Pengertian Cahaya untuk Bocah

Cahaya memang banyak digunakan di berbagai bidang dan kegunaannya pun dapat dimanipulasi karena karakteristiknya yang istimewa. Komputer kuantum contohnya, menggunakan sifat probabilitas kuantumnya untuk meningkatkan kompleksitas sebuah komputer dengan ukuran kuantum. Contoh lainnya adalah ketika anak alay ngambil foto di tempat yang gelap dan, hmm, saya kira ga perlu dijelaskan. Tapi, apa itu cahaya?

Asal usul cahaya sudah menjadi perdebatan setengah panas para fisikawan dan filosofis jauh sebelum Nyonya Menir berdiri. Hingga saat ini, fisikawan setuju jika cahaya adalah sebuah gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang pada rentang spektrum visibel dan memiliki energi yang diskret yang dibawa oleh sesuatu yang disebut photon. Artinya, setiap photon memiliki energi tertentu dan energi ini tidak dibagi-bagi ke partikel yang lain seperti pada peluruhan beta, di mana energi diteruskan kepada neutrino atau anti-neutrino. Akan tetapi, photon tidak hanya membawa energi pada cahaya yang dapat kita lihat, tetapi juga dapat membawa energi pada spektrum elektromagnetik yang tidak dapat terdeteksi oleh mata manusia, seperti gelombang ultraviolet. Besar energi ini tergantung pada frekuensi oleh gelombang cahaya tersebut. Secara frekuensi berbanding terbalik dengan panjang gelombang, cahaya merah akan memiliki energi yang lebih kecil dibandingkan cahay ungu. Secara matematika, besar energi pada sebuah cahay diekspresikan melalui persamaan:

E=hf

Di mana E adalah energi, h adalah konstanta Plank, dan f adalah frekuensi gelombang tersebut. Konstanta Plank lah yang menunjukkan bahwa energi sebuah photon adalah diskret. Besar konstanta ini adalah 6.63x10^-34 J/Hz, mungkin salah satu konstanta terkecil di dalam duni fisika. Akan tetapi, pada saat Plank mempublikasikan penemuannya pada tahun 1901 ia menyatakan bahwa besar konstanta ini senilai 6.55x 10^-34 J/Hz. Nilai ini dapat diderivasikan melalui teori termodinamika dan entropi dengan aplikasi kalkulus, namun tidak akan saya perlihatkan di dalam post ini karena saya juga tidak mengerti. Akan tetapi melalui beberapa revisi dan beberapa konsiderasi tambahan, nilainya pun sedikit bergeser.

Jadi kesimpulannya, cahaya adalah energi yang dibawa oleh photon. Pada kondisi vacuum, photon ini memiliki kecepatan 3x10⁸ m/s. Besaran energi cahaya berbanding lurus dengan frekuensinya.