eksperimen michelson-morley

EKSPERIMEN MICHELSON-MORLEY

Sebuah teori terpadu yang disebut teori elektromagnetik. Namun teori yang dikukuhkan pada 1865 tersebut masih mengganggu banyak fisikawan masa itu. Sumber gangguan tersebut adalah keberadaan eter sebagai zat perantara gelombang elektromagnetik. Eter sebagai medium rambat gelombang elektromagnetik mempunyai sifat yang sangat sulit dibayangkan secara fisika. Sebagai perantara cahaya (gelombang transversal), eter semestinya berkelakuan seperti zat padat. Akan tetapi, sepertinya tidak masuk akal juga jika cahaya harus dirambatkan dalam zat padat sehingga saat itu diandaikan saja bahwa eter itu bersifat sangat halus. Kendati masih samar-samar, para fisikawan menerima begitu saja ide eter tersebut. Mereka sulit menerima kenyataan bila ada gelombang tanpa medium.
Dalam konteks persoalan ini, kelajuan cahaya c menjadi masalahnya. Kita ambil pengandaian dengan pengukuran kecepatan bunyi di udara memanfaatkan transformasi Galileo. Misalkan saja, kita mengukur kecepatan suara di udara sambil diam dan mendapat nilai 330 m/s. Tapi ketika kita mengukurnya sambil bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati sumber suara, akan didapatkan nilai yang berbeda, yaitu 350 m/s. Nilai kecepatan suara tergantung pada gerakan sumber maupun pengamat. Dalam perumusan lain, kecepatan suara tergantung pada kerangka acuan yang dipakai. Apakah hal yang sama terjadi pada cahaya? Seandainya benar berarti jika pengamat bergerak terhadap eter, maka ia akan mendapati nilai c yang berbeda.
Tahun 1887, Albert A. Michelson (1952-1931) bersama rekannya Edward Morley (keduanya dari negeri “Paman Sam”) menemukan suatu cara untuk menyelidiki ketergantungan kecepatan cahaya terhadap pengamat. Dengan memanfaatkan interferensi cahaya, mereka yakin bisa mengetahui perubahan nilai kecepatan cahaya secara sangat teliti. Perbedaan sekecil 1 per 1010 pun katanya masih bisa diukur dengan perangkat buatan mereka. Alat yang mereka buat itu dinamakan interferometer. Sampai sekarang, metode ini masih dimanfaatkan untuk mempelajari sifat interferensi gelombang (cahaya).
Di dalam rangkaian interferometer, terdapat 2 buah cermin yang diletakkan saling tegak lurus. Di bagian tengahnya, terdapat sebuah cermin separo perak (beam splitter) yang jika diletakkan pada sudut 45O terhadap cermin 1 (fixed mirror) dan cermin 2 (moveable mirror) dapat membagi sinar datang menjadi 2 bagian secara tegak lurus. Salah satu sinar akan mengarah ke cermin 1, sedangkan yang lainnya mengarah ke cermin 2.
Awalnya Michelson-Morley menganggap bahwa eter itu ada sehingga mereka mengandaikan eksperimennya seperti gerak perahu A dan B

Untuk perahu B, kelajuan saat pergi adalah v1 = c + u dan kelajuan saat kembali adalah v2 = c – u.
Lord Kelvin (seorang tokoh fisikawan klasik) mengakui bahwa hasil percobaan ini, yang sama sekali di luar dugaan, membawa persoalan besar bagi segenap bangunan fisika. Pengertian mekanika warisan Newton (tentang gelombang) ternyata tidak taat pada sifat elektromagnet rumusan Maxwell tentang kecepatan cahaya. Siapa yang salah, Newton/Maxwell? Atau apakah eter memang tidak ada? Tak seorang pun ilmuwan masa itu mau menerima dugaan seperti ini. Michelson sampai akhir hayatnya tetap percaya pada keberadaan eter, bahkan setelah teori relativitas “menggebuk” pengertian itu pada 1905. Bagaimanapun, ketelitian yang luar biasa dari eksperimennya membuat Michelson mendapatkan hadiah Nobel tahun 1907. Ia menjadi orang Amerika pertama yang mendapat hadiah paling bergengsi dalam dunia ilmiah itu.