Laju cahaya: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Add 3 books for Wikipedia:Pemastian (20211013sim)) #IABot (v2.0.8.2) (GreenC bot |
Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
||
| (18 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{infobox
| title = Laju
| image = [[Berkas:Earth to Sun - en.png|320px|alt=Jarak dari Matahari ke Bumi diperlihatkan sebagai 150 juta kilometer, perkiraan rata-rata. Ukuran sesuai skala.]]
| caption = [[Sinar matahari]] memerlukan sekitar 8 menit 17 detik untuk melalui jarak rata-rata dari permukaan [[Matahari]] ke [[Bumi]].<!-- (1 AU − 1 solar radius − 1 earth radius)/c = (149597871 − 695500 − 6371)/299792.458 = 496.66 s = 8 min 17 s -->
Baris 9:
| label3 = [[panjang Planck]] per [[waktu Planck]] <br/>(yaitu, [[satuan Planck]])
| data3 = 1
| header4 = Nilai kira-kira (sampai tiga angka
| label5 = [[kilometer per jam]]
| data5 =
| label6 = [[mil per detik]]
| data6 = {{val|186000}}
Baris 19:
| data8 = 173{{#tag:ref|Nilai eksak:<br/>({{val|299792458}} × 60 × 60 × 24 / {{val|149597870700}}) SA/hari|group="catatan"}}
| label9 = [[parsec]] per tahun
| data9 = 0
| header10 = Perkiraan waktu tempuh cahaya
| label11 = '''Jarak'''
| data11 = '''Waktu'''
| label12 = satu [[Kaki (satuan panjang)|kaki]]
| data12 = 1
| label13 = satu [[meter]]
| data13 = 3
| label15 = dari [[orbit geostasioner]] ke Bumi
| data15 = 119 [[milidetik
| label16 = panjang [[khatulistiwa]] Bumi
| data16 = 134
| label17 = dari [[Bulan]] ke Bumi
| data17 = 1
| label18 = dari [[Matahari]] ke Bumi (1 [[satuan astronomi|SA]])
| data18 = 8
| label20 = satu [[tahun cahaya]]
| data20 = 1
| label21 = satu [[parsec]]
| data21 = 3
| label22 = dari [[Proxima Centauri|bintang terdekat]] ke Matahari ({{nowrap|1
| data22 = 4
| label23 = dari galaksi terdekat ([[Galaksi Katai Canis Major|Canis Major]]) ke Bumi
| data23 =
| label24 = menyeberangi [[Bima Sakti]]
| data24 =
| label25 = dari [[Galaksi Andromeda]] ke Bumi
| data25 = 2
| label26 = dari Bumi ke batas [[alam semesta teramati]]
| data26 = 46
}}
'''Laju cahaya''' atau '''kecepatan cahaya''' disimbolkan dengan {{math|'''''c'''''}} adalah sebuah [[konstanta fisika]] universal yang penting dalam banyak bidang [[fisika]]. Nilai presisinya adalah
▲'''Laju cahaya''' atau '''kecepatan cahaya''' disimbolkan dengan {{math|'''''c'''''}} adalah sebuah [[konstanta fisika]] universal yang penting dalam banyak bidang [[fisika]]. Nilai presisinya adalah '''{{val|299792458|ul=meter per detik}}''' (kira-kira {{val|3.00|e=8|u=m/s}}), karena panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta ini dan [[Detik|standar internasional waktu]].<ref name="penrose">{{Cite book| last=Penrose|first=R| year=2004| title=[[The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe]]| pages=410–1| publisher=[[Vintage Books]]| isbn=9780679776314| quote=... the most accurate standard for the metre is conveniently ''defined'' so that there are exactly 299,792,458 of them to the distance travelled by light in a standard second, giving a value for the metre that very accurately matches the now inadequately precise standard metre rule in Paris. }}</ref> Kelajuan ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi, materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan segala [[partikel tak bermassa]] dan medan fisika, termasuk [[radiasi elektromagnetik]] dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah [[kelajuan gravitasi]] (kelajuan dari [[gelombang gravitasi]]). Partikel-partikel maupun gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan {{math|''c''}} tanpa tergantung pada sumber gerak maupun [[kerangka acuan inersial]] pengamat. Dalam [[teori relativitas]], {{math|''c''}} saling berkaitan dengan [[ruang waktu]]. Konstanta ini muncul pula pada persamaan fisika [[kesetaraan massa-energi]] {{math|1=''E'' = ''mc''<sup>2</sup>}}.