Penghitungan Maxwell

Penghitungan Maxwell

James Clerk Maxwell (1831-1879), seorang ahli fisika Skotlandia, memperluas penemuan Michael Faraday dan yang lainnya mengenai listrik dan medan magnet  membuat dasar kerja untuk pengembangan radio,televisi dan banyak peralatan elektronik lainnya.

Dari tahun 1855 sampai 1873, Maxwell berusaha mengembangkan ekspresi matematika dari perilaku listrik dan medan magnet yang telah diungkapkan oleh hukum Faraday yang pertama. Dalam karyanya Electricity and Magnetism (1873), Maxwell menghadirkan empat penghitungan diferensial parsial yang menjelaskan hubungan antara goyangan arus listrik dan medan magnet. Dia juga menemukan bahwa kecepatan perambatan suatu medan magnet kira-kira sama dengan kecepatan cahaya, dan dari hasil ini dia menyatakan bahwa cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnet.

Maxwell berkirim surat kepada Faraday maupun kepada William Thomson (Lord Kelvin), untuk membangun konsep awal Faraday tentang bidang yang digunakan untuk membawa atau menghantarkan gaya magnet. Maxwell merumuskan bahwa penghitungan diferensial parsial bukan sekedar hukum induksi yang telah diungkapkan oleh Faraday tetapi juga hukum Ampere dan hukum Kolombus. Maxwell menemukan bahwa istilah tambahan, displacement current, harus ditambahkan kepada hukum Ampere untuk mengembangkan serangkaian hukum yang lengkap dan konsisten yang bisa menjelaskan semua fenomena elektromagnetik.

Maxwell beranggapan bahwa radiasi elektromagnetik merambat dalam bentuk gelombang melalui medium, ether, dan bahwa jalur gaya elektromagnetik terganggu di dalam eter. Karya berikutnya yang dihasilkan oleh Albert A. Michelson (1852-1931) dan Edward W. Morley (1838-1923) pada tahun 1887 menunjukkan bahwa konsep ether tidak bisa didukung. Tetapi, empat model penghitungan Maxwell menjelaskan bahwa fenomena elektromagnetik tidak tergantung kepada hadirnya medium ether dan tetap valid. Penggunaan yang hanya kadang-kadang pada periode tahun 1873 sampai 1887 atas konsep ether yang imajiner sebagai substansi yang melaluinya gelombang radio menyebar, tertangkap dalam budaya populer, dan istilah itu digunakan selama berabad-abad berikutnya untuk memvisualisasikan medium yang digunakan untuk menyampaikan siaran radio.

Heinrich Hertz (1857-1894) melakukan percobaan pada tahun 1888 untuk menunjukkan bahwa gelombang elektromagnet, berjalan sesuai kecepatan cahaya, bisa dimunculkan melalui udara dan juga bisa dideteksi dengan menggunakan peralatan laboratorium. Setelah melakukan penelitian itu, Guglielmo Marconi (1874-1927) dan para peneliti lainnya pada dekade-dekade berikutnya mulai menyadari bahwa peralatan seperti itu bisa disempurnakan untuk mengirim pesan dari jarak jauh. Dalam hal ini, pengembangan telegram dan radio tanpa kabel bisa dianggap sebagai kasus langsung dari teknologi sebagai pengaplikasian penemuan ilmiah.