Siang-siang begini menurut sebagian orang adalah jeda yang baik untuk istirahat. Apalagi ini adalah akhir pekan, waktu setiap orang meluangkan waktu untuk keluarga dan kerabat dekat. Begitu juga saya yang sekarang lagi santai di rumah. Padahal pada hari ini ada Musyawarah Besar di Akuatic Studi Club Makassar (ASCM), organisasi yang dua tahun lalu membawa saya menginjak pulau jawa dan pulau bali. Meski begitu saya tak akan lupa pada organisasi itu, rencananya sebentar sore saya akan bertandang ke sana, sekadar untuk memberi semangat dan bercuap-cuap ria bersama kawan-kawan se fakultas.
Kini, di samping saya terdapat buku saku berwarna merah. Sampulnya berupa ilustrasi ilmuan besar abad 20, Albert Einstein, penemu teori relativitas. Ya, buku itu berjudul Mengenal Einstein For Beginners, karangan Joseph Schwartz dan Michael McGuinnes. Sudah dua jam saya mengutak-atiknya, membacanya hingga ke halaman 67. Buku ini mudah dicerna, karena disertai ilustrasi dan gambar menarik.
Ya, Einstein lahir pada zaman iluminasi, cahaya ilmu pengetahuan. Beragam teknologi bermunculan pada masa-masa awal kehidupannya. Teknologi yang bersandar pada penemuan teoritis dalam ilmu fisika dan matematika, yang diracik oleh ilmuan-ilmuan besar yang sering kita dengar namanya saat sekolah menengah dulu. seperti Newton, Sthepen Gray, Volta, Couloumb, Andre Ampere, Michael Paraday, Maxwell, Helmont, Hertz, Marconi hingga Siemens yang merupakan ilmuan sekaligus penguasaha terbesar di Jerman, yang sekarang dikenal sebagai salah satu merek Handpone. Ilmuan-ilmuan inilah yang mengantarkan Einstein menuju relativitasnya.
Nah yang menjadi ributan ilmuan-ilmuan ini adalah mengenai medan magnet dan medan listrik. Misteri dunia yang secara berangsur-angsur dipecahkan oleh ilmuan-ilmuan di atas. Menurutnya, ilmu pengetahuan itu adalah suatu hasil dari usaha panjang, buah dari keringat orang yang betul-betul tekun dari pencariannya. “Pengetahuan berakumulasi dari usaha. Keingintahuan hanyalah suatu cara untuk mengatakan bahwa manusia dapat mengubah lingkungannya, dapat memperbaiki pelbagai hal, dapat menemukan apa yang berguna dan yang tidak..”. inilah yang Einstein lihat pada sejarah listrik dan magnet.
Meski begitu, Einstein tak luput dari gejolak sosial di masanya. Pada pertengahan abad ke-19, terjadi kemelut ekonomi besar-besaran. Pengangguran bertambah dan kemiskinan meluas. Tahun 1970-an adalah tahun-tahun berat bagi sebagaian besar warga eropa, termasuk bapak Einstein yang merupakan seorang pengusaha kecil. Sehingga membuat ayah Einstein berpindah dari Ulm ke Munic, kemudian membuka usaha dinamo. Kerisis Ini dipicu oleh peperangan dan menggilanya kapitalisasi dan monopolisasi. Hanya segelintir orang yang meraup keuntungan sebesar-besarnya.
Sejarah singkat Magnet dan Listrik
Magnet alam telah diketahui oleh bangsa Cina sekitar 2600 SM, ini wajar terjadi karena magnet terdapat batuan lapisan yang dapat ditemukan saat kita mencari besi dengan menggali permukaan bumi. Batuan lapisan (lodestones) memperoleh sifat magnetnya dari magnet bumi sendiri sehingga batuan ini disebut sebagai magnetit yang merupakan oksidasi besi.
Orang Cina awalnya menggunakan magnet untuk keperluan pemakaman, setelah itu digunakan untuk navigasi. Dahulu, dalam tradisi Cina terdapat ahli-ahli sihir yang mediumnya adalah bumi. Mereka disebut geomencer. Keahliannya mereka adalah dapat menentukan apakah kuburan seseorang telah sesuai dengan arah masuk menuju ke kehidupan setelah mati. Sekitar tahun 900 SM, jarum magnet mulai digunakan sebagai penunjuk arah.
Listrik mempunyai sejarah yang mirip. Sekitar tahun 400 SM, bangsa Yunani sudah mengetahui batuan yang digosok-gosok dapat menarik jerami. Bangsa Etrusca punya keahlian berkenaan dengan listrik karena dapat mengontrol listrik. Dan pada tahun 1726, seorang murid Newton, Stephen Gray menunjukkan bahwa kejutan listrik dapat dialirkan melalui benang rami.
Abad ke-18 adalah masa ketika magnet dan listrik kembali dibincangkan, dieksperimentasi di laboratorium-laboratorium sederhana. Akhir abad ke-18, sejumlah orang seperti Coulomb di Prancis, Volta serta Galvani di Italia yang saat itu mendapat dukungan dari orang-orang bermodal, menyelidiki fenomena listrik.
Volta menemukan baterai yang dapat menyediakan arus yang stabil untuk pertamakalinya. Peneliti lain pun berbondong-bondong bereksperimen dengan bateri dan menanggalkan listrik kejut yang dianggap ketinggalan. Sementara Coulomb melakukan gaya listrik terpernci dan menunjukkan bahwa rumusan untuk gaya listrik mirip dengan rumusan untuk gravitasi Newton. Distrimulasi oleh Volta dan Coulomb sebagai perintis zaman, peneliti lainnya mulai mencoba mencari hubungan antara gaya listrik dan gaya magnet.
