Sebelum membicarakan sejarah perkembangan elektromagnetisme kita seharusnya mengenal terlebih dahulu pengertian dari elektromagnetisme. Elektromagnetisme ialah cabag dari ilmu fisika yang membicarakan tentang kemagnetan yakni medan magnet dan medan listrik. Elektomagnetisme memiliki arti bahwa medan listrik dan medan magnet tidak bisa dipisahkan atau mereka akan saling berhubungan. Dalam postingan ini kita akan mengetahui bagaimana sejarah kemajuan elektromagnetisme yang dikemukakan oleh para tokoh fisika. Tokoh-tokoh fisika seperti Faraday, Franklin, Oested beberapa tokoh fisika yang ikut mempengarui perkembangan elektomagnetisme.
Sejarah Perkembangan Elektromagnetisme
Studi ihwal elektromagnetisme dimulai dari studi eksperimental efek-efek listrik statik dan magnet statik. Orang sudah sejak lama mengetahui bahwa dengan cara menggosok bahan-materi tertentu pada rambut kering mampu mengakibatkan gejala saling tolak-menolak antara benda yang digosok tersebut dengan rambut. Kompas yang terbuat dari magnet juga telah digunakan oleh orang Cina semenjak tahun 100 SM. Studi sistematis kelistrikan dimulai sejak penemuan generator elektrostatik yang ditemukan oleh Otto von Guerike (1602-1686), sedangkan Pieter Van Muschenbroek (1692-1761) merupakan orang pertama membuat alat yang mampu menyimpan muatan listrik yang disebut “Leiden Jar”. Selanjutnya sel voltaik (baterai) ditemukan oleh Volta di Itali tahun 1799.
Pada eksperimen yang sungguh berbahaya tahun 1752, Benjamin Franklin memakai suatu pisau untuk menghimpun muatan listrik yang berasal dari petir dan menyimpannya di Leiden Jar. Franklin lalu memberikan bahwa muatan tersebut memiliki sifat-sifat yang serupa dengan muatan yang dihasilkan oleh generator elektrostatik. Hal ini membuktikan bahwa cahaya hanyalah ialah salah satu manifestasi kelistrikan. Sumbangan besar Franklin kepada kelistrikan ialah gagasannya yang mengatakan bahwa muatan listrik ada dua jenis yang disebutnya muatan negatif dan muatan faktual. Muatan sejenis tolak-menolak sedangkan muatan berlawanan jenis tarik menarik. Dengan asumsi sederhana tersebut ia mampu menjelaskan semua fakta eksperimen tentang kelistrikan, sedangkan teori yang ada sebelumnya membutuhkan 20 buah asumsi yang berlawanan tergolong bentuk partikel yang berlainan dalam medium yang berlainan. Ini juga merupakan salah satu teladan penggunaan Ockham’s Razor dalam menentukan teori yang dipakai jikalau ada banyak teori. Franklin juga memberikan bahwa ada kekerabatan antara kelistrikan dan kemagnetan sebab besi mampu dimagnetisasi dengan menempatkannya di sekitar kawat penghantar yang dialiri arus listrik.
Pada tahun 1750, John Mitchell di Cambridge, mendapatkan bahwa kutub magnet sejenis tolak-menolak dengan gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua kutub magnet. Pada awal tahun 1785, orang Perancis berjulukan Charles Augustin Coulomb memberikan bahwa baik gaya magnetik maupun gaya listrik mengikuti hukum yang mengatakan bahwa gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang kini diketahui selaku aturan Coulomb pada masalah listrik statis.
Di Jerman berkembang pemikiran filosofis bahwa materi tidak mati sebagaimana diyakini oleh kalangan mekanis, tetapi hidup dengan suatu roh dunia universal yang menghubungkan semua gaya. Salah seorang pengikut ajaran listrik ini adalah Immanuel Kant (1724-1804) yang tolak-menolak dengan gaya tarik-menarik yang membentuk materi. Jika cuma gaya tolak-menolak yang ada, maka semua materi akan berpisah (tersebar), dan bila hanya gaya tarik-menawan yang ada maka semua bahan akan menyatu menjadi sebuah titik. Ketidakseimbangan antara gaya tarik-mempesona dan gaya tolak-menolak merupakan pangkal tolak analisis teoritis kepada struktur zat padat dan cairan meskipun gaya bukanlah manifestasi dari sebuah gaya hidup.
Penelitian tentang gejala kelistrikan dan kemagnetan sungguh menarik perhatian Ilmuan Jerman, sebab eksistensi polaritas dalam fenomena kelistrikan dan kemagnetan sesuai dengan filsafat yang mereka yakini. Gagasan ini juga memperlihatkan bahwa setiap imbas yang timbul menyebabkan imbas kebalikannya alasannya adalah semua gaya saling berafiliasi. Gagasan bahwa setiap efek ada kebalikannya ialah hal yang sungguh mendasar dalam konsep fisika modern. Sebagai contoh, jikalau kita menghubungkan dua potong kawat penghantar yang yang dibuat dari dua jenis materi yang berlawanan, lalu memanaskan persambungan kawat tersebut, maka sebuah tegangan akan timbul di kedua ujung kawat penghantar yang bebas, yang merupakan prinsip yang dipakai untuk membuat termokopel untuk mengukur suhu. Efek ini dikemukakan oleh Thomas Seebeck seorang ahli filsafat alam Jerman. Sebaliknya, sebuah tegangan yang diberikan pada ujung-ujung penghantar dengan polaritas yang samaakan menurunkan suhu, yang merupakan prinsip yang mendasari pendingin termoelektrik yang sering dipakai untuk mendinginkan rangkaian elektro.
