Fisika SMAMA XII
272
2. Percobaan Michelson dan Morley
Pada mulanya sesuai dengan teori gelombang dari Huygens bahwa gelombang memerlukan medium rambatan-
nya untuk mencapai suatu tempat dan setelah Maxwell menyatakan bahwa cahaya tidak lain adalah gelombang
elektromagnetik, maka para pakar fisika abad ke-19 segera melakukan berbagai usaha untuk mempelajari sifat zat
perantara sebagai rambatan gelombang elektromagnetik. Para pakar mengajukan hipotesis medium yang dinamakan
eter yang terdapat meskipun di ruang hampa .
Pada tahun 1887, Michelsone dan Morley dua orang
ilmuwan Fisika berkebangsaan Amerika mengukur kelajuan eter dengan menggunakan
interferometer. Hakekat percobaan ini membandingkan kelajuan cahaya sejajar dan tegak lurus
pada gerak bumi mengelilingi matahari. Andaikan eter itu diam di alam semesta ini diharapkan ada kelajuan relatif eter
terhadap bumi yang bergerak mengelilingi matahari. Percobaan ini berdasarkan prinsip penjumlah vektor, dengan
menggunakan penalaran gerak perahu yang menyeberangi sungai sebagai berikut.
Gambar 9.2
Gerak perahu menyeberangi sungai, perahu A bergerak tegak lurus arus sungai dan perahu B sejajar dengan arus sungai
Perahu A bergerak menyeberangi sungai dalam lintasan tegak lurus sungai dan perahu B bergerak dengan lintasan
sejajar arus sungai. Dengan membandingkan waktu yang di- perlukan untuk menempuh jarak pulang pergi dalam lintasan
tegak lurus arus sungai dan waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan yang sejajar arus sungai dalam jarak yang
sama yaitu d seperti pada Gambar 9.2. Jika kecepatan perahu
itu c, dan kecepatan aliran sungai adalah v.
Perahu A Perahu A
d Perahu B
c + v
c – v Perahu B
d C
V C
V
Di unduh dari : Bukupaket.com
273
Fisika SMAMA XII
Kecepatan sesungguhnya perahu A menempuh lintasan adalah
, sehingga waktu yang diperlukan untuk me- nempuh lintasan A adalah :
.... 9.5 Untuk perahu B, kecepatan perahu sesungguhnya saat
mengikuti arus adalah c + v dan saat menentang arus adalah
c – v, sehingga waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan adalah :
.... 9.6 Sehingga diperoleh perbandingan:
.... 9.7
Apabila kecepatan perahu c diketahui dan dapat diukur,
maka v dapat dihitung.
Michelson dan Morley adalah perintis yang menggunakan contoh sederhana tersebut di atas untuk mencoba mengukur
kecepatan aliran eter, bila memang eter itu ada. Perahu A dan perahu B diganti dengan pasangan berkas cahaya yang berasal
dari satu sumber, yang satu dipantulkan dan yang lain diteruskan oleh gelas setengah cermin seperti tampak pada
Gambar 9.3
. Masing-masing berkas cahaya itu dipantulkan oleh
cermin C
1
dan C
2
yang letaknya terhadap gelas setengah cermin. Berkas-berkas cahaya ini menggantikan peran perahu
A dan B. Apabila kecepatan cahaya itu sebesar 3 × 10
8
ms dan kecepatan eter relatif terhadap bumi sama dengan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
274
kecepatan tangensial bumi mengelilingi matahari yaitu sebesar 3 × 10
4
ms sehingga diharapkan ada selisih waktu
antara t
A
dan t
B
. Adanya selisih waktu itu diharapkan antara gelombang cahaya
yang berasal dari pantulan cermin C
1
dan C
2
akan timbul perubahan pola- pola hasil interferensi yang terjadi pada
layar pengamatan. Akan tetapi selama percobaan tidak pernah teramati
adanya perubahan pola-pola interferensi yang terjadi. Hal ini menunjukkan
bahwa tidak ada perbedaan waktu antara t
A
dan t
B.
Berdasarkan percobaan ini Michelson dan Morley menyimpulkan bahwa :
- Hipotesa tentang eter itu tidak
benar, eter itu tidak ada. -
Kecepatan cahaya adalah sama untuk ke segala arah, tidak
tergantung pada kerangka acuan inersial.
Gambar 9.3
Percobaan interferometer Michelson - Merley
C
1
C
2
berkas cahaya
Gelas setengah cermin
Layar pengamatan Aliran eter
B. Teori Relativitas Einstein
Kategori