<ref name=LeClerq>{{Cite book| last=Uzan|first=J-P|last2=Leclercq|first2=B| year=2008| title=The Natural Laws of the Universe: Understanding Fundamental Constants| url=http://books.google.com/?id=dSAWX8TNpScC&pg=PA43| pages=43–4| publisher=[[Springer (publisher)|Springer]]| isbn=0387734546 }}</ref>
Kelajuan cahaya yang merambat melalui [[bahan transparan|bahan-bahan transparan]] seperti gelas ataupun udara lebih lambat dari {{math|''c''}}. Rasio antara {{math|''c''}} dengan kelajuan {{math|''v''}} (kelajuan rambat cahaya dalam suatu materi) disebut sebagai [[indeks bias]] {{math|''n''}} material tersebut ({{math|1=''n'' = ''c'' / ''v''}}). Sebagai contohnya, indeks refraksi gelas umumnya berkisar sekitar 1,5, berarti bahwa cahaya dalam gelas bergerak pada kelajuan {{nowrap|''c'' / 1,5 ≈ {{val|200000|u=km/s}}}}; indeks refraksi udara untuk cahaya tampak adalah sekitar 1,0003, sehingga kelajuan cahaya dalam udara adalah sekitar {{val|299700|u=km/s}} (sekitar {{val|90|u=km/s}} lebih lambat daripada {{math|''c''}}).
Untuk berbagai tujuan praktis, cahaya dan gelombang elektromagnetik lainnya akan tampak untuk menyebar secara seketika, tetapi untuk jarak jauh dan pengukuran yang sangat sensitif, kelajuan terbatasnya memiliki efek yang nyata.
[[Ole Rømer]] pertama menunjukkan pada 1676 bahwa cahaya berjalan pada kecepatan yang terbatas (bukannya seketika) dengan mempelajari gerakan yang tampak dari bulan [[Jupiter]] [[Io]]. Pada tahun 1865, [[James Clerk Maxwell]] mengusulkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dan karena itu bergerak dengan kecepatan {{math|''c''}} yang muncul dalam teori elektromagnetismenya.<ref>{{cite web|title=How is the speed of light measured?|url=http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/measure_c.html}}</ref> Pada tahun 1905, [[Albert Einstein]] mendalilkan bahwa laju cahaya sehubungan dengan kerangka inersia independen dari gerakan sumber cahaya,<ref name="stachel">{{cite book|title=Einstein from "B" to "Z" – Volume 9 of Einstein studies|first1=JJ|last1=Stachel|publisher=Springer|year=2002|isbn=0-8176-4143-2|page=226|url=http://books.google.com/books?id=OAsQ_hFjhrAC&pg=PA226}}</ref> dan menjelajahi konsekuensi postulat dengan menurunkan [[teori relativitas khusus]] dan menunjukkan bahwa parameter {{math|''c''}} memiliki relevansi di luar konteks cahaya dan elektromagnetisme.
Baris 421 ⟶ 420:
|year=1987
|title=Optics
|url=https://archive.org/details/optics0000hech|page=[https://archive.org/details/optics0000hech/page/62 62]
|edition=2nd
|publisher=[[Addison-Wesley]]
Baris 663 ⟶ 662:
|work=refractiveindex.info
|accessdate =2010-03-14
