Courtesy of Wired

Mengungkap Rahasia Konstanta Listrik dan Hubungannya dengan Cahaya

Menjelaskan asal-usul dan nilai konstanta listrik sebagai salah satu konstanta fisika fundamental, hubungan matematisnya dengan konstanta lain seperti permitivitas dan kecepatan cahaya, serta mengungkap bagaimana konstanta tersebut ditemukan dan mengapa penting dalam memahami dunia fisika dan kehidupan sehari-hari.

17 Agt 2025, 18.00 WIB

21 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Konstanta fisika memainkan peran kunci dalam memahami interaksi dasar di alam semesta.
Hukum Coulomb mengatur gaya antara muatan listrik dan merupakan dasar bagi banyak konsep dalam fisika.
Konstanta listrik dan permittivitas ruang hampa memiliki hubungan yang mendalam dengan fenomena elektromagnetik.

Konstanta fisika seperti kecepatan cahaya, konstanta gravitasi, dan konstanta listrik merupakan angka khusus yang digunakan dalam model fisika untuk menjelaskan alam semesta. Meskipun nilai-nilai ini tidak dapat diturunkan secara teoretis, mereka sangat penting dalam menentukan bagaimana alam bekerja, termasuk kemampuan alam semesta mendukung kehidupan