KELAS OLIMPIADE SAINS

Sabtu, 09 Juli 2022

Bukti Hipotesis Maxwell (Eksperimen Hertz)

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Anda telah mempelajari hipotesis Maxwell tentang gelombang elektromagnetik. Apakah Anda ingin mengetahui pembuktian dari hipotesis Maxwell tersebut? Pada subbab ini, Anda akan mempelajari tentang bukti hipotesis Maxwell melalui eksperimen yang dilakukan oleh Heinrich Hertz. Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa yang dihitung oleh Maxwell, memiliki besar yang sama dengan kecepatan perambatan cahaya. Berdasarkan hasil ini, Maxwell mengemukakan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Gagasan ini secara umum diterima oleh para ilmuwan, tetapi tidak sepenuhnya hingga akhirnya gelombang elektromagnetik dapat dideteksi melalui eksperimen.

Gelombang elektromagnetik kali pertama dibangkitkan dan dideteksi melalui eksperimen yang dilakukan oleh Heinrich Hertz (1857–1894) pada tahun 1887, delapan tahun setelah kematian Maxwell. Hertz menggunakan peralatan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.2.

Ketika sakelar S digetarkan, induktor (kumparan) Ruhmkorf meng- induksikan pulsa tegangan pada kumparan kedua yang terhubung pada dua buah elektrode bola. Akibatnya, muatan listrik loncat secara bolak-balik dari satu bola ke bola lainnya dan menimbulkan percikan. Ternyata, kedua elektrode bola pada cincin kawat di sebelahnya juga menampakkan percikan. Ini menunjukkan bahwa energi gelombang yang dihasilkan oleh gerak bolak- balik muatan pada kedua elektrode pertama telah berpindah kepada elektrode kedua pada cincin kawat. Gelombang ini kemudian diukur kecepatannya dan tepat sama dengan hasil perhitungan Maxwell, yakni 3 × 108 m/s. Selain itu, gelombang ini juga menunjukkan semua sifat cahaya seperti pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Hasil eksperimen Hertz ini merupakan pembuktian dari teori Maxwell.

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik yang didasarkan dari eksperimen, yaitu sebagai berikut.
  1. Merupakan perambatan getaran medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya dan termasuk gelombang transversal,
  2. Tidak bermuatan listrik sehingga tidak dipengaruhi atau tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet,
  3. Tidak bermassa dan tidak dipengaruhi medan gravitasi,
  4. Merambat dalam lintasan garis lurus,
  5. Dapat merambat di ruang hampa,
  6. Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, serta polarisasi, dan
  7. Kecepatannya di ruang hampa sebesar 3 × 10 ^ 8 m/s.