}}</ref> memiliki indeks bias masing-masing sekitar 1,3, 1,5 dan 2,4 untuk cahaya tampak. Dalam bahan eksotis seperti [[kondensat Bose–Einstein]] di dekat [[nol mutlak]], laju efektif cahaya mungkin hanya beberapa meter per detik. Namun, ini merupakan penundaan yang disebabkan penyerapan dan pemancaran kembali antara atom-atom, begitu pula kelajuan cahaya yang lebih lambat dari ''c'' dalam zat materi lainnya. Sebagai contoh ekstrem dari "perlambatan" cahaya dalam materi, dua tim independen dari fisikawan mengaku menjadikan cahaya "berhenti sepenuhnya" dengan melewatkannya melalui kondensat Bose–Einstein dari unsur [[rubidium]], satu tim di [[Universitas Harvard]] dan [[Rowland Institute for Science]] di Cambridge, Mass., dan yang lainnya di [[Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics]], juga di Cambridge. Namun, deskripsi populer cahaya "berhenti" dalam percobaan ini hanya mengacu pada cahaya yang disimpan dalam keadaan tereksitasi dari atom, kemudian kembali dipancarkan pada waktu kemudian, karena dirangsang oleh pulsa laser kedua. Selama "berhenti," hal itu tidak lagi menjadi cahaya. Jenis perilaku ini umumnya benar secara mikroskopis di semua media transparan yang "memperlambat" laju cahaya.<ref>{{cite web|author=Harvard News Office |url=http://www.news.harvard.edu/gazette/2001/01.24/01-stoplight.html |title=Harvard Gazette: Researchers now able to stop, restart light |publisher=News.harvard.edu |date=2001-01-24 |accessdate=2011-11-08}}</ref>
Dalam bahan transparan, indeks bias umumnya lebih besar dari 1, berarti bahwa kecepatan fase kurang dari ''c''. Dalam bahan lain, adalah mungkin untuk indeks bias menjadi lebih kecil dari 1 untuk beberapa frekuensi; di beberapa bahan eksotis bahkan dimungkinkan untuk indeks bias menjadi negatif.<ref>{{Cite book
Baris 714 ⟶ 713:
|doi=10.1038/nature02176
|pmid=14668857
|arxiv = quant-ph/0311092 |bibcode = 2003Natur.426..638B }}</ref><ref>{{cite web
|last=Dumé
|year=2003
|title=Switching light on and off
Baris 722 ⟶ 721:
|work=[[Physics World]]
|publisher=Institute of Physics
|accessdate=2008-12-08
|archive-date=2008-12-05
}}</ref> Sebaliknya, kecepatan kelompok melebihi ''c'', juga telah ditunjukkan dalam percobaan.<ref>▼
|archive-url=https://web.archive.org/web/20081205051203/http://physicsworld.com/cws/article/news/18724
|dead-url=yes
▲ }}</ref> Sebaliknya, kecepatan kelompok melebihi ''c'', juga telah ditunjukkan dalam percobaan.<ref>
{{cite news
|last=Whitehouse|first=D
Baris 903 ⟶ 905:
|volume= 2| pages=397–98
}})<br>
Laporan yang diterbitkan dalam ''Journal des sçavans'' didasarkan pada laporan yang dibacakan oleh Rømer kepada [[Akademi Sains Prancis]] pada November 1676 [[#cohen-1940|(Cohen, 1940, p. 346)]].</ref> Ketika diukur dari Bumi, periode bulan yang mengorbit sebuah planet lebih pendek saat Bumi mendekati planet tersebut daripada ketika bumi sedang menjauhinya. Jarak yang ditempuh oleh cahaya dari planet (atau bulannya) ke Bumi lebih pendek saat Bumi berada pada titik di orbitnya yang paling dekat dengan planet dibandingkan saat Bumi berada pada titik terjauh di orbitnya, perbedaan jarak adalah [[diameter]] orbit Bumi mengelilingi Matahari. Perubahan yang diamati dalam [[periode orbit]] bulan disebabkan oleh perbedaan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melintasi jarak yang lebih pendek atau lebih panjang. Rømer mengamati efek ini untuk bulan terdalam [[Jupiter]] [[Io]] dan menyimpulkan bahwa cahaya memerlukan 22 menit untuk menyeberangi diameter orbit bumi.
[[Berkas:SoL Aberration.svg|jmpl|ka|Aberasi cahaya: cahaya dari sumber yang jauh tampak berasal dari lokasi yang berbeda untuk teleskop yang bergerak karena laju terbatas cahaya.|alt=Sebuah bintang memancarkan sinar cahaya yang menghantam obyektif teleskop. Sementara cahaya bergerak menuruni teleskop untuk lensa mata, teleskop bergerak ke kanan. Untuk cahaya tetap di dalam teleskop, teleskop harus miring ke kanan, menyebabkan sumber yang jauh untuk muncul di lokasi yang berbeda ke kanan.]]
