Biografi Ilmuwan Fisika

CHRISTIAN HUYGENS

            Christian Huygens lahir pada tanggal 4 April 1629 di Den Haag , Belanda. Huygens berasal dari keluarga terpandang. Ayahnya, Constantin Huygens merupakan sarjana fisika, seorang diplomat, filsuf, dan bahkan artis. Tak heran jika rumahnya sering disinggahi penyair, pelukis, dan filsuf. Orang-orang yang pernah bertamu kerumahnya yaitu Rubens, Rembrant, dan Descrates.

            Huygens tidak pernah bersekolah di sekolah formal. Dia privat dirumah sampai umurnya 16 tahun. Ayahnya berharap ia menjadi ilmuwan hebat dan meminta Mersenne dan Descrates untuk memberikan privat kepada Huygens. Pada saat itu Huygens mulai belajar geometri, cara membuat mode-model mekanikal dan ilmu-ilmu sosial serta belajar cara memainkan alat music lute.

            Pada tahun 1645 sampai 1647, Huygens belajar hukum dan matematika di Universitas Leiden. Selama di Leiden Huygens belajar matematika dibawah bimbingan Van Schooten. Lalu pada tahun 1647 sampai 1649, Huygens melanjutkan belajar hukum dan matematika di Akademi Orange (College of Orange) Breda, Belanda. pada waktu itu dia berkenalan dengan seorang guru matematika jenius yang bernama John Pell. Dengan menggunakan nama ayahnya Huygens mulai melakukan korespodensi dengan mersenne. Lalu Mersenne menantang Huygens untuk menyelesaikan masalah, salah satunnya adalah seutas tali yang ujungnya diberi bandulan. Ternyata Huygens gagal dalam menyelesaikan masalah tersebut. akan tetapi Huygens dapat membuat solusi yang mirip dengan masalah tersebut yaitu seutas tali diberi bandulan jika digantung dan diayun akan menghasilkan bentuk parabola.

            Pada tahun 1650 Huygens mengemukakan “Teori Undulasi”.
Dalam teori ini Huygens menyatakan bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi, hanya bebeda frekuensi dan panjang gelombangnya. Selain itu Huygens memperkenalkan eter sebagai medium (zat perantara) perambatan cahaya. Teori ini dapat menjelaskan peristiwa difraksi, interferensi, dan polarisasi tetapi tidak dapat menjelaskan perambatan cahaya lurus.

            Selain itu pada tahun 1651-1654 Huygens banyak mengulas problem-problem matematika dan mempublikasikannya. Pada tahun 1651 Huygens mempublikasikan judul Cyc1ometriae untuk menunjukkan metode Saint-vincenth yang salah. Kemudian pada tahun 1654 Huygens mempublikasikan judul De Circuli Magnitudine Inventa. Dalam buku ini dia memperbaiki dan membuktikan teori Snellius dan 14 teori geometri Euclidian.

            Pada tahun 1654, Huygens berhasil menemukan cara baru pembuatan lensa. Huygens lalu menunjukan teleskopnya dan para ilmuwan Inggris menggunakan teleskop tersebut. Tidak hanya para ilmuwan, Raja dan Ratu Ingggris juga menggunakan teleskop Huygens untuk mengamati bulan dan saturnus.

            Pada tahun 1655, tepatnya pada tanggal 25 Maret Huygens melakukakan penemuan besar yaitu Titan. Titan merupakan bulan saturnus yang sangat besar. Titan merupakan satelit terbesar diantara 31 satelit saturnus lainnya yang tersusun dari sebagian es dan sebagiannya lagi merupakan material bebatuan. Sedangkan tekanan atmosfernya 1,6 kali tekanan atmosfir Bumi, sehingga kalau dibandingkan, tekanannya sama seperti tekanan di lantai dasar kolam renang, sekaligus merupakan satelit beratmosfer paling tebal, yaitu 300 km. Komposisi atmosfernya sendiri sama seperti Bumi, yakni didominasi oleh nitrogen, namun sebagian besar tersusun dari etana dan metana seperti senyawa kimia yang terdapat dalam kabut asap. Memang, suhu permukaan satelit ini (saat ini) sangat rendah yakni - 178 ̊̊ Celsius, berarti hanya 4 ̊  di atas titik jenuh metana. Hal tersebut disebabkan jaraknya yang begitu jauh dari Matahari. Dengan suhu serendah itu, memang sangat tidak mendukung adanya kehidupan. Namun pandangan lain mengatakan, bahwa meskipun dengan suhu serendah itu, bentuk kehidupan tetap saja berpeluang muncul di dalam danau hidrokarbon yang hangat akibat pemanasan internal yakni pemanasan yang di karenakan tekanan gravitasinya yang sangat besar sehingga pusat satelit ini masih panas. Seperti Bumi dengan inti planetnya yang sangat panas, satelit Titan ini juga memiliki pemanasan yang sama. Satelit yang berukuran satu setengah kali ukuran Bulan, ini membutuhkan waktu untuk mengorbit Saturnus selama 16 hari. Kecepatan rotasinya (mengitari porosnya) membutuhkan waktu 16 hari juga. Dengan begitu sehingga apabila kita melihat Titan dari Planet Saturnus maka yang terlihat hanya setengah bagian saja, sama seperti melihat Bulan dari Bumi. Namun kecepatan gerak Titan enam kali lebih cepat dibanding gerak Bulan. Titan yang bermassa seper seratus ribu massa Bumi dan berjarak 1,2 juta km dari Planet Saturnus, atau tiga kali jarak Bulan ke Bumi, ini setengahnya tersusun dari es dan setengahnya lagi dari material bebatuan. Lapisan bebatuan berada di pusat satelit hingga radius 1.700 km. Di atas bebatuan terdapat lapisan kristal es hingga permukaan satelit yang beradius 2.575 km. Satelit Titan lebih besar dari Planet Merkurius dan merupakan satelit kedua terbesar dari seluruh satelit yang ada di Tata Surya, setelah Ganymede- satelit dari Yupiter. Diameter Titan lebih kecil 112 km dibanding diameter Ganymede,  Huygens juga menguji cincin-cincin Saturnus. Setahun kemudian, Huyges menemukan bahwa cicnin-cincin itu terdiri atas batu-batu. Di tahun yang sama Christiaan mengamati Nebula Orion dengan teleskop modernnya ia dapat membagi nebula itu menjadi bintang-bintang yang berbeda, wilayah yang paling terang di dalam Nebula Orion dinamakan Huygens Region.

