sejarah fisika Hendrik Anton Lorentz

Hendrik Anton Lorentz (1853-1928)

A.           Sejarah Hidup

Hendrik Antoon Lorentz(1853-1928) ialah fisikawan Belanda yang memenangkan Penghargaan Nobel dalam Fisika bersama dengan Pieter Zeeman pada tahun 1902.

            Hendrik Anton Lorentz dilahirkan pada tanggal 18 juli 1853 di Arnhem, Belanda. H.A. Lorentz merupakan keturunan Jerman dan Belanda. Pada umur 13 tahun Lorentz masuk sekolah menengah setelah melalui sekolah dasar yang selalu mendapat juara pertama. Pada sekolah menengah ia langsung duduk di kelas tiga. Pada umur 17 tahun ia menjadi mahasiswa di Universitas Leiden. Hanya satu tahun ia sudah mendapatkan diploma sarjana Selence dengan predikat “Magna cum laude”. Pada tahun 1875 ia memperoleh gelar Doktor dengan tesis yang membicarakan tentang pemantulan dan pembiasan cahaya dalam hal teori elektromagnetik. Ia lulus dengan predikat “Magna cum Laude”. Tesis doctor Lorentz diilhami oleh hasil-hasil penemuan dari Maxwell sebelumnya.

            Pada tahun 1877 ia diangkat menjadi guru besar fisika pada Universitas Leiden. Tahun 1892 Lorentz mengemukakan teori elektron yang berpengaruh besar terhadap perkembangan fisika, terutama fisika teori. Tahun 1895 ia menerbitkan penelitiannya mengenai perubahan bentuk suatu benda yang diakibatkan oleh geraknya dengan kecepatan V melalui eter.

            Pada tahun 1902 Lorentz mendapat hadiah nobel dalam bidang fisika untuk penelitiannya bersama P. Zeeman tentang pengaruh magnetisme terhadap fenomena radiasi. Tahun 1904 ia mengemukakan teorinya yang sekarang kita kenal dengan nama “Transformasi Lorentz”. Pada tahun 1925 ia mendapat gelar Doktor Honorius Causa dalam bidang kedokteran.

            Pada tanggal 10 Februari 1928 Lorentz meninggal di Maarlem. Kegiatan telegraf dan telepon negara Belanda dihentikan selama tiga menit untuk penghormatan terakhir pada saat pemakaman Lorentz berlangsung.  

B.            Konsep yang ditemukan

Pada tahun 1878, Lorentz meneruskan pekerjaanya untuk menyederhanakan teori Maxwell dan memperkenalkan gagasan bahwa medan elektromagnetik ditimbulkan oleh muatan listrik pada tingkat atom. Beliau mengemukakan bahwa pemancaran cahaya oleh atom dan segala jenis optik dapat dirunut ke gerak dan interaksi energi atom.

Tahun 1892 Lorentz mengemukakan teori elektron yang berpengaruh besar terhadap perkembangan fisika, terutama fisika teori. Pada tahun 1895, Lorentz mendapatkan seperangkat persamaan yang mentransformasikan kuantitas elektromagnetik dari suatu kerangka acuan ke kerangka acuan lain yang bergerak relatif terhadap yang pertama meski pentingnya penemuan itu baru disadari 10 tahun kemudian saat Albert Einstein mengemukakan teori relativitas khususnya. Teori ini dikenal dengan nama “Transformasi Lorentz”.

Pada tahun 1904 Lorentz mengemukakan transformasi-transformasi yang betul dan menerbitkan sebilangan hasil daripada transformasi-transformasi itu, seperti perubahan jisim dengan halaju. Beliau juga menerbitkan  penelitianya mengenai perubahan bentuk suatu benda yang diakibatkan oleh geraknya dengan kecepatan V melalui eter. Dalam hal ini beliau mendukung hipotesis Fitzgorald yang menyatakan bahwa benda itu akan menyusut dengan factor.