Baris 926 ⟶ 928:
==== Satuan astronomi ====
Satuan astronomi (SA) adalah kira-kira jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari. SA didefinisikan kembali pada tahun 2012 sebagai persis {{val|149597870700|u=m}}.<ref name=AU_redef /><ref>{{cite journal|title=The International System of Units, Supplement 2014: Updates to the 8th edition (2006) of the SI Brochure|url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_supplement_2014.pdf|year=2014|publisher= International Bureau of Weights and Measures|page=14}}</ref> Sebelumnya SA tidak didasarkan pada [[Sistem Satuan Internasional]] tetapi dalam hal gaya gravitasi yang diberikan oleh Matahari dalam [[mekanika klasik]].{{#tag:ref|Satuan astronomi sebelumnya didefinisikan sebagai jari-jari orbit Newton sirkuler tidak terganggu mengelilingi Matahari dari partikel dengan massa infinitesimal, bergerak dengan [[frekuensi sudut]] {{gaps|0.017|202|098|95}} [[radian]] (sekitar {{frac|{{val|365.256898}}}} dari revolusi) per hari.<ref>{{SIbrochure8th|page=126}}</ref>|group="catatan"}} Definisi saat ini menggunakan nilai yang direkomendasikan dalam meter untuk definisi satuan astronomi sebelumnya, yang ditentukan oleh pengukuran.<ref name=AU_redef>{{cite journal|title=Resolution B2 on the re-definition of the astronomical unit of length|url=https://www.iau.org/static/resolutions/IAU2012_English.pdf|year=2012|publisher=International Astronomical Union}}</ref> Redefinisi ini analog dengan meter, dan juga memiliki efek menetapkan laju cahaya ke nilai yang tepat dalam satuan astronomi per detik (melalui laju cahaya yang tepat dalam meter per detik).
Sebelumnya, kebalikan dari {{math|''c''}} dinyatakan dalam detik per satuan astronomi diukur dengan membandingkan waktu untuk sinyal radio untuk mencapai pesawat ruang angkasa yang berbeda di Tata Surya, dengan posisi mereka dihitung dari efek gravitasi Matahari dan berbagai planet. Dengan menggabungkan banyak pengukuran tersebut, nilai terbaik untuk waktu cahaya per satuan jarak dapat diperoleh. Misalnya, pada tahun 2009, estimasi terbaik, yang disetujui oleh [[International Astronomical Union]] (IAU), adalah:<ref name="Pitjeva09">
Baris 1.150 ⟶ 1.152:
|accessdate=2015-09-25
|doi=10.1068/p6263
}}{{Pranala mati|date=November 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref> Menurut Galileo, lentera yang digunakannya adalah "pada jarak pendek, kurang dari satu mil." Dengan asumsi jarak tidak terlalu lebih pendek dari satu mil, dan bahwa "sekitar 1/30 detik adalah selang waktu minimum yang dapat dibedakan oleh mata telanjang", Boyer mencatat bahwa percobaan Galileo bisa dikatakan telah menetapkan batas bawah sekitar 60 mil per detik untuk kecepatan cahaya.|group="catatan"}}
|-
|<1667||[[Accademia del Cimento]], lentera tertutup || inkonklusif{{#tag:ref|Magalotti (1667, pp.[http://brunelleschi.imss.fi.it/cimentosite/ShowFullSize.asp?Image=FullSize/A0000283.JPG&Title=Pagina:%20265 265]–[http://brunelleschi.imss.fi.it/cimentosite/ShowFullSize.asp?Image=FullSize/A0000284.JPG&Title=Pagina:%20266 6]),<ref name=magalotti>{{citation
Baris 1.178 ⟶ 1.180:
|1907||Rosa and Dorsey, konstanta <abbr title="elektromagnetik">EM</abbr>||{{val|299710|30}}<ref name="Essen1948"/><ref name="RosaDorsey"/>
|-
|1926||[[Albert A. Michelson]], cermin berotasi||{{val|299796|4}}<ref>{{Cite journal| doi = 10.1086/143021| title = Measurement of the Velocity of Light Between Mount Wilson and Mount San Antonio| url = https://archive.org/details/sim_astrophysical-journal_1927-01_65_1/page/1| year = 1927| last1 = Michelson | first1 = A. A.| journal = The Astrophysical Journal| volume = 65| pages = 1| bibcode=1927ApJ....65....1M}}</ref>
|-
|1950||{{nowrap|Essen and Gordon-Smith}}, resonator rongga||{{val|299792.5|3.0}}<ref name="Essen1950"/>
Baris 1.243 ⟶ 1.245:
|year=2005
|title=Visual Communication: Images With Messages
|url=https://archive.org/details/visualcommunicat0000lest |pages=[https://archive.org/details/visualcommunicat0000lest/page/10 10]–11
|publisher=[[Thomson Wadsworth]]
|isbn=0-534-63720-5
Baris 1.396 ⟶ 1.398:
|page=40
