Foton adalah partikel dasar cahaya dan semua bentuk radiasi elektromagnetik. Dalam fisika, foton digambarkan sebagai kuanta dari gelombang elektromagnetik, yang berarti foton adalah partikel terkecil yang membawa energi cahaya.
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), cahaya adalah sinar atau terang yang berasal dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan, lampu.
Dengan sinar, memungkinkan mata kita untuk menangkap bayangan benda-benda yang ada di sekitar. Lalu apa saja sifat-sifat cahaya pada umumnya, yang bisa membantu kehidupan manusia.
Cahaya menjadi kebutuhan penting dalam kehidupan. Jika tidak mendapat cahaya dari matahari, bumi akan gelap gulita dan dingin sehingga tidak mungkin ada kehidupan.
Berdasarkan sumbernya, cahaya dibedakan menjadi dua macam, yaitu cahaya yang berasal dari benda itu sendiri dan cahaya yang memancar dari benda akibat pantulan cahaya pada permukaan benda tersebut.
Cahaya sangat dibutuhkan oleh manusia, di mana secara awam cahaya tersebut dibutuhkan untuk penerangan baik itu di jalanan maupun dirumah.
Cahaya sendiri adalah salah satu gelombang elektromagnetik dan yang memiliki beberapa sifat dan sangat bermanfaat untuk kehidupan makhluk hidup di bumi
Setiap hari kita memang membutuhkan cahaya, karena kemampuan mata manusia untuk melihat sangat bergantung dengan adanya cahaya.
Baca juga: Inilah Alasan Kenapa Langit Berwarna Biru?
Apa saja Sifat-sifat Cahaya?
Menurut buku Mengenal Cahaya dan Optik oleh Hestty P. Utami, Isaac Newton menyatakan dalam “Hypothesis of Light” pada tahun 1675, bahwa cahaya terdiri atas partikel halus yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Inilah sifat-sifat cahaya dalam kehidupan sehari-hari, yuk simak!
1. Cahaya Merambat secara Lurus
Cahaya akan selalu merambat lurus dengan kecepatan 3 x 108 m/s. Untuk membuktikannya, Anda dapat menyalakan senter.
Apabila Anda perhatikan,
maka berkas cahaya dari senter akan berbentuk garis lurus. Sifat cahaya inilah yang biasanya dimanfaatkan pada sinar laser tersebut.
2. Cahaya Mampu Menembus Benda Bening
Benda bening seperti kaca mampu ditembus oleh cahaya, di mana cahaya yang masuk melalui benda bening ini akan diteruskan sepenuhnya.
Artinya, tidak ada yang dipantulkan dan ternyata sifat tersebut dimanfaatkan untuk membuat lampu.
Apabila Anda perhatikan, sebuah bohlam memiliki permukaan bening, sehingga cahaya lampu bisa diteruskan ke ruangan.
3. Cahaya Mengalami Pemantulan (Refleksi)
Saat melewati suatu penghalang seperti kayu, tembok, ataupun besi, cahaya tidak akan diteruskan, tetapi dipantulkan. Berdasarkan bentuk pantulannya, pemantulan cahaya dibagi menjadi dua, yaitu pemantulan teratur dan baur.
Pemantulan teratur terjadi jika seberkas cahaya melewati benda yang permukaannya rata, seperti cermin.
Sedangkan pemantulan baur akan terjadi jika seberkas cahaya melewati bidang yang tidak rata, seperti kayu, batu bata, dan lain sebagainya.
4. Cahaya Mengalami Pembiasan (Refraksi)
Ketika melihat pensil yang seolah-olah patah saat sebagian dicelupkan di dalam air. Hal itu terjadi karena cahaya melalui dua medium yang berbeda, yaitu dari udara ke air.
Apabila seberkas cahaya melalui dua medium yang berbeda indeks biasnya, maka kecepatan cahaya juga akan berbeda pula.
Perbedaan kecepatan cahaya itulah yang akan membuat seolah-olah pensil terlihat patah. Peristiwa ini disebut sebagai pembiasan cahaya.
5. Cahaya Mengalami Penguraian (Dispersi)
Terbentuknya pelangi tidak lepas dari sifat-sifat cahaya yang disebut dispersi. Dispersi adalah sebuah peristiwa terurainya cahaya polikromatik (putih) menjadi monokromatik (merah-ungu). Pelangi ini akan dihasilkan oleh adanya peristiwa dispersi.
Cahaya matahari yang bersifat polikromatik ini dibiaskan oleh tetes air hujan yang ada di atmosfer dengan sudut yang berbeda-beda.
