Written by cnathael@blog.com
Posted in:
Kecepatan
Tabel konversi untuk satuan kecepatan
1 c (konstanta kecepatan cahaya)
adalah sama dengan |
1 | kecepatan cahaya (c) |
107.925.284.880,00 | sentimeter per jam (cm/h) |
29.979.245.800,00 | sentimeter per menit (cm/s) |
1.798.754.748,00 | sentimeter per detik (cm/m) |
3.540.855.803.149,61 | kaki per jam (foot/h) |
59.014.263.385,83 | kaki per menit (foot/m) |
983.571.056,43 | kaki per detik (foot/s) |
1.079.252.848.800,00 | meter per jam (m/h) |
17.987.547.480,00 | meter per menit (m/m) |
299.792.458,00 | meter per detik (m/s) |
1.079.252.848,80 | kilometer per jam (km/h) |
17.987.547,48 | kilometer per menit (km/m) |
299.792,46 | kilometer per detik (km/s) |
582.749.918,36 | knot (knot) |
904.460,44 | mach (laut) (mach (laut)) |
1.016.085,80 | mach (SI) (mach (SI)) |
670.616.629,38 | mil per jam (mil/h) |
11.176.943,82 | mil per menit (mil/m) |
186.282,39 | mil per detik (mil/s) |
1.180.285.267.716,53 | yard per jam (yard/h) |
19.671.421,13 | yard per menit (yard/m) |
327.857.018,81 | yard per detik (yard/s) |
Sunlight takes approximately 8 minutes to reach Earth.
Speed of light in different units |
metres per second | 299,792,458 (exact) |
kilometres per second | ˜ 300,000 |
kilometres per hour | ˜ 1,079,000,000 |
miles per second | ˜ 186,000 |
miles per hour | ˜ 671,000,000 |
natural units | 1 (exact and dimensionless) |
Approximate length of time for light to travel: |
One foot | 1.0 nanoseconds |
One metre | 3.3 nanoseconds |
One kilometre | 3.3 microseconds |
One mile | 5.4 microseconds |
To Earth from geostationary orbit | 0.12 seconds |
The length of Earth's equator | 0.13 seconds |
To Earth from the moon | 1.3 seconds |
To Earth from the sun | 8.3 minutes |
To Earth from Alpha Centauri | 4.4 years |
Across the Milky Way | 100,000 years |
Kecepatan cahaya dalam sebuah
vakum adalah 299.792.458
meter per detik (m/
s) atau 1.079.252.848,8
kilometer per jam (km/
h) atau 186.282.4
mil per detik (mil/
s) atau 670.616.629,38
mil per jam (mil/
h). Kecepatan
cahaya ditandai dengan huruf
c, yang berasal dari
bahasa Latin celeritas yang berarti "
kecepatan", dan juga dikenal sebagai konstanta
Einstein.
Kecepatan tepatnya adalah sebuah definisi, bukan sebuah ukuran, karena
meter sendiri didefinisikan dari segi kecepatan cahaya dan
detik. Kecepatan cahaya melalui sebuah medium (yang berarti bukan dalam vakum) adalah kurang dari
c (mendefinisikan
indeks pemantulan medium tersebut).
Kecepatan
cahaya dalam ruang hampa, pada saat ini didefinisikan tepat pada 299.792.458
meter/
detik (sekitar 186.282
mil/
detik). Pada tahun 1975, kecepatan
cahaya ditetapkan bernilai 299.792.458
meter/
detik dengan toleransi kesalahan sebesar
4×10−9.
[1] Untuk memperoleh ukuran standar meter yang lebih akurat, redefinisi ukuran meter kemudian ditetapkan pada
17th Conférence Générale des Poids et Mesures pada tahun 1983 sebagai
... the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1⁄299.792.458 of a second,
[2][3] definisi ulang satuan
meter ke dalam konteks kecepatan
cahaya tersebut dilakukan pada standar SI (International Systems for Units)
[4][5] dengan notasi
fisika,
c. 1
meter adalah jarak tempuh
cahaya melalui ruang hampa dalam
1⁄299.792.458 detik.
