Percobaan Michelson-Morley dan Kegagalan
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
156
Analogi sederhana prinsip perhitungan yang dilakukan Michelson dan Morley adalah dengan pendekatan fisika klasik. Pendekatan tersebut
menganggap arah gerak relatif eter terhadap bumi sebagai aliran arus air sungai dan arah gerak cahaya sebagai gerakan perahu P dan Q yang
masing-masing bergerak sejajar dan tegak lurus arus air seperti gambar 9.4 berikut.
Kita asumsikan bahwa kecepatan relatif eter terhadap bumi adalah v. Dengan demikian, waktu yang ditempuh P bolak-balik untuk tetap
bergerak tegak lurus arus adalah:
P 2
2 2
2
2d d
c t 2
c v
v 1
c =
=
. . . 9.10
Waktu yang diperlukan Q untuk gerak bolak-balik sejajar arus adalah: t
Q
= d
d c
c v
v +
+
t
Q
= d
dc c
v c
v 1
c
2 2
2 2
2 2
= . . . 9.11
Perbandingan waktu tempuh P dan Q adalah:
P Q
t t
=
v c
2 2
1
. . . 9.12 Jika kecepatan cahaya diketahui dan perbandingan waktunya
diketahui maka v dapat dihitung. Pada percobaan Michelson–Morley sinar-sinar yang dipantulkan oleh
cermin M
1
dan M
2
pada interferometer akan ditangkap oleh detektor. Sinar- sinar tersebut membentuk pola interferensi bergantung pada selisih jarak
Gambar 9.4 Analogi percobaan Michelson dan Morley untuk menguji kebenaran teori eter
d v
c
P Q
d v + c
v – c c
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
157
tempuh cahaya. Jika jarak yang ditempuh cahaya dari kedua cermin ke M adalah sama maka selisih fase gelombang cahaya yang sampai adalah
ct
Q
– ct
P
. Jika jarak cermin M
1
dan M
2
ke cermin M adalah d, selisih jaraknya menjadi:
s = d
d v
v c
c
2 2
2 2
2 2
1 1
s = §
· ¨
¸ ©
¹
v d
c
1 2
2 2
2 1
. . . 9.13
Dengan bantuan binominal Newton a + b
n
akan kita peroleh: s = d
2 2
v c
. . . 9.14 Selisih jarak kedua sinar akan membentuk pola interferensi yang dapat
dilihat pada detektor. Jika seluruh alat diputar 90
o
terhadap sumbu vertikal, arah kecepatan eter v tidak berubah, tetapi sinar yang datang dari M
1
dan M
2
bertukar tempat. Hal ini menyebabkan terjadinya selisih jarak antara kedua sinar
tersebut dan seharusnya mengubah pergeseran letak interferensi maksimum. Kenyataan dari hasil eksperimen ini adalah tidak pernah
ditemukan pergeseran letak interferensi maksimum. Berdasarkan hasil eksperimen ini disimpulkan bahwa:
1. Teori eter alam gugur secara eksperimental.
2. Cahaya merambat ke segala arah dengan kecepatan sama, tidak
tergantung pada gerak pengamat.