Teori ini yang kini dikenal sebagai Teori Eter Lorentz (LET). Lorentz juga menentukan gaya magnetik yang terjadi pada penghantar arus listrik dan berada dalam medan magnetic atau biasa disebut dengan ‘gaya Lorentz’. Yang besar dari gaya lorentz dirumuskan:

F = i . l . B

Dimana : F = gaya lorentz (Newtom)

               i  = kuat arus (Ampere)

               l = panjang kawat (Meter)

               B = medan magnet (weber/m_­­²)

C.           Pengembangan Konsep

Penggunaan transformasi Lorentz menghasilkan formula penjumlahan kecepatan baru yang ternyata sesuai dengan teorema penambahan kecepatan eksperimen Fizeau, (padahal Fizeau sendiri telah mengamati fenomena ini sekitar setengah abad sebelum Einstein tertarik pada relativitas.) Formula ini menghasilkan kecepatan total yang maksimal sama dengan c, sehingga kecepatan cahaya selalu sama dengan c tanpa memperdulikan kecepatan gerak sumber. Untuk kasus dengan kecepatan-kecepatan yang jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya, transformasi Lorentz tereduksi menjadi transformasi Galilean yang cocok dengan pengamatan fisika klasik
Jadi transformasi ini dapat memecahkan problem ketidakcocokan semu antara prinsip relativitas dan konstannya kecepatan cahaya. Namun kosenkuesinya adalah, waktu tidak lagi bersifat tegar, melainkan menjadi suatu variabel elastik yang dapat berubah sesuai dengan kecepatan relatif kedua kerangka acuan.

Pada tahun 1896, salah satu mahasiswa Pieter Zeeman menemukan bahwa garis spekral atom dalam medan magnet akan terpecah menjadi beberapa komponen yang frekuensinya agak berbeda. Hal tersebut membenarkan pekerjaan lorentz sehingga mereka berdua dianugrahi Nobel pada tahun 1902. Teori Lorentz juaga dikembangkan oleh Clerk Maxwell yang menemukan sifat elektromagnetik cahaya yang dikenal dengan persamaan Maxwell

Dengan definisi yang lebih akurat dikatakan bahwa waktu tidak lagi memainkan peranan sebagai variabel independen, melainkan telah terkopel ke dalam ruang. Ruang dan waktu bersatu. Rumusan massa dan energi yang sebelumnya terpisah juga menjadi satu,formula E=mc2 diturunkan langsung dari transformasi tersebut. Formula tersebut sudah mendapat cukup banyak dukungan eksperimental terutama dari reaksi transformasi nuklir.Dan teori ini dikembangkan oleh Einsten.

D.           Aplikasi Konsep

Aplikasi transformasi Lorentz melahirkan formula penjumlahan kecepatan yang ternyata sesuai dengan teorema penembahan kecepatan Fizeau. Formula ini membatasi kecepatan total maksimal sebesar c sehingga kecepatan cahaya selalu sama dengan c tanpa mengidahkan gerak sumber.

Aplikasi gaya magnetik yang sederhana banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada motor listrik contohnya pada mixer, CD player, kipas angin, computer,dan menjumpai pula pada galvanometer yang merupakan komponen dasar amperemeter dan voltmeter.

E.            Pengembangan Konsep Masa Depan

 Dengan konsep yang dikemukakan di atas maka kelak, kita dapat menghidupkan komputer tanpa aliran listrik. Handphone dan laptop pun bisa dioperasikan tanpa harus direpotkan oleh ada-tidaknya listrik atau aktif-tidaknya baterai.

F.         Pertanyaan – Pertanyaan

1. Jelaskan secara singkat sejarah hidup Hendrik Anton Lorentz !

2. Apakah konsep yang ditemukan oleh Hendrik Anton Lorentz ?

3. Bagaimanakah cara kita untuk mengetahui besar dari Gaya Lorentz?

     Jelaskaan !

4. Dalam mengaplikasikan konsep gaya lorentz, jika suatu daerah selain

 medan magnet  terdapat juga medan listrik Ē. Berapakah gaya total yang

 bekerja pada muatan yang sedang bergerak dalam daerah tersebut?