[6][7][8]
Rømer's observations of the occultations of Io from Earth
Beragam ilmuwan sepanjang sejarah telah mencoba untuk mengukur kecepatan
cahaya. Pada tahun 1629,
Isaac Beeckman melakukan observasi sinar
flash yang dipantulkan oleh cermin dari jarak 1
mil (1,6
kilometer). Pada tahun 1638,
Galileo Galilei berusaha untuk mengukur kecepatan
cahaya dari waktu tunda antara sebuah
cahaya lentera dengan persepsi dari jarak cukup jauh. Percobaan
Galileo diteliti oleh
Accademia del Cimento of Florence pada tahun 1667 dengan rentang 1
mil, tetapi tidak terdapat waktu tunda yang dapat diamati. Berdasarkan perhitungan modern, waktu tunda pada percobaan itu seharusnya adalah 11 mikrodetik.
Galileo mengatakan bahwa observasi itu tidak menunjukkan bahwa
cahaya mempunyai kecepatan yang tidak terhingga, tetapi hanya menunjukkan bahwa
cahaya mempunyai kecepatan yang sangat tinggi.
[9][10]
Sebuah percobaan awal untuk mengukur kecepatan
cahaya dilakukan oleh
Ole Christensen Rømer, seorang ahli fisika Denmark dan anggota grup astronomi dari
French Royal Academy of Sciences pada tahun 1676. Dengan menggunakan teleskop,
Rømer mengamati gerakan planet
Jupiter dan salah satu bulan satelitnya, bernama
Io.
[11] [12] Dengan menghitung pergeseran periode orbit
Io,
Rømer memperkirakan jarak tempuh
cahaya pada diameter orbit bumi sekitar 22 menit.
[13] Jika pada saat itu
Rømer mengetahui angka diameter orbit bumi, kalkulasi kecepatan
cahaya yang dibuatnya akan mendapatkan angka
227×106 meter/
detik. Dengan data
Rømer,
Christiaan Huygens mendapatkan estimasi kecepatan
cahaya pada sekitar
220×106 meter/
detik.
Penemuan awal penemuan grup ini diumumkan oleh
Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1675, periode
Io, bulan satelit planet
Jupiter dengan orbit terpendek, nampak lebih pendek pada saat
Bumi bergerak mendekati
Jupiter daripada pada saat menjauhinya.
Rømer mengatakan hal ini terjadi karena
cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Pada bulan September 1676, berdasarkan asumsi ini,
Rømer memperkirakan bahwa pada tanggal 9 November 1676,
Io akan muncul dari bayang-bayang
Jupiter 10 menit lebih lambat daripada kalkulasi berdasarkan rata-rata kecepatannya yang diamati pada bulan Agustus 1676.
[14]
Setelah perkiraan
Rømer terbukti,
[15] dia diundang oleh
French Academy of Sciences[16] untuk menjelaskan metode yang digunakan untuk hal tersebut.
[17] Diagram di samping adalah replika diagram yang digunakan
Rømer dalam penjelasan tersebut.
[18]
Isaac Newton juga menyatakan bahwa
cahaya bergerak pada kecepatan yang konstan. Dalam bukunya berjudul Opticks, tahun 1704, dia menyatakan besaran kecepatan
cahaya senilai 16,6 x diamater
Bumi per
detik (210.000
kilometer/
detik).
Light from location 1 appears to come from location 2 in a moving telescope.
Pada tahun 1725,
James Bradley mengatakan,
cahaya bintang yang tiba di
Bumi akan nampak seakan-akan berasal dari sudut yang kecil, dan dapat dikalkulasi dengan membandingkan kecepatan
Bumi pada orbitnya dengan kecepatan
cahaya. Kalkulasi kecepatan
cahaya oleh
Bradley adalah sekitar 298.000
kilometer/
detik (186.000
mil/
detik). Teori Bradley dikenal sebagai
stellar aberration.
[19] Sinar
cahaya yang datang bintang
1 membutuhkan waktu untuk mencapai
bumi, dan pada saat sinar tersebut tiba,
bumi telah bergeser pada orbitnya, sehingga seolah-olah kita melihat sinar
cahaya tersebut datang dari bintang di lokasi
2.
