Cahaya: Perbezaan antara semakan

{{Pengesahan}}

 

 

Cahaya diperlukan dalam kehidupan seharian. [[Matahari]] ialah sumber cahaya yang utama. [[Tumbuhan]] hijau memerlukan cahaya untuk membuat makanan. Tumbuhan hijau ini akan menjadi makanan kepada [[haiwan]] lain yang akan menjadi makanan kepada haiwan lain pula. Interaksi ini membentuk [[rantaian makanan]]. Haiwan yang makan [[tumbuhan]] sahaja dikenali sebagai haiwan [[maun]]. Haiwan yang makan daging sahaja dikenali sebagai haiwan [[maging]]. Haiwan yang makan tumbuhan dan daging dikenali sebagai haiwan [[maserba]].

Sifat-sifat cahaya ialah cahaya bergerak lurus ke semua arah. Buktinya ialah sebuah mentol yang menyala dapat dilihat dari sebarang penjuru dalam sebuah bilik gelap. Apabila cahaya terhalang, bayang akan terhasil disebabkan cahaya yang bergerak lurus tidak dapat melencong. Bagaimanapun, cahaya dapat dipantulkan. Keadaan ini disebut sebagai [[pantulan cahaya]].

 

 

Cahaya dipesongkan apabila bergerak secara serong melalui medium yang berlainan seperti melalui udara melalui [[kaca]] melalui [[air]]. Keadaan ini disebut sebagai [[pembiasan cahaya]]. Cahaya bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui [[air]]. Cahaya juga bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui [[kaca]]. Oleh itu cahaya yang bergerak secara serong dipesongkan apabila melalui dua medium yang berbeza. Cahaya yang bergerak lurus melalui medium yang berbeza tidak dibiaskan.

 

 

Pantulan cahaya lebih baik dan teratur pada permukaan yang rata. Pantulan cahaya berselerak pada permukaan yang tidak rata. Dengan itu, cermin dan permukaan air yang jernih serta tenang ialah pemantul cahaya yang baik. Sifat ini membolehkan objek kelihatan jelas apabila dilihat dalam cermin.

# Kanta pembesar

# Mikroskop

 

[[Fail:Prism_rainbow_schema.png|thumb|kiri|250px|Rajah spektrum cahaya]]

Cahaya putih [[matahari]] terdiri daripada tujuh [[warna]] iaitu:

# [[Hijau]]

# [[Biru]]

 

 

 

 

 

[[Isaac Newton]] mencadangkan dalam bukunya ''Hypothesis of Light'' pada [[1675]] bahawa cahaya terdiri daripada zarah halus (partikel jirim) yang memancar pada semua arah dari sumbernya. Teori ini boleh digunakan untuk menghujahkan [[pantulan cahaya]], tetapi cuma boleh menerangkan [[pembiasan cahaya|pembiasan]] secara tidak sebetulnya dengan menganggap bahawa cahaya menjadi lebih laju semasa memasuki [[medium]] yang lebih tumpat kerana daya tarikan [[graviti]] adalah lebih kuat.

 

 

Dalam tahun 1845, Michael Faraday mendapati bahawa sudut pengutuban sinaran cahaya yang melalui bahan pengutub boleh diubah menggunakan medan magnet. Sifat ini merupakan bukti pertama bahawa cahaya berkait dengan keelektromagnetan. Pada tahun 1847, Faraday mengusulkan bahawa cahaya ialah getaran elektromagnet frekuensi tinggi yang boleh merambat walaupun dalam ketiadaan medium seperti eter.

 

 

Kelajuan cahaya malar yang diramalkan dalam persamaan Maxwell adalah bertentangan dengan hukum mekanikal pergerakan yang tidak pernah disanggah semenjak zaman Galileo, yang menyatakan bahawa semua kelajuan adalah relatif kepada kelajuan pemerhati. Penyelesaian kepada pertentangan ini akan dijumpai oleh Albert Einstein.

 

Ia telah dibangunkan pada kurun ke-19 oleh [[Max Planck]], yang mencadangkan pada tahun [[1900]] bahawa sinaran cahaya terdiri daripada paket ([[kuantum]]) tenaga yang dikenali sebagai [[foton]]. [[Anugerah Nobel|Jawatankuasa Nobel]] menghadiahkan Planck Anugerah Fizik pada [[1918]] untuk kerja-kerja beliau dalam penemuan [[kuantum|teori kuantum]], walaupun beliau bukannya orang yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.

 

 

 

Cahaya tampak ialah sebahagian daripada spektrum yang mempunyai [[panjang gelombang]] antara lebih kurang 400 [[nanometer]] (kependekannya ialah ''nm'') dan 800 nm (dalam [[udara]]). Cahaya boleh dipecahkan kepada frekuensinya. Frekuensi dan panjang gelombang adalah berkadar terus.