Akibatnya, warna polikromatik dari cahaya matahari akan terurai menjadi monokromatik, dan warna-warna monokromatik tersebut nantinya akan memantul di belakang tetesan air hujan yang berbentuk speris dan membentuk pelangi.
Baca juga: Mengenal Sifat Benda Padat, Cair, Gas dan Contoh
6. Cahaya Mengalami Pelenturan (Difraksi)
Difraksi merupakan pembelokan arah rambat cahaya saat dilewatkan pada celah sempit. Cahaya yang terdifraksi ini akan membentuk daerah gelap dan terang.
7. Cahaya Memiliki Energi
Disaaat Anda berjemur di bawah terik Matahari dalam waktu yang cukup lama, tentu saja kulit akan terasa panas. Panas atau kalor yang diterima oleh kulit tersebut menunjukkan bahwa cahaya memiliki energi berupa energi kalor.
8. Cahaya Mampu Merambat Tanpa Medium
Biasanya, gelombang bisa merambat jika ada medium seperti gelombang tali yang merambat karena ada udara. Namun cahaya mampu merambat di ruang hampa sekalipun.
Contohnya, cahaya Matahari yang sampai ke Bumi, di mana untuk sampai ke Bumi, cahaya Matahari harus melalui ruang hampa di luar angkasa. Jika cahaya tidak bisa merambat diruang hampa, maka Matahari juga tidak akan pernah bisa sampai ke Bumi.
9. Cahaya Mempunyai Sifat Dualisme
Cahaya bersifat dualisme, artinya cahaya bisa disebut sebagai gelombang maupun partikel. Cahaya bisa disebut sebagai gelombang karena memiliki panjang gelombang.
Sementara itu, seorang ilmuwan asal Amerika, Arthur Compton, menemukan bahwa cahaya tersusun atas partikel. Hal tersebut dibuktikan dengan tumbukan antara partikel penyusun cahaya dengan elektron.
10. Cahaya Dipancarkan dalam Bentuk Radiasi
Radiasi adalah energi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang atau kalor. Dari hal tersebut, Anda akan merasa panas saat bersentuhan dengan cahaya, baik cahaya Matahari, lampu, laser berdaya tinggi, dan lain sebagainya. Adanya radiasi inilah yang seolah membuktikan bahwa cahaya memiliki energi dalam bentuk panas.
Baca juga: Cara Membuat Magnet: Induksi, Elektromagnetik, Menggosok
Foton, Cahaya Sebagai Partikel dan Sebagai Gelombang
Dalam fisika modern, cahaya adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetik ini terdiri dari kuanta energi yang disebut foton.
Namun, cahaya tidak hanya bisa dipahami sebagai partikel (foton), tetapi juga memiliki sifat gelombang, sesuai dengan teori dualitas gelombang-partikel dalam fisika kuantum. Jadi, cahaya memiliki dua sifat:
- Sebagai partikel (foton): Cahaya dapat dianggap sebagai aliran partikel, yaitu foton, yang masing-masing membawa energi dalam jumlah tertentu.
- Sebagai gelombang: Cahaya juga dapat digambarkan sebagai gelombang elektromagnetik yang berosilasi, yang mencakup frekuensi dan panjang gelombang, misalnya, sinar ultraviolet, sinar inframerah, atau gelombang radio.
Foton merupakan unit terkecil dari cahaya yang membawa energi yang proporsional dengan frekuensi gelombang cahaya tersebut. Misalnya, foton dari cahaya tampak memiliki energi yang lebih rendah daripada foton dari sinar ultraviolet atau sinar-X, yang memiliki frekuensi lebih tinggi.
Dalam beberapa situasi, seperti dalam efek fotolistrik, cahaya lebih mudah dijelaskan sebagai partikel foton yang menabrak elektron dan mengeluarkannya dari suatu material. Sedangkan dalam situasi lain, seperti pembentukan pola interferensi, cahaya lebih mudah dijelaskan sebagai gelombang.
Foton sangat penting dalam banyak proses fisika, termasuk dalam fenomena seperti:
- Efek fotolistrik, di mana foton menumbuk elektron dari permukaan logam,
- Fotosintesis, di mana foton dari sinar matahari membantu tumbuhan menghasilkan energi,
- Transmisi energi dalam komunikasi, misalnya pada serat optik.
Jadi, cahaya adalah kombinasi dari kedua konsep ini: foton sebagai partikel cahaya, dan gelombang sebagai bentuk radiasi elektromagnetik.