Teori Relatifitas adalah
Postingan kali ini akan dibahas teori relativitas, sejenak kita belajar Fisika.
Permasalahan dengan relatifitas ini terjadi ketika diaplikasikan pada cahaya, pada akhir 1800-an, untuk merambatkan gelombang melalui alam semesta terdapat substansi yang dikenal dengan eter, yang mempunyai kerangka acuan(sama seperti pada kereta pada contoh di atas). Eksperimen Michelson-Morley, bagaimanapun juga telah gagal untuk mendeteksi gerak bumi relatif terhadap eter, dan tak ada seorangpun yang bisa menjelaskan fenomena ini. Ada sesuatu yang salah dalam interpretasi klasik dari relatifitas jika diaplikasikan pada cahaya…dan kemudian muncullah pemahaman baru yang lebih matang setelah Einstein datang untuk menjelaskan fenomena ini.
Pengenalan tentang relativitas khusus
Pada tahun 1905, albert eintein mempubilkasikan (bersama dengan makalah lainnya) makalah yang berjudul, “On the Electrodynamics of Moving Bodies” atau dalam bahasa indonesianya kurang lebih demikian,”Elektrodinamika benda bergerak” dalam jurnal Annalen der physik. Makalah yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama:
Postulat Einstein
Prinsip relativtas (pestulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sma untuk setiap kerangka acuan
Prinsip kekonstanan kecepatan cahaya (postulat kedua): Cahaya dapat merambat dalam vakum (misalnya, ruang vakum, atau “ruang bebas”), kecepatan cahaya dinotasikan dengan c, yang konstan terhadap gerak benda yang meiliki radiasi.
sebenarnya, makalah tersebut menyajikan lebih formal, formulasi matematika dari postulat tersebut. Bentuk dari postulat mungkin sedikit berbeda dari buku teks yang satu dengan yang lain karena translasi dari bentuk matematika Jerman dengan bentuk Inggris yang selama ini sering kita lihat.
Postulat kedua sering ditulis sembarangan dengan memasukkan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah c untuk setiap kerangka acuan. Sebenarnya postulat ini adalah berasal dari dua postulat, bukan dari postulat kedua itu sendiri.
Postulat pertama kelihatan lebih masuk akal, tetapi bagaimanapun juga postulat kedua merupakan revolusi besar dalam ilmu fisika. Einstein sudah memperkenalkan teori foton cahaya dalam makalahnya pada efek fotolistrik (yang menghasilkan kesimpulan ketidakperluan eter). Postulat kedua, adalah sebuah konsekuensi dari foton yang tak bermassa bergerak dengan kecepatan c pada ruang hampa. Eter tidak lagi memiliki peran khusus sebagai kerangka acuan inersia “mutlak” alam semesta, jadi bukan hanya tidak perlu, tetapi juga secara kualitatif tidak berguna di dalam relativitas khusus.
Adapun makalah tersebut adalah untuk menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan magnet dengan gerak elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Hasil dari makalah Einstein adalah memperkenalkan transformasi koordinat baru, dinamakan transformasi Lorentz, antara kerangka acuan inersia. Pada kecepatan lambat, transformasi ini pada dasarnya identik dengan moel klasik, untuk kecepetan yang mendekati kecepatan cahaya, menghasilkan nilai yang berbeda secara radikal.
Efek dari Relativitas Khusus
Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan transformasi Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah :
Dilatasi waktu (termasuk “paradok kembar” yang terkenal)
Konstraksi panjang
Transformasi kecepatan
Efek doppler relativistk
Simultanitas dan sinkronisasi waktu
Momentum relativistik
Energi kinetik relativistik
Massa relativistik
Energi total relativistik
Selain itu, manipulasi aljabar sederhana dari konsep-konsep di atas menghasilkan dua hasil signifikan yang pantas dijelaskan sendiri.
Relativitas klasik
(yang diperkenalkan pertama kali oleh Galileo Galilei dan didefinisikan ulang oleh Sir Isaac Newton) mencakup transformasi sederhana diantara benda yang bergerak dan seorang pengamat pada kerangka acuan lain yang diam (inersia). Jika kamu berjalan di dalam sebuah kereta yang bergerak, dan seseorang yang diam diatas tanah (di luar kereta) memperhatikanmu, kecepatanmu relatif terhadap pengamat adalah total dari kecepatanmu bergerak relatif terhadap kereta dengan kecepatan kereta relatif terhadap pengamat. Jika kamu berada dalam kerangka acuan diam, dan kereta (dan seseorang yang duduk dalam kereta) berada dalam kerangka acuan lain, maka pengamat adalah orang yang duduk dalam kereta tersebut.Permasalahan dengan relatifitas ini terjadi ketika diaplikasikan pada cahaya, pada akhir 1800-an, untuk merambatkan gelombang melalui alam semesta terdapat substansi yang dikenal dengan eter, yang mempunyai kerangka acuan(sama seperti pada kereta pada contoh di atas). Eksperimen Michelson-Morley, bagaimanapun juga telah gagal untuk mendeteksi gerak bumi relatif terhadap eter, dan tak ada seorangpun yang bisa menjelaskan fenomena ini. Ada sesuatu yang salah dalam interpretasi klasik dari relatifitas jika diaplikasikan pada cahaya…dan kemudian muncullah pemahaman baru yang lebih matang setelah Einstein datang untuk menjelaskan fenomena ini.