 

 

''Lihat [[kelajuan cahaya|Halaju cahaya]]''

Walaupun beberapa orang berkata{{Siapa}} tentang "halaju cahaya", perkataan ''[[halaju]]'' sepatutnya ditinggalkan untuk kuantiti [[vektor]] (dikaitkan dengan arah). Kelajuan cahaya ialah kuantiti [[skalar]] (ia tidak mempunyai arah), oleh itu ''kelajuan'' ialah istilah yang lebih tepat.

 

 

:<math>v = \lambda f</math>,

yang mana ''n'' ialah pemalar ([[indek biasan]]) iaitu sifat bahan yang dilalui oleh cahaya.

 

 

Semua cahaya bergerak pada kelajuan yang terhingga. Walaupun seseorang pemerhati bergerak, dia akan sentiasa mendapati kelajuan cahaya ialah ''c'', [[kelajuan cahaya]] dalam vakum, iaitu ''c'' = 299,792,458 [[meter]] per [[saat]] (186,282.397 [[batu]] per saat). Walau bagaimanapun, apabila cahaya melalui objek yang boleh ditembusi cahaya seperti udara, air dan kaca, kelajuannya dikurangkan, dan ia mengalami [[pembiasan]], iaitu ''n''=1 dalam vakum dan ''n''>1 di dalam jirim.

 

 

Kelajuan cahaya telah diukur banyak kali oleh ahli fizik. Pengukuran awalan yang paling baik dilakukan oleh [[Olaus Roemer]] (ahli fizik [[Denmark]]), dalam [[1676]]. Beliau telah mencipta kaedah mengukur kelajuan cahaya. Beliau mendapati dan telah mencatatkan pergerakan planet [[Musytari]] dan satu daripada [[satelit semulajadi|bulannya]] dengan menggunakan [[teleskop]]. Adalah mungkin untuk mengira masa [[kitaran]] bulan tersebut kerana ia di[[gerhana]]kan oleh Musytari pada masa [[kitaran]] yang biasa. Roemer telah mendapati bahawa bulan tersebut mengorbit Musytari sekali setiap 42 1/2 [[jam]] apabila [[Bumi]] adalah paling hampir dengan Musytari. Masalahnya adalah apabila Bumi dan Musytari berjauhan, putaran orbit bulan tersebut kelihatan bertambah. Fenomena ini menunjukkan cahaya memerlukan lebih masa untuk samapai ke Bumi. Kelajuan cahaya dikira dengan menganalisis jarak antara planet pada masa masa tertentu. Roemer mendapati kelajuan cahaya ialah 227,000 [[kilometer]] se[[saat]] (sekitar 141,050 [[batu]] sesaat).

 

[[Albert A. Michelson]] memperbaiki hasil kerja Roemer pada tahun [[1926]]. Beliau menggunakan [[cermin]] berputar untuk mengukur [[masa]] yang diambil cahaya untuk pergi balik dari Gunung Wilson ke Gunung San Antonio di [[California]]. Ukuran jitu menghasilkan kelajuan 186,285 batu sesaat (299,796 kilometer sesaat). Dalam penggunaan harian, jumlah ini dibundarkan kepada 186,000 batu sesaat dan 300,000 kilometer sesaat.

 

== Optik ==

Panjang gelombang yang berlain-lainan diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai [[warna]], daripada [[merah]] bagi panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga kepada [[ungu]] bagi panjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Frekuensi-frekuensi perantaraan dilihat sebagai [[jingga]], [[kuning]], [[hijau]], [[biru]], dan, secara konvensionalnya, [[indigo]]. Frekuensi-frekuensi sejurus selepas julat penglihatan manusia dikenali sebagai ''[[ultraungu]]'' (UV) pada penghujung frekuensi tinggi dan ''[[inframerah]]'' (IR) pada yang rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat IR, namun mereka dapat mengesannya melalui reseptor-reseptor [[kulit]] sebagai [[haba]]. [[Kamera]] yang mengesan IR dan menukarnya kepada cahaya tampak dipanggil kamera [[penglihatan malam]]. Sinaran UV tidak dapat dikesan oleh manusia kecuali dalam cara yang agak lambat, iaitu dedahan berlebihan kulit terhadap cahaya UV boleh menyebabkan [[kulit terbakar]], atau [[barah kulit]]. Sesetengah jenis binatang, seperti [[lebah]], boleh melihat sinaran UV manakala [[ular]] kapak boleh melihat IR menggunakan lubang-lubang yang terdapat pada kepalanya.

 

 

Kuantiti-kuantiti dan unit-unit berikut digunakan untuk mengukur cahaya

''Juga lihat: [[Fotometri (optik)|Fotometri]]''

 

** [[mentol lampu]] pijar

** [[cahaya matahari]]