik yang

merambat dalam suatu medium memiliki cepat

rambat yang besarnya bergantung pada indeks

bias medium. Persamaan untuk mengukur

cepat rambat cahaya yaitu :

c =X

t (1)

Dimana X adalah panjang lintasan dan t adalah waktu tempuh cahaya.

Dalam eksperimen ini pengukuran

waktu temput cahaya dihitung dari beda fasa

() yang terjadi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada osiloskop. Gelombang

berasal dari laser yang memiliki periode yang

sama.[2] Sehingga beda fase yang dimaksud

adalah

.T = t2 - t1 ..(2)

III. Percobaan Alat dan Bahan

Gambar 1. Susunan alat percobaan

Metode Eksperimen

Proses pencarian data yang dilakukan

adalah berupa pencarian data utama L1 dan L2

sebagai jarak tempuh gelombang cahaya dan

beda fasa yang diperoleh dari osiloskop. Beda

fasa tersebut kemudian diubah menjadi t sebagai waktu tempuh total gelombang

cahaya. Data ini diperoleh dengan

menghubungkan osiloskop dengan emitter.

Kemudian sinar laser emitter dikenakan pada

cermin sehingga terbentuk sinar pantul yang

dikenakan pada detector yang sudah terhubung

dengan osiloskop. Emitter dan detector yang

terhubung dengan osiloskop membentuk

gelombang sinusoida yang terlihat pada layar.

Dua gelombang inilah yang diukur beda

fasanya dan diubah menjadi waktu tempuh.

IV. Data dan Analisis Data Percobaan

Tabel 1. Data Hasil Eksperimen

X

(m) t (s) c (m/s)

c (m/s)

KSR

(%)

1.885 6.4 x10-9 2.95 x108

2.9

4 x

10

8

2.08

1.747 6.2 x10-9 2.82 x108

1.69 5.8 x10-9 2.91 x108

1.632 5.6 x10-9 2.91 x108

1.555 5.2 x10-9 2.99 x108

2.036 6.8 x10-9 2.99 x108

1.984 6.6 x10-9 3.01 x108

2.176 7.4 x10-9 2.94 x108

2.202 7.6 x10-9 2.90 x108

Grafik 1

Analisa Percobaan

Berdasarkan data pada tabel 1 diperoleh

nilai kecepatan cahaya rata rata sebesar 2.94 x108 m/s. Data X dan t menunjukkan bahwa X berbanding lurus dengan t. Hal ini telah sesuai dengan teori GLB atau gerak lurus

berubah beraturan yang menunjukkan bahwa

kecepatan cahaya konstan dan tidak

mengalami percepatan. Besarnya sudut tidak akan memberikan pengaruh apapun terhadap

cepat rambat cahaya. Sudut hanya akan mengubah arah pantulan sinar laser sehingga

terjadi variasi jarak tempuh yang berbeda beda. Dari grafik X terhadap t dapat dilihat bahwa hubungan antara X dan t yang berbanding lurus semakin jelas (garis kuning).

Terlihat bahwa semakin besar t maka X pun akan semakin besar. Hanya disayangkan pada

grafik jika dilihat dari plot data atau bukan

garis lurus terbaiknya garis yang terbentuk

tidak linier. Ada beberapa data berada di luar

garis linier. Hal ini disebabkan oleh sinar yang

dipantulkan dari cermin tidak tepat berada di

pusat detector sehingga gelombang pada

osiloskop akan memiliki beda fasa yang tidak

akurat. Selain itu kesalahan yang terjadi dalam

perhitungan t yang belum terlalu akurat karena osiloskop yang digunakan berupa

osiloskop analog yang ketelitiannya rendah.

Sehingga nilai KSR yang diperoleh dari

keseluruhan eksperimen sebesar 2.08%.

V. Simpulan Kecepatan cahaya akan bernilai konstan,

antara L1 dan L2 tidak memberikan pengaruh apapun terhadap besarnya kecepatan cahaya.

Hubungan antara X dan t adalah berbanding lurus sehingga pada grafik diperoleh grafik

linier. Grafik ini menunjukan berlakunya teori

GLB dalam eksperimen karena cahaya tidak

mengalami percepatan. Kecepatan cahaya

yang diperoleh dari eksperimen adalah 2.94

x108 m/s.

Dafta Pustaka

[1] Noor, Iqlima A.D.____. Speed of Light.

http://slideshare.net (diakses 18 November

2014 pukul 00.07 WIB)

[2] Nugraha, Romi. 2013. Kecepatan Cahaya.

http://nugraharomi.blogspot.com (diakses 17

November 2014 pukul 11.30 WIB)

[3] file.upi.edu/direktori/ (diakses 17

November 2014 pukul 11.32 WIB)

y = 3E-09x + 1E-10R = 0.9752

0

2E-09

4E-09

6E-09

8E-09

0 0.5 1 1.5 2 2.5

X (

m)

t (s)

Grafik X - t