Setelah itu Huygens berpikir untuk mencari alat yang bisa mengukur waktu pada setiap kejadian-kejadian astronomis. Lalu Huygens membuat jam yang mampu mengukur waktu hingga hitungan menit. Huygens menggunakan gerakan maju mundur yang biasa terjadi pada bandul atau pendulum yang sedang berayun untuk mengendalikan gigi-gigi jam tersebut. Selain itu Huygens juga menggunakan serangkaian bobot berantai yang jatuh perlahan lahan. Hal ini dimaksudkan untuk memastikan bahwa pendulum bergerak terus menerus.  Pada tahun 1658 Huygens mempresentasikan modelnya yang pertama pada pemerintahan Belanda dan menggambarkannya dalam terbitan. Walaupun bentuk bandul tersebut aneh, tetapi memiliki ketepatan waktu yang tepat. Jam pendulum tersebut sering dikenal sebagai jam kakek. Jam yang menggunakan bandul ini digunakan hingga 300 tahun. Teori mengenai gerak bandul ini diungkapkannya dalam Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (1673).

            Pada tahun 1659, Huygens menerbitkan karyanya Systema Saturnium yang menjelaskan tahap dan perubahan fase cincin Saturnus. Pengamatan ilmuwan lain yaitu Fabri pada tahun 1665, ternyata membenarkan teori Huygens.

            Percobaan Huygens mengenai tumbukan benda elastik memperlihatkan kesalahan hukum Descrates tentang tumbukan. Descrates memformulasikan momentum sama dengan masa kali kecepatan (m x v). Formulasi ini hanya untuk beberapa situasi, tetapi tidak untuk benda yang saling bertabrakan. Lalu pada tahun 1668, tema ini diangkat pada pertemuan Royal Society. Royal Society menanyakan pada Huygens mengenai tumbukan tersebut. Untuk menjawab pertanyaan tersebut Huygens melakukan percobaan dengan menggunakan bola-bola biliyar. Dua buah bola bergerak berlawanan arah saling mendekati. Bola pertama dengan massanya sebesar m₁ dengan kecepatan v_1. Sedangkan bola kedua massanya sebesar m₂ dan bergerak dengan kecepatan v₂. Jika kedua bola tersebut berada pada lintasan yang sama dan lurus, maka pada suatu saat kedua bola tersebut akan bertabrakan. Dengan memperhatikan analisis gaya tumbukan bola tersebut, ternyata sesuai dengan pernyataan hukum III Newton. Kedua bola akan saling menekan dengan gaya F yang sama besar dengan arah yang berlawanan. Akibat adanya gaya aksi dan reaksi tersebut dalam selang waktu t kedua bola akan saling melepaskan diri dengan kecepatan v'₁ dan v'₂. Sedangkan penurunan rumusnya dapat dilakukan dengan meninjau gaya interaksi saat terjadinya tumbukan berdasarkan hukum III Newton. Sehingga dapat disimpulkan bahwa momentum antar dua benda yang dengan massa yang sama, bergerak dengan kecepatan yang sama dan dalam arah yang berlawanan akan sama dengan nol. Jawaban Huygens ini dinamakan dengan hukum kekalan momentum.

            Berkat berbagai penemuan-penemuannya, pada tahun 1666 Huygens mendirikan lembaga Ilmu Pengetahuan Perancis. Huygens memperoleh gaji yang lebih besar dari anggota Royal Society lainnya. Ia mendapatkan rumah dan tinggal diparis selama 15 tahun (1666-1681)

            Pada tahun 1678 Huygens mengemukakan teori difraksi yang dijadikan sebagai prinsip dasar cahaya. Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap wafe front (muka gelombang) dapat memproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang sama seperti panjang gelombang sebelumnya. Dalam hal ini, wavelet dapat diibaratkan seperti gelombang yang ditimbulkan oleh batu pada saat batu jatuh ke dalam air. Prinsip inilah yang digunakan untuk menerangkan terjadinya difraksi cahya pada celah kecil. Pada saat melewati celah kecil, wave front (muka gelombang) akan menimbulkan wavelet-wavelet baru yang jumlahnya tidak terhingga gelombang tidak mengalir lurus saja, tetapi menyebar. Sehingga dapat disimpulkan difraksi merupakan penyebaran gelombang.

            Kondisi tubuh Huygens tidak begitu prima. Terlebih beliau sering bolak-balik Prancis-Belanda. Hal inilah yang membuat Huygens menderita sakit berat pada tahun 1679 dan kambuh pada tahun 1681. Setelah sembuh dia sangat bekerja keras dengan penemuannya. Tetapi setelah menderita sakit selama 14 tahun, Huygens meninggal dunia diusia 66 tahun pada tanggal 8 Juli 1695 di Den Haag.