Pengukuran kecepatan
cahaya, yang lebih akurat, dilakukan di Eropa oleh
Hippolyte Fizeau pada tahun 1849.
Fizeau menggunakan roda sprocket yang berputar untuk meneruskan
cahaya dari sumbernya ke sebuah
cermin yang diletakkan sejauh beberapa kilometer. Pada kecepatan rotasi tertentu,
cahaya sumber akan melalui sebuah kisi, menempuh jarak menuju
cermin, memantul kembali dan tiba pada kisi berikutnya. Dengan mengetahui jarak
cermin, jumlah kisi, kecepatan putar roda,
Fizeau mendapatkan kalkulasi kecepatan
cahaya pada
313×106 meter/
detik.
Léon Foucault bereksperimen dengan penggunaan
cermin rotasi dan mendapatkan angka
298×106 meter/
detik pada tahun 1862.
Albert Abraham Michelson melakukan percobaan-percobaan dari tahun 1877 hingga wafatnya pada tahun 1926 untuk menyempurnakan metode yang digunakan Foucault dengan penggunaan
cermin rotasi untuk mengukur
waktu yang dibutuhkan
cahaya pada 2 x jarak tempuh antara Gunung Wilson dan Gunung San Antonio, di
California. Hasil pengukuran menunjukkan 299.796.000
meter/
detik. Beliau wafat lima tahun kemudian pada tahun 1931.
Pada tahun 1946, saat pengembangan
cavity resonance wavemeter untuk penggunaan pada radar,
Louis Essen dan
A. C. Gordon-Smith menggunakan gelombang mikro dan teori elektromagnetik untuk menghitung kecepatan
cahaya. Angka yang didapat adalah
299.792±3 km/s. Pada tahun 1950,
Essen mengulangi pengukuran tersebut dan mendapatkan angka
299.792.5±1 km/s, yang menjadi acuan bagi
12th General Assembly of the Radio-Scientific Union pada tahun 1957.
Angka yang paling akurat ditemukan di Cambridge pada pengukuran melalui kondensat Bose-Einstein dengan elemen Rubidium. Tim pertama dipimpin oleh Dr.
Lene Vestergaard Hau dari Harvard University and the Rowland Institute for Science. Tim yang kedua dipimpin oleh Dr.
Ronald L. Walsworth, dan, Dr.
Mikhail D. Lukin dari the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Notasi kecepatan
cahaya c mempunyai makna "konstan" atau tetap, dalam bahasa Latin terucap
celeritas yang berarti kecepatan
[20] digunakan sebagai notasi kecepatan
cahaya dalam ruang hampa, meski terdapat penggunaan notasi
c untuk kecepatan
cahaya dalam medium material dan
c0 untuk kecepatan
cahaya dalam ruang hampa.
[21] Notasi subskrip ini dimaklumkan dalam literatur
SI [22] sebagai standar bentuk notasi seperti konstanta yang lain seperti: konstanta magnetik
µ0, konstanta elektrik
e0, impedansi ruang kamar
Z0.
Menurut
Albert Einstein dalam teori relativitas,
c adalah konstanta penting yang menghubungkan ruang dan
waktu dalam satu kesatuan struktur dimensi ruang
waktu. Di dalamnya,
c mendefinisikan konversi antara materi dan energi
[23] E=
mc2.
[24], dan batas tercepat
waktu tempuh materi dan energi tersebut.
[25][26] c juga merupakan kecepatan tempuh semua radiasi elektromagnetik dalam ruang kamar
[27] dan diduga juga merupakan kecepatan gelombang gravitasi.
[28][29] Dalam teori ini, sering digunakan satuan
natural units di mana
c=1,
[30][31] sehingga notasi
c tidak lagi digunakan.
Indeks bias
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya di udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut.
Secara matematis, indeks bias dapat ditulis:
n = c / cm
- n = indeks bias
- c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (3x10^8 m/s)
- cm = cepat rambat cahaya di suatu medium
atau:
n = ʎ1/ʎ2 = sin ɑ /sin ʙ
- ʎ1 = panjang gelombang 1
- ʎ2 = panjang gelombang 2
- ɑ = sudut datang
- ʙ = sudut bias
0 komentar:
Posting Komentar