JAMES CLERK MAXWELL DAN TEORI MAXWELL

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell terkenal karena berhasil memadukan empat hukum Fisika tentang listrik dan magnet. Keempat hukum tersebut adalah : Hukum Gauss ( muatan listrik dapat menciptakan dan mengubah medan listrik ), Hukum Gauss untuk Magnetisme ( magnetisme untuk listrik tidak seperti magnet yang memiliki kutub “Utara – Selatan” ), Hukum Induksi Faraday ( deskripsi tentang pengubahan medan magnet menjadi medan listrik ), dan Hukum Ampere (medan magnet dapat ditimbulkan lewat arus listrik). Maxwell merangkum keempat hukum dasar listrik dan magnet tersebut menjadi satu kesatuan, yaitu medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menginduksi ( menghasilkan ) medan magnet, demikian sebaliknya. Kesimpulan inilah yang akhirnya mengubah isi Hukum Ampere. Jika pada awalnya Hukum Ampere hanya menyimpulkan bahwa medan magnet dapat ditimbulkan melalui arus listrik ( hipotesis awal Ampere ), namun berdasarkan kesimpulan Maxwell, Hukum Ampere mengalami penambahan hipotesis, yaitu perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet. Kesimpulan Maxwell mengubah paradigma yang saat itu terpusat pada empat hukum tersebut. Maxwell dikatakan telah membuat penemuan baru pada ranah hukum listrik dan magnet. Bahkan Maxwell dikatakan telah mengubah sejumlah fenomena menjadi satu teori tunggal yang dapat dijadikan panutan. Maxwell tercatat sebagai fisikawan Skotlandia pertama yang menulis tentang hukum magnetisme dan kelistrikan dalam rumus matematis. Penulisan tersebut mengungkapkan sebuah kenyataan bahwa sebenarnya banyak persamaan umum yang bisa terjadi dalam semua keadaan.

PAda 1864 Maxwell membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gabungan dari osilasi medan magnet dan magnetik. Hipotesis maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik digambarkan oleh Maxwell sebagai gerak bolak – balik, mirip dengan pendulum, yang bisa menyebar hingga ke luar angkasa sekalipun. Maxwell juga berhasil mencatat, secara teori, kecepatan gelombang elektromagnetik bisa mencapai sekitar 300.000 Km ( 186.000 mil ) per detik ( kecepatan ini sama dengan ukuran kecepatan cahaya ). Dari sinilah Maxwell kemudian menyimpulkan bahwa cahaya itu sendiri terdiri dari gelombang elektromagnetik. Kesimpulan inilah yang kemudian disebut “Persamaan Maxwell“, secara singkat persamaan tersebut merupakan himpunan dari keempat persamaan diferensial parsial ( Hukum Gauss, Hukum Gauss untuk Magnetisme, Hukum Induksi Faraday, dan Hukum Ampere ) yang mendeskripsikan medan listrik dan magnet serta hubungan dengan sumber – sumbernya, seperti muatan listrik dan arus listrik menurut teori elektrodinamika klasik. Keempat persamaan inilah yang digunakan untuk menunjukkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

Maxwell kemudian mengembangkan pemikirannya dengan mengemukakan kesimpulan baru, yaitu cahaya yang dapat memungkinkan radiasi elektromagnetik tak hanya yang tampak oleh mata, melainkan juga bisa dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik lain ( tak kasat mata ). Secara teoritis, Maxwell menemukan bahwa pada dasarnya panjang gelombang elektromagnetik dan frekuensi memiliki kelainan antara satu dengan yang lainnya. Teori Maxwell ini diperkuat oleh Heinrich Hertz setelah dia berhasil menghasilkan dan menemukan dua gelombang tersebut, sebagaimana teori Maxwell. Selang beberapa tahun kemudian, teori Maxwell ini berhasil diperagakan oleh Guglielmo Marconi dengan cara membuat komunikasi tanpa kawat atau yang kini dikenal dengan nama Radio. Marconi berhasil membuat radio setelah menelusuri teori Maxwell tentang radiasi gelombang elektromagnetik tak kasat mata. Berawal dari penemuan radio oleh Marconi, di kemudian hari banyak penemuan yang mendasarkan pada teori Maxwell tentang radiasi gelombang elektromagnetik. Alhasil, ditemukanlah televisi, sinar X, sinar infra, Sinar gamma, hingga sinar ultraviolet.

James Clerk Maxwell dilahirkan di Edinburgh, Skotlandia, pada 13 Juni 1831. Maxwell tercatat sebagai lulusan Universitas Edinburgh dan Universitas Cambridge. Sumbangan pemikiran Maxwell di bidang listrik dan magnet menjadikan namanya disebut – sebut sebagai teoritikus Fisika terbesar di antara Newton dan Einstein. Maxwell tutup usia pada 15 November 1879 dan dimakamkan di Cambridge, Inggris.

Teori Maxwell

Maxwell adalah salah seorang ilmuwan Fisika yang berjasa dalam kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi yang berhubungan dengan gelombang. Maxwell berhasil mempersatukan penemuan-penumuan dari berbagai fisikawan  diantaranya Ampere dan Faraday. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini dimana menurut Faraday ”medan listrik dapat ditimbulkan dari perubahan medan magnet”. Sedangkan Maxwell membuat hipotesa bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet, yang sama halnya dengan dengan medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan akan menghasilkan medan listrik. Hal ini melengkapi teori maxwell , yaitu hubungan yang sangat penting antara medan listrik dan medan magnet yang dikenal dengan persamaan Maxwell. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan pula teori Newton serta Huygesa tentang ilmu cahaya. Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa cahaya adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat terdiri dari medan magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang elektromagnetik temasuk gelombang transversal.

Cepat rambat gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s.

Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa. Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya mengalami gejala gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan), refraksi(pembiasan), interferensi, difraksi serta polarisasi.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik menyimpulkan bahwa Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

  1. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi pada saat yang bersamaan sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
  2. Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang
  3. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal
  4. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga polarisasi
  5. Besar medan listrik dan medan magnet (E=cB)
  6. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet karena gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan
  7. Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara 3 x 108 m/s.

Demikianlah pembahasan tentang James Clerk Maxwell dan Teori Maxwell. semoga bermanfaat 🙂

Tinggalkan Balasan