Keyakinan akan keterhubungan antara semua gaya yang ada di alam menuntut Hans Chistian Oersted di Copenhagen tahun 1807 menginformasikan bahwa beliau sudah melihat suatu hubungan antraa kelistrikan dan kemagnetan. Oersted mendapatkan bahwa suatu magnet akan bergerak melingkar di sekeliling kawat penghantar yang dialiri arus listrik, dan suatu kawat penghantar yang dialiri arus listrik akan bergerak disekitar magnet. Penemuan ini merupakan prinsip yang digunakan untuk menciptakan suatu motor listrik. Kontribusi besar berikutnya dalam bidang kelistrikan dan kemagnetan tiba dari teoretisi Andre Marie Ampere (1775-1836) di Perancis, dan eksperimentalis Michael Faraday (1791-1867) di Inggris. Ampere mengembangkan suatu teori untuk perkiraan gaya magnetik yang diakibatkan oleh suatu pedoman listrik, dan ia menyarankan bahwa efek magnetik beberapa zat padat diakibatkan oleh suatu arus listrik, dan dia menyarankan bahwa imbas magnetik beberapa zat padat diakibatakan oleh arus sirkular kecil dalam partikel yang membentuk materi tersebut. Sedangkan Faraday sungguh kurang dalam matematika tetapi merupakan fisikawan eksperimentalis yang sungguh hebat. Eksperimennya yang sungguh penting dalam elektromagnetisme ialah induksi arus listrik yang dijalankan Faraday pada tahun 1831, ialah sebuah loop (kawat penghantar tertutup) akan mempunyai arus listrik jika loop tersebut di gerakkan didekat medan magnet atau magnet yang digerakkan mendekati dan menjauhi loop. Penemuan ini menjadi prinsip dasar pengerjaan generator listrik secara mekanis sebagaimana kita lihat pada sentra pembangkit tenaga listrik yang digerakkan oleh air atau panas (uap).
Walaupun secara matematis Faraday tidak menunjukkan rumusan terhadap teori elektromagnetisme, tetapi dia membuat model kualitatif bagaimana listrik dan magnet berinteraksi. Faraday mengandalkan partikel listrik atau magnet menghasilkan sebuah garis gaya yang dipancarkan dari kutub (muatan) positif kearah muatan (kutub) negatif. Masing-masing garis gaya yang dihasilkan tidak pernah saling berpotongan. Jumlah garis gaya yang melewati suatau luasan permukaan ialah ukuran besar lengan berkuasa gaya yang dihasilkan. Karena luas permukaan yang dibuat oleh ruang berupa bola sepadan dengan kuadrat jarak dari sentra bola, intensitas gaya makin berkurang jikalau jarak dari sentra muatan listrik atau magnet bertambah besar. Hal ini merupakan konsekuensi logis hokum kebalikan kuadrad jarak. Faraday juga yakin bahwa garis gaya akan tetap keluar atau masuk ke muatan listrik atau ke kutub magnet meskipun hanya ada satu jenis muatan atau kutub. Gagasan tersebut kesannya membuat Fraday kemudian memperkenalkan konsep medan (field) selaku sesuatu besaran fisis yang mampu menghasilkan gaya magnetik, gaya listrik, atau gaya gravitasional. Konsep medan ini merupakan salah satu rancangan yang sungguh penting di dalam semua pengkajian teoretis fisika modern.
James Clerk Maxwell (1831-1879) ialah fisikawan pertama yang menjajal merumuskan gagasn-ide Faraday seacra kuantitatif atau secara matematis. Maxwell mendefinisikan konsep garis dengan menggunakan mekanika Newton dan menggambarkan garis gaya selaku suatu tabung rotasi fluida (eter) yang mempunyai sifat-sifat yang cocok dengan yang diisyaratkan oleh Faraday tentang garis gaya. Rotasi akan menjadikan tabung mengembang ke samping dan kontraksi secara longitudinal. Dengan desain itu, Maxwell berhasil merumuskan dan menggabungkan hukum-hukum kelistrikan dan kemagnetikan secara matematis dalam empat buah persamaan yang lalu diketahui selaku persamaan Maxwell.
Salah satu hasil yang sangat penting dari teori atau persamaan Maxwell ialah prediksinya kepada kecepatan gelombang elektromagnetik yang serupa dengan kecepatan cahaya. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya yakni suatu fenomena elektromagnetik. Penemuan elektromagnetisme diaplikasikan dengan cepat untuk menghasilkan berbagai perlengkapan. Sebagai pola, telegraf yang didapatkan oleh Charles Wheatstone pada tahun 1837 cuma berselang setahun dari inovasi baterai, dan generator listrik mudah pertama dibentuk oleh Werner Siemens di Jerman pada tahun 1866, ialah 35 tahun setelah penemuan induksi arus listrik oleh Faraday.
Sumber : Damanik, Asan. 2009. Pendidikan Sebagai Pembentukan Watak Bangsa Sebuah Refleksi Konsteptual-Kritis dari Sudut Pandang Fisika. Yogyakarta : Penerbit Universitas Sanata Dharma.