Tekanan radiasi
Tekanan radiasi (juga dikenal sebagai tekanan cahaya) adalah tekanan mekanis yang diberikan pada suatu permukaan akibat pertukaran momentum antara benda dan medan elektromagnetik. Ini mencakup momentum cahaya atau radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang apa pun yang diserap, dipantulkan, atau dipancarkan oleh materi dalam skala apa pun (dari benda makroskopik hingga partikel debu atau molekul gas). Gaya yang terkait disebut gaya tekanan radiasi, atau kadang-kadang hanya disebut gaya cahaya.[1][2][3]
Gaya yang dihasilkan oleh tekanan radiasi umumnya terlalu kecil untuk terlihat dalam kondisi sehari-hari; namun, gaya ini penting dalam beberapa proses fisika dan teknologi tertentu. Hal ini terutama berlaku pada objek di luar angkasa, di mana biasanya merupakan gaya utama selain gravitasi, dan di mana efek kumulatif dari gaya kecil dapat menjadi signifikan dalam jangka waktu yang panjang. Misalnya, jika efek tekanan radiasi Matahari pada pesawat ruang angkasa program Viking diabaikan, pesawat tersebut akan melewatkan orbit Mars sekitar 15.000 km.[4] Tekanan radiasi dari cahaya bintang juga penting dalam sejumlah proses astrofisika. Signifikansi tekanan radiasi meningkat pesat pada suhu sangat tinggi dan kadang-kadang dapat melampaui tekanan gas biasa, misalnya di interior bintang dan senjata termonuklir. Selain itu, penggunaan laser besar di ruang angkasa telah diusulkan sebagai metode untuk mendorong pesawat layar menggunakan propulsi berbasis sinar laser.
Gaya tekanan radiasi menjadi dasar teknologi laser dan cabang-cabang ilmu yang sangat bergantung pada laser dan teknologi optik lainnya. Ini mencakup, tetapi tidak terbatas pada, biomikroskopi (di mana cahaya digunakan untuk menyinari dan mengamati mikroba, sel, dan molekul), optik kuantum, dan optomekanika (di mana cahaya digunakan untuk memeriksa dan mengendalikan objek seperti atom, qubit, dan objek kuantum makroskopik). Aplikasi langsung gaya tekanan radiasi di bidang-bidang ini antara lain: pendinginan laser (Nobel Fisika 1997),[5] kontrol kuantum objek makroskopik dan atom (Nobel Fisika 2012),[6] interferometri (Nobel Fisika 2017),[7] dan pinset optik (Nobel Fisika 2018).[8]
Tekanan radiasi juga dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan momentum medan elektromagnetik klasik atau momentum foton, partikel cahaya. Interaksi gelombang elektromagnetik atau foton dengan materi dapat melibatkan pertukaran momentum. Berdasarkan hukum kekekalan momentum, setiap perubahan total momentum gelombang atau foton harus diimbangi oleh perubahan momentum yang sama besar tetapi berlawanan arah pada materi yang berinteraksi (hukum ketiga Newton), seperti yang digambarkan pada ilustrasi untuk kasus cahaya yang dipantulkan sempurna oleh permukaan. Transfer momentum inilah yang menjadi penjelasan umum untuk apa yang kita sebut tekanan radiasi.
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ↑ DURRANT, C (1971-09). "Stellar atmospheres By D. Mihalas. Pp xiv + 463. W. H. Freeman and Company Ltd, Reading. 1971. E7.50". Endeavour. 30 (111): 152. doi:10.1016/0160-9327(71)90045-7. ISSN 0160-9327.
- ↑ Eddington, Arthur S. (1988-01-28). The Internal Constitution of the Stars. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-33708-3.
- ↑ McCormick, N.J. (1995-11). "Identities for the chandrasekhar polynomials in the spherical harmonics radiative transfer method". Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 54 (5): 851–856. doi:10.1016/0022-4073(95)00107-v. ISSN 0022-4073.
- ↑ Hecht, Jeff (2022-08-31). Wavelength-Division Multiplexing Optics. SPIE.
- ↑ Cohen-Tannoudji, Claude N. (1998-07-01). "Nobel Lecture: Manipulating atoms with photons". Reviews of Modern Physics (dalam bahasa Inggris). 70 (3): 707–719. doi:10.1103/RevModPhys.70.707. ISSN 0034-6861.
- ↑ Wineland, David J. (2013-07-12). "Nobel Lecture: Superposition, entanglement, and raising Schrödinger's cat". Reviews of Modern Physics (dalam bahasa Inggris). 85 (3): 1103–1114. doi:10.1103/RevModPhys.85.1103. ISSN 0034-6861.
- ↑ Weiss, Rainer (2018-12-18). "Nobel Lecture: LIGO and the discovery of gravitational waves I". Reviews of Modern Physics (dalam bahasa Inggris). 90 (4). doi:10.1103/RevModPhys.90.040501. ISSN 0034-6861.
- ↑ Schirber, Michael (2018-10-04). "Nobel Prize—Lasers as Tools". Physics (dalam bahasa Inggris). 11. doi:10.1103/Physics.11.100. ISSN 1943-2879.