        5. Bagaimanakah aplikasi konsep yang dikemukakan oleh Hendrik  

Anton Lorentz ?

Jawaban

1.  Hendrik Anton Lorentz dilahirkan pada tanggal 18 juli 1853 di Arnhem, Belanda. H.A. Lorentz merupakan keturunan Jerman dan Belanda. Pada umur 13 tahun Lorentz masuk sekolah menengah setelah melalui sekolah dasar yang selalu mendapat juara pertama. Pada sekolah menengah ia langsung duduk di kelas tiga. Pada umur 17 tahun ia menjadi mahasiswa di Universitas Leiden. Hanya satu tahun ia sudah mendapatkan diploma sarjana Selence dengan predikat “Magna cum laude”. Pada tahun 1875 ia memperoleh gelar Doktor dengan tesis yang membicarakan tentang pemantulan dan pembiasan cahaya dalam hal teori elektromagnetik. Ia lulus dengan predikat “Magna cum Laude”. Pada tahun 1877 ia diangkat menjadi guru besar fisika pada Universitas Leiden.

            Pada tahun 1902 Lorentz mendapat hadiah nobel dalam bidang fisika untuk penelitiannya bersama P. Zeeman tentang pengaruh magnetisme terhadap fenomena radiasi. Pada tahun 1925 ia mendapat gelar Doktor Honorius Causa dalam bidang kedokteran.

            Pada tanggal 10 Februari 1928 Lorentz meninggal di Maarlem. Kegiatan telegraf dan telepon negara Belanda dihentikan selama tiga menit untuk penghormatan terakhir pada saat pemakaman Lorentz berlangsung.  

2.   Lorentz mendapatkan seperangkat persamaan yang mentransformasikan kuantitas elektromagnetik dari suatu kerangka acuan ke kerangka acuan lain yang bergerak relatif terhadap yang pertama meski pentingnya penemuan itu baru disadari 10 tahun kemudian saat Albert Einstein mengemukakan teori relativitas khususnya. Teori ini dikenal dengan nama “Transformasi Lorentz”.

Pada tahun 1904 Lorentz mengemukakan transformasi-transformasi yang betul dan menerbitkan sebilangan hasil daripada transformasi-transformasi itu, seperti perubahan jisim dengan halaju. Beliau juga menerbitkan  penelitianya mengenai perubahan bentuk suatu benda yang diakibatkan oleh geraknya dengan kecepatan V melalui eter.

Teori ini yang kini dikenal sebagai Teori Eter Lorentz (LET). Lorentz juga menentukan gaya magnetik yang terjadi pada penghantar arus listrik dan berada dalam medan magnetic atau biasa disebut dengan ‘gaya Lorentz’.

3. Untuk mengetahui besar gaya Lorentz dapat dilakukan percobaan dengan menempatkan kawat berarus listrik tegak lupus arah Medan magnet. Kemudian, dengan mengubah besar arus dan kyat Medan magnet didapat besar gaya Lorentz yang dirumuskan sebagai berilut :

F = i . l . B

Dimana : F = gaya lorentz (Newtom)

               i  = kuat arus (Ampere)

               l = panjang kawat (Meter)

               B = medan magnet (weber/m_­­²)

4. Jika di daerah itu selain Medan magnet  juga terdapat Medan listrik Ē, maka gaya total yang bekerja pada statu muatan Q yang sedang bergerak di dalam daerah tersebut adalah

F_i = Q [Ē + (V x )]

Dimana F_i disebut gaya Lorentz

5. Aplikasi transformasi Lorentz melahirkan formula penjumlahan kecepatan yang ternyata sesuai dengan teorema penembahan kecepatan Fizeau. Formula ini membatasi kecepatan total maksimal sebesar c sehingga kecepatan cahaya selalu sama dengan c tanpa mengidahkan gerak sumber.

Aplikasi gaya magnetik yang sederhana banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada motor listrik contohnya pada mixer, CD player, kipas angin, computer,dan menjumpai pula pada galvanometer yang merupakan komponen dasar amperemeter dan voltmeter.