Berapa Massa Warna Biru?

Pertanyaan di atas dapat diganti dengan “apakah warna punya massa?”

Pertanyaan-pertanyaan seperti ini terasa ganjil di telinga kita. Warna kok punya massa? Inilah diskusi yang terjadi di milis angkatan kami, FT ITB 96 beberapa waktu yang lalu. Seru…

Tapi saya menunggu hari ini untuk menulis, bukan karena hari Minggu, melainkan karena sekarang adalah tanggal 7 Oktober, hari kelahiran Niels Bohr. Bohr lahir pada 7 Oktober 1885 dan meninggal 18 November 1962. Sulit memungkiri kehadiran Bohr dalam sejarah dunia modern, baik itu dalam sains ataupun dalam politik, terlepas dari teori konspirasi yang ada.

Selamat ulang tahun, Niels Bohr.

Baiklah, kita kembali ke topik kita, bagaimana menghitung massa warna biru.

Warna adalah salah satu fenomena cahaya yang disaksikan oleh mata kita. Warna adalah bagian dari radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik ini adalah nama lain dari “cahaya”. Cahaya diidentifikasi oleh panjang gelombang. Warna-warna yang tampak oleh mata adalah cahaya dengan panjang gelombang antara 400 nm dan 700 nm seperti yang diilustrasikan berikut ini. (nm adalah singkatan dari nano meter, atau 10-9 m.)

Cahaya yang di luar daerah 400 nm – 700 nm juga memiliki warna, hanya saja mata kita tidak dapat melihatnya. Warna disebut juga cahaya tampak (visilbe light), sedangkan yang di luar itu disebut cahaya taktampak (invisible light). Sinar infrared (panjang gelombang sekitar 1000 nm) dan sinar X (sekitar 1 nm) adalah contoh cahaya taktampak.

Sudah disebutkan tadi bahwa identifikasi radiasi elektromagnetik adalah panjang gelombang. Dengan kata lain, panjang gelombang adalah karakteristik, atau identitas, radiasi elektromagnetik. Warna biru, misalnya, memiliki panjang gelombang pada daerah 460 nm. Jika sebuah radiasi elektromagnetik memiliki panjang gelombang 700 nm, maka itu pasti bukan biru, melainkan merah. Satu panjang gelombang identik dengan satu jenis warna. Ini mirip dengan sidik jari pada manusia yang unik.

Sesuatu yang diindetifikasi oleh panjang gelombang disebut “gelombang”. Oleh sebab itu, radiasi elektromagnetik dapat juga dikatakan “gelombang elektromagnetik”.

Sebagai catatan, identifikasi, atau identitas, atau karakteristik dalam fisika adalah besaran fisis yang menjadi identitas dari sebuah objek. Lagi-lagi, ini mirip sidik jari pada manusia.

Selain panjang gelombang, besaran fisis yang dapat menjadi identitas adalah massa. Jika panjang gelombang adalah identitas dari gelombang, maka massa adalah identitas dari partikel.

Massa sebagai identitas partikel sudah pernah saya bahas di artikel “Massa sebuah benda itu”.

Elektron, misalnya, memiliki massa 9.11 x 10-31 kg. Jika ada sebuah partikel dengan massa 9.11 x 10-30 kg, maka sudah pasti bukan elektron meskipun muatannya sama. Jadi, massa pada partikel adalah seperti sidik jari pada manusia.

Catatan lagi, massa sebagai identitas partikel hanya berlaku pada partikel dasar seperti elektron dan quark. Pada materi kompleks, yaitu materi yang disusun oleh sejumlah partikel dasar seperti atom, molekul, serta tubuh kita, butuh sejumlah besaran fisis lain untuk mengidentifikasikannya. Misalnya atom, bersama massa atom, konfigurasi elektron yang tersusun dalam atom tersebut menjadi identitas atom tersebut.

Jadi, fisika memandang hanya ada dua objek di alam semesta ini, yaitu gelombang dan partikel. Segala sesuatu yang diidentifikasikan oleh panjang gelombang masuk kategori objek gelombang. Sedangkan yang diidentifikasikan oleh massa masuk kategori partikel.

Namun, ini tidak berarti sebuah partikel tidak punya panjang gelombang. Sebaliknya tidak berarti sebuah gelombang tidak punya massa. Ada relasi antara identitas gelombang dan identitas partikel dan relasi ini diusulkan oleh Louis de Broglie, seorang fisikawan Prancis dan peraih Nobel Fisika tahun 1929.

Menurut de Broglie, sebuah partikel juga memiliki identitas panjang gelombang, dan, sebuah gelombang juga memiliki identitas massa. Kedua besaran identitas ini disetarakan dalam sebuah persamaan

\lambda = \frac{h}{m\,v},

dengan \lambda, h, m, v adalah panjang gelombang (m), konstanta planck (6.62 x 10-34 m2.kg/s), massa (kg) dan kecepatan (m/s).

Relasi panjang gelombang—massa ini disebut hipotesis “dualisme gelombang—partikel” de Broglie.

Kita sekarang bisa hitung berapa massa warna biru. Katakanlah warna biru itu memiliki panjang gelombang 460 nm. Karena warna adalah cahaya, maka dia bergerak dengan kelakuan cahaya, v = 3 x 108 m/s. Masukkan semua angka-angka yang dibutuhkan ke dalam persamaan itu, maka kita dapatkan m = 4.80 x 10-36 kg. Jadi, massa warna biru adalah 4.80 x 10-36 kg, sebuah massa yang teramat kecil… nyaris nol.

Lain waktu kita akan bahas lebih dalam tentang perilaku dualisme gelombang—partikel ini, apa pentingnya hipotesis de Broglie ini dalam fisika dan, tentu saja, peradaban umat manusia. Sudah pasti hipotesis ini juga terkait dengan sumbangsih Niels Bohr pada dunia…

Author: febdian RUSYDI

a physicists, a faculty, a blogger.

5 thoughts on “Berapa Massa Warna Biru?”

Leave a Reply