Pengenalan tentang relativitas khusus
Pada tahun 1905, albert eintein mempubilkasikan (bersama dengan makalah lainnya) makalah yang berjudul, “On the Electrodynamics of Moving Bodies” atau dalam bahasa indonesianya kurang lebih demikian,”Elektrodinamika benda bergerak” dalam jurnal Annalen der physik. Makalah yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama:
Postulat Einstein
Prinsip relativtas (pestulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sma untuk setiap kerangka acuan
Prinsip kekonstanan kecepatan cahaya (postulat kedua): Cahaya dapat merambat dalam vakum (misalnya, ruang vakum, atau “ruang bebas”), kecepatan cahaya dinotasikan dengan c, yang konstan terhadap gerak benda yang meiliki radiasi.
sebenarnya, makalah tersebut menyajikan lebih formal, formulasi matematika dari postulat tersebut. Bentuk dari postulat mungkin sedikit berbeda dari buku teks yang satu dengan yang lain karena translasi dari bentuk matematika Jerman dengan bentuk Inggris yang selama ini sering kita lihat.
Postulat kedua sering ditulis sembarangan dengan memasukkan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah c untuk setiap kerangka acuan. Sebenarnya postulat ini adalah berasal dari dua postulat, bukan dari postulat kedua itu sendiri.
Postulat pertama kelihatan lebih masuk akal, tetapi bagaimanapun juga postulat kedua merupakan revolusi besar dalam ilmu fisika. Einstein sudah memperkenalkan teori foton cahaya dalam makalahnya pada efek fotolistrik (yang menghasilkan kesimpulan ketidakperluan eter). Postulat kedua, adalah sebuah konsekuensi dari foton yang tak bermassa bergerak dengan kecepatan c pada ruang hampa. Eter tidak lagi memiliki peran khusus sebagai kerangka acuan inersia “mutlak” alam semesta, jadi bukan hanya tidak perlu, tetapi juga secara kualitatif tidak berguna di dalam relativitas khusus.
Adapun makalah tersebut adalah untuk menggabungkan persamaan Maxwell untuk listrik dan magnet dengan gerak elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Hasil dari makalah Einstein adalah memperkenalkan transformasi koordinat baru, dinamakan transformasi Lorentz, antara kerangka acuan inersia. Pada kecepatan lambat, transformasi ini pada dasarnya identik dengan moel klasik, untuk kecepetan yang mendekati kecepatan cahaya, menghasilkan nilai yang berbeda secara radikal.
Efek dari Relativitas Khusus
Relativitas khusus menghasilkan beberapa konsekuensi dari penggunaan transformasi Lorentz pada kecepatan tinggi (mendekati kecepatan cahaya). Diantaranya adalah :
Dilatasi waktu (termasuk “paradok kembar” yang terkenal)
Konstraksi panjang
Transformasi kecepatan
Efek doppler relativistk
Simultanitas dan sinkronisasi waktu
Momentum relativistik
Energi kinetik relativistik
Massa relativistik
Energi total relativistik
Selain itu, manipulasi aljabar sederhana dari konsep-konsep di atas menghasilkan dua hasil signifikan yang pantas dijelaskan sendiri.
Hubungan Massa-Energi
Enstein mampu menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara
massa dan energi, melalui rumus yang sangat terkenal E=mc2. Hubungan ini telah
dibuktikan dengan peristiwa yang sangat dramatis di dunia, ketika bom nuklir
melepaskan energi dari massa di Hiroshima dan Nagasaki pada akhir perang dunia
kedua.
Kecepatan Cahaya
Tak ada objek bermassa yang dapat bergerak dipercepat menuju
kecepatan cahaya. Hanya objek tak bermassa, seperti foton, yang dapat bergerak
dengan kecepatan cahaya. (foton tidak bergerak dipercepat menuju kecepatan
cahaya, tetapi foton selalu bergerak dengan kecapatan cahaya).
Tetapi bagi objek fisis, kecepatan cahaya adalah terbatas.
Energi kinetik pada kecepatan cahaya menjadi tak terbatas, jadi tidak pernah
dapat dicapai dengan percepatan.
Beberapa telah menunjukkan bahwa sebuah objek secara teori
dapat bergerak melebihi kecepatan cahaya, tetapi sejauh ini tidak ada entitas
fisik yang dapat menujukkan itu.
Adopsi Relativitas Khusus
Pada 1908, Max Plank mengaplikasikan bentuk “teori
relativitas” untuk menjelaskan konsep relativitas khusus, karena aturan kunci
dari relativitas memainkan peran dalam konsep tersebut. Pada waktu itu,
tentunya bentuk yang diaplikasikan hanya pada relativitas khusus, karena memang
belum terdapat relativitas umum.
Relativitas Einstein tidak segera diterima oleh fisikawan
secara keseluruhan, karena kelihatan sangat teoretis dan conterintuitif.
Kemudian Einstein menerima penghargaan Nobel pada 1921, khususnya
penyelesaiannya untuk efek fotolistrik dan kontribusinya pada fisika teori.
Tetapi Relativitas masih menjadi kontroversi untuk menjadi referensi spesifik.
Seiring berjalannya waktu, bagaimanapun juga, presiksinya
terhadap relativitas khusus akhirya menjadi kenyataan. Misalkan, jam terbang di
selruh dunia telah menunjukkan adanya perlambatan dengan durasi yang diprediksi
oleh teori relativitas.
Albert Einstein tidak menciptakan sendiri transformasi
koordinat yang dibutuhkan untuk relativitas khusus. Dia tidak harus
melakukannya, karena transformasi yang dibutukan telah ada sebelumnya. Einstein
menjadi seorang yang ahli dalam pekerjaannya yang terdahulu dan menyesuaikan
diri pada situasi yang baru, dan juga dengan transformasi Lorentz seperti yang
telah Planck gunakan pada 1900 untuk menyelesaikan permasalahan bencana
ultraviolet pada radiasi benda hitam, Einstein merancang solusi untuk efek
fotolistrik, dan dengan demikian dia telah mengembangkan teori foton untuk
cahaya.
No comments:
Post a comment