|url=https://books.google.com/books?id=jKbVuMSlJPoC}} [https://books.google.com/books?id=jKbVuMSlJPoC&pg=PA40 Extract of page 40]
</ref> pada kelajuan yang sama dengan rasio Weber/Kohrausch di atas, dan menarik perhatian terhadap kedekatan numerik dari nilai ini dengan laju cahaya yang diukur oleh Fizeau, ia mengusulkan bahwa cahaya sebenarnya merupakan gelombang elektromagnetik.<ref name=maxwellbio>{{cite web |last1=O'Connor |first1=JJ |last2=Robertson |first2=EF |date=November 1997 |title=James Clerk Maxwell |url=http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Maxwell.html |publisher=School of Mathematics and Statistics, [[Universitas St Andrews]] |accessdate=2010-10-13 |archive-date=2011-01-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110128034939/http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Maxwell.html |dead-url=yes }}</ref>
=== Eter sebagai medium cahaya ===
Baris 1.429 ⟶ 1.423:
|year=2000
|title= Electrodynamics from Ampére to Einstein
|url=https://archive.org/details/electrodynamicsf0000darr |publisher=Clarendon Press
|isbn=0-19-850594-9}}</ref><ref>{{Cite book
|last=Galison |first=P
Baris 1.522 ⟶ 1.516:
}}</ref>
Pada tahun 2011, CGPM menyatakan niatnya untuk mendefinisikan ketujuh satuan pokok SI menggunakan apa yang disebut "formulasi konstanta eksplisit", di mana setiap "satuan didefinisikan secara tidak langsung dengan menentukan secara eksplisit nilai yang pasti untuk sebuah konstanta dasar yang diakui", seperti yang dilakukan untuk laju cahaya. CGPM mengusulkan kata-kata dari definisi meter yang baru, tetapi setara: "Meter, simbol m, adalah satuan panjang; besarnya diatur dengan menetapkan nilai numerik dari laju cahaya dalam ruang hampa untuk menjadi sama dengan secara eksak {{val|299792458}} bila dinyatakan dalam satuan SI {{nowrap|m s<sup>−1</sup>}}."<ref>[http://www.bipm.org/en/si/new_si/explicit_constant.html ''The "explicit-constant" formulation] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140811195806/http://www.bipm.org/en/si/new_si/explicit_constant.html |date=2014-08-11 }},'' BIPM 2011</ref> Ini adalah salah satu perubahan yang
*{{Cite web|last=Conover|first=Emily|author-link=Emily Conover|date=2 November 2016|title=Units of measure are getting a fundamental upgrade|url=https://www.sciencenews.org/article/units-measure-are-getting-fundamental-upgrade|access-date=6 February 2022|website=[[Science News]]|language=en-US}}
*{{Cite journal|last=Knotts|first=Sandra|last2=Mohr|first2=Peter J.|last3=Phillips|first3=William D.|date=January 2017|title=An Introduction to the New SI|url=http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/tpt/55/1/10.1119/1.4972491|journal=[[The Physics Teacher]]|language=en|volume=55|issue=1|pages=16–21|doi=10.1119/1.4972491|issn=0031-921X}}
*{{Cite web|date=11 May 2018|title=SI Redefinition|url=https://www.nist.gov/si-redefinition|access-date=6 February 2022|website=[[National Institute of Standards and Technology]]|language=en}}</ref>
== Lihat pula ==
Baris 1.582 ⟶ 1.579:
|year=1849
|title=Sur une expérience relative à la vitesse de propagation de la lumière
|url=
|journal=[[Comptes rendus de l'Académie des sciences]]
|volume=29
|pages=90–92, 132
|language=French
|access-date=2015-12-29
|archive-date=2011-06-13
|archive-url=https://web.archive.org/web/20110613224002/http://www.academie-sciences.fr/membres/in_memoriam/Fizeau/Fizeau_pdf/CR1849_p90.pdf
|dead-url=unfit
}}
* {{Cite journal
Baris 1.611 ⟶ 1.612:
|pages=71–77
}}
* {{Cite journal |first1=AA |last1=Michelson |first2=FG |last2=Pease |author2-link=Francis G. Pease |first3=F |last3=Pearson |author3-link=Fred Pearson (physicist) |title=Measurement of the Velocity of Light in a Partial Vacuum |url=https://archive.org/details/sim_astrophysical-journal_1935-07_82_1/page/26 |journal=[[Astrophysical Journal]] |volume=82 |pages=26–61 |year=1935 |doi=10.1086/143655 |bibcode=1935ApJ....82...26M }}
* {{Cite journal
|first=S |last=Newcomb |author-link=Simon Newcomb
Baris 1.646 ⟶ 1.639:
|year=1960
|title=Wave propagation and group velocity
|url=https://archive.org/details/wavepropagationg00bril_0|publisher=[[Academic Press]]
|isbn=
}}
| |||