Cahaya adalah bentuk energi yang terbuat dari foton. Foton adalah unit terkecil dari cahaya tampak. Apakah Anda tahu cahaya adalah hal tercepat di alam semesta? Karena cahaya terdiri dari partikel tak bermassa yang disebut foton yang memungkinkannya menjadi benda tercepat di alam semesta. Cahaya bergerak dalam ruang hampa dengan kecepatan 300.000 km per detik. Cahaya itu unik karena ada dalam dua bentuk yang sangat berbeda pada saat yang bersamaan. Salah satu bentuknya adalah partikel kecil yang disebut foton. Bentuk lainnya adalah gelombang. Cara termudah untuk berpikir tentang cahaya adalah sebagai gelombang.
Cahaya akan bergerak dalam garis yang benar-benar lurus sampai mengenai suatu benda yang akan membengkokkan atau memantulkannya. Sifat cahaya yang merambat dalam garis lurus ini disebut perambatan cahaya bujursangkar.
Pernahkah Anda memperhatikan seberkas cahaya yang masuk ke kamar gelap Anda melalui lubang kecil? Ya, Anda akan melihat seberkas cahaya bergerak dalam garis lurus.
Mari kita lakukan beberapa eksperimen dasar untuk membuktikan bahwa cahaya merambat dalam garis lurus.
Eksperimen 1:
Benda-benda yang dibutuhkan: Lilin, batang korek api, dan pipa lurus kecil berongga, dan pipa bengkok kecil berongga.
Nyalakan lilin dan lihat nyala lilin melalui pipa lurus. Di sini cahaya lilin terlihat.
Sekarang, mari kita coba melihat nyala api melalui pipa yang bengkok. Nyala api sekarang tidak akan terlihat oleh kita.
Pengamatan: Api tidak terlihat melalui pipa melengkung. Eksperimen ini membuktikan bahwa cahaya bergerak dalam garis lurus dan terhalang jika menemui hambatan apa pun di jalannya.
Eksperimen 2:
Objek yang dibutuhkan: Tiga layar identik dan lilin.
Buat lubang di tengah ketiga layar ini dan pasang di atas meja satu di belakang yang lain seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini. Pertahankan lilin di satu sisi layar ini dan lihat melalui sisi lain dari ketiga layar tersebut.
1. Coba perhatikan nyala lilin. Sesuaikan lubang layar dan lilin sehingga Anda dapat melihat nyala api melewati layar ini.
2. Sekarang geser salah satu layar ke samping dan coba lihat nyala lilin. Itu tidak akan terlihat.
Pengamatan: Ketika ketiga lubang dan nyala api berada pada posisi yang sama, maka nyala api terlihat oleh kita. Segera setelah salah satu layar merusak perataan, nyala api tidak terlihat. Ini hanya mungkin jika cahaya bergerak dalam jalur lurus dan bukan secara zigzag.
1. Pembentukan bayangan: Setiap kali cahaya dihalangi oleh zat buram, bayangan akan terbentuk. Bentuknya sama dengan objek meskipun ukurannya mungkin berbeda.
2. Terbentuknya gerhana Akibat lain dari perjalanan cahaya pada lintasan lurus adalah adanya gerhana matahari dan gerhana bulan. Apakah Anda melihat mengapa Bumi, Bulan, dan Matahari harus berada dalam satu garis lurus untuk menyebabkan gerhana matahari? Cahaya dari Matahari tidak dapat membelok mengelilingi Bulan. Jika sinar matahari tidak dapat mencapai mata Anda, maka Anda tidak dapat melihat Matahari.
3. Pembentukan siang dan malam: Jika sinar matahari tidak mengikuti garis lurus maka cahaya akan melengkung mengelilingi bumi dan akan ada sinar matahari pada malam hari.
4. Kamera lubang jarum: Kamera lubang jarum didasarkan pada perambatan cahaya secara bujursangkar. Mari kita lihat cara kerjanya. Kamera lubang jarum adalah perangkat sederhana yang terdiri dari kotak kecil yang dicat hitam di bagian dalam dan memiliki lubang kecil seukuran pin di salah satu ujungnya. Di ujung lainnya, ada layar kertas kalkir atau kaca buram untuk dilihat. Jika Anda memutar sisi berlubang ke arah pohon atau lilin yang jauh mungkin dan kemudian melihat layar di ujung yang berlawanan, Anda akan melihat sebuah gambar. Gambar mungkin buram tergantung pada seberapa jauh atau dekat objek tersebut. Namun hal yang menarik dari bayangan tersebut adalah bahwa bayangan tersebut terbalik, atau seperti yang kita katakan dalam fisika, bayangan tersebut terbalik. Pembalikan inilah yang membuktikan bahwa cahaya merambat dalam garis lurus.
Cahaya bergerak dari atas pohon (titik A) dan jatuh pada titik X di layar. Sinar dari dasar pohon (titik B) jatuh pada Y. Jadi XY adalah bayangan terbalik yang diperkecil dari pohon pada layar. Jika layar diganti dengan film fotografi, foto pohon dapat diambil.
Bagaimana jalur cahaya bisa diubah?
Di bawah ini adalah penyebab cahaya menyimpang dari jalurnya yang lurus:
(i) Menyentuh permukaan dan memantul kembali. Ini disebut refleksi.
(ii) Ia berpindah dari satu medium transparan ke medium transparan lainnya dan mengubah arahnya, misalnya ketika cahaya berpindah dari udara ke air, ia mengubah kecepatan, yang membuat cahaya membelok. Ini disebut refraksi.
(iii) Cahaya memasuki suatu benda tetapi tidak melewatinya. Permukaan hitam menyerap hampir semua cahaya. Ini disebut penyerapan.