Pada 1820 Oersted menggunakan sebuah baterai, sepotong kawat dan sebuah kompas. Ia ingin menunjukkan bahwa arus listrik ternyata dapat mengaliri kawat dan menyimpangkan jarum dari kutub magnet utara. Ini bisa dicoba sendiri kalau tak percaya. Hehe
Selanjutnya Andre Ampere meneliti gaya baru yang ditimbulkan oleh yang arus listrik yang mengaliri kawat. Meski temuan Ampere menarik perhatian, tapi temuan Oersted lebih komersial, yaitu berupa telegraf listrik yang kini digunakan untuk menggerakkan jarum magnet dari suatu tempat. Sehingga hal itu dapat digunakan untuk menyampaikan pesan.
Setelah diketahui bahwa listrik dalam bentuk arus listrik dapat menghasilkan efek magnet, para ilmuan kembali dipusingkan bagaimana menunjukkan bahwa magnet dapat menghasilkan efek listrik. Nah.. kendala ini dipecahkan oleh Michael Paraday. Ilmuan yang awal mula kehidupannya terbilang berat. Paraday adalah keturuan pandai besi yang masa-masa awal hidupnya dilalui sebagai tukang jilid buku di kediaman Sir Humprey Davy.
Pada Tahun 1832 Faraday menerbitkan karya teoritis dan ekperimentalnya mengenai elektromagnetik. Faraday dapat membuktikan bahwa magnet dapat menghasilkan arus listrik. Hal ini diperoleh dengan menggerak-gerakkan magnet. Magnet statis tidak dapat menghasilkan listrik.
Sesaat setelah itu, hampir semua ilmuan menghentikan penelitian mereka tentang baterai dan mulai membangun generator. Karya Hippolyte Pixii merupakan karya pertama, kemudian yang jauh lebih sederhana adalah dinamo buatan Siemens tahun 1867. Pada saat yang sama pula orang mulai mencoba-coba membuat motor listrik.
Faraday merumuskan hukum-hukum arus listrik dan magnetnya dalam bahasa yang sederhana disertai gambar distribusi pola medan magnetik beserta arus listrik. Ini disebabkan oleh latar belakang Faraday yang berasal dari masyarakat bawah. Faraday menunjukkan garis-garis gaya yang dapat dilihat ketika serbuk-serbuk besi ditaburkan di sekitar magnet.
Faraday menyimpulkan bahwa magnet atau kawat yang dialiri arus akan memancarkan garis-garis gaya menurut pola tertentu, tergantung pada bentuk dan kekuatan magnet atau arus tersebut. berikut kesimpulannya.
Pertama, gambar-gambar Faraday menunjukkan bahwa tegangan yang dibangkitkan dari sebuah sirkuit sama dengan rata-rata perubahan gaya di dalam kumparan tersebut. Kedua, untuk pertamakali teori fisika bergeser dari kajian tentang gaya yang bekerja pada suatu jarak, seperti dalam gravitasi. Kini ruang diantara benda-benda diyakini dapat memindahkan gaya secara aktif.
Faraday juga mempertanyakan bagaimana garis gaya merambat, berpindah dari satu ruang ke ruang yang lain. kesimpulan yang lain ia rumuskan bahwa aktivitas magnetik bersifat progresif dan memerlukan waktu. Contohnya ketika arus menarik jarum pada kompas, disitu terdapat transmisi yang memerlukan waktu.
25 tahun kemudian Maxwell memperbaiki gambar-gambar yang dihasilkan oleh Faraday. Dia menamai garis-garis gaya magnet dengan medan magnet dan garis-garis gaya listrik dengan medan listrik. Dia merumuskan persamaan yang menunjukkan bahwa kedua medan tersebut saling berhubungan. Ada hal baru yang ditemukan Maxwell dan menjadi salah satu unsur ramuan relativitas Einstein. Yaitu persamaan itu juga meramalkan bahwa pada kondisi tertentu medan-medan gaya akan merambat di dalam ruang seperti gelombang dengan kecepatan cahaya. Atau dapat dikatakan bahwa dalam ruang hampa, gaya listrik dan gaya magnet bergerak dengan kecepatan cahaya.
Cahaya adalah fenomena elektromagnetik yang sampai sekarang diterima sebagai salah satu bentuk gaya listrik. Penelitian mengenai cahaya menjadi bagian dari kajian elektromagnetik. Pengukuran modern menunjukkan bahwa kecepatan cahaya berkisar 186.279 mil/det.
Celakanya, persamaan Maxwell dianggap terlalu rumit dan cendrung bertolak belakang. Hal ini membuat rumusan Maxwell tak diterima di Eropa. Hal ini disebabkan Maxwell adalah seorang teoritis matematika, bukan ilmuan eksperimental. Meski begitu, pada tahun 1871, Helmholtz meneliti makalah-makalah Maxwell dan menugaskan murid terbaiknya untuk membuktikan secara eksperimental bahwa gaya listrik menjalar dengan kecepatan cahaya.
Heinrich Hertz murid Helmholtz, setelah delapan tahun mengutak-atik teori Maxwell dan pada tahun 1886 membuktikan bahwa teori Maxwell bahwa gaya listrik menjalar di ruangan dengan kecepatan cahaya.
Nah, kecepatan cahaya inilah yang menjadi inspirasi einstein dalam merumuskan teori relativitasnya. Di samping memecahkan kebingungannya akan eter atau zat antara yang menyelubungi ruang. Untuk lebih lanjut baca Lika-liku Einstein jilid dua.
Idham Malik
8 Maret 2009
8 Maret 2009
0 komentar:
Posting Komentar