Di dalam salah satu buku saya yang berjudul “Mekanika Kuantum”, telah dijelaskan secara singkat dan jelas bagaimana sejarah munculnya Ramalan Bencana Ultraviolet. Pada tahun 1900-an, dua orang fisikawan Inggris bernama Lord Rayleigh dan Sir James Jeans melakukan eksperimen radiasi benda hitam berdasarkan teori Distribusi Maxwell-Boltzmann tentang distribusi kecepatan molekul gas yang di panaskan dalam bejana tertutup dan kurva intensitas radiasi benda hitam Heinrich Rubens.
Sebelumnya, seorang fisikawan Skotlandia bernama James Clerk Maxwell telah melakukan eksperimen kinetika gas menggunakan molekul gas yang dipanaskan di dalam bejana tertutup. Pada eksperimen ini gas yang dipanaskan akan memiliki energi kinetik yang memenuhi distribusi tertentu.
Pada 1877, seorang fisikawan Austria bernama Ludwiq Boltzmann pernah melakukan hal yang sama dengan Maxwell dan menghasilkan kurva distribusinya sendiri, yang sepintas terlihat sama dengan teori Maxwell. Oleh sebab itu, teori ini lebih dikenal sebagai Distribusi Maxwell-Boltzmann.
Kemudian, pada tahun 1900, seorang fisikawan Jerman bernama Heinrich Rubens melakukan eksperimen radiasi benda hitam di Berlin. Berdasarkan hasil eksperimennya tersebut, Rubens mendapatkan grafik intensitas radiasi benda hitam terhadap frekuensi berbentuk kurva yang sangat mirip dengan kurva distribusi kecepatan molekul gas Maxwell.
Berdasarkan penemuan tersebut, maka fisikawan pada zaman itu pun menyimpulkan bahwa model kinetika gas dapat digunakan untuk mempelajari radiasi benda hitam. Beberapa di antara mereka adalah Lord Rayleigh dan Sir James Jeans. Pada tahun 1905, Lord Rayleigh dan Sir James Jeans berhasil menurunkan persamaan desitas energi radiasi benda hitam per satuan frekuensi sebagai berikut:
Berdasarkan penemuan tersebut, maka fisikawan pada zaman itu pun menyimpulkan bahwa model kinetika gas dapat digunakan untuk mempelajari radiasi benda hitam. Beberapa di antara mereka adalah Lord Rayleigh dan Sir James Jeans. Pada tahun 1905, Lord Rayleigh dan Sir James Jeans berhasil menurunkan persamaan desitas energi radiasi benda hitam per satuan frekuensi.
Masalah pun terjadi, jika Hukum Rayleigh-Jeins ini benar, maka untuk frekuensi tinggi kita dapat meramalkan bahwa daya energi yang dipancarkan oleh benda hitam akan sangat besar sekali, bahkan mendekati tak terhingga. Ramalan ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Austria bernama Paul Ehrenfest pada tahun 1911. Lantas mengapa Ehrenfest menyebut ramalan ini sebagai Bencana Ultraviolet? Sebab pada masa itu cahaya yang memiliki frekuensi paling tinggi yang sudah ditemukan oleh fisikawan adalah cahaya ultraviolet, sehingga ramalan ini disebut Bencana Ultraviolet. Dalam teorinya tersebut, Ehrenfest pun meramalkan bahwa Bencana Ultraviolet ini tidaklah main-main, radiasi benda hitam pada frekuensi tinggi dapat membakar segala apa yang ada di sekitarnya, bahkan dapat membakar tubuh manusia.
Sumber:
[1] Sugiyono, Vani. 2016. Mekanika Kuantum. Yogyakarta: CAPS.
[2] Beiser, Arthur. 2003. Consepts of Modern Physics. New York: McGraw-Hill Companies.
[3] McEvoy, J.P. dan Zarate, Oscar. 2005. Introducing Quantum Theory a Graphic Guide to Science’s Most Puzzling Discovery. Malta: Gutenberg Press.
[4] Tipler, Paul A. 1969. Modern Physics. New York: Worth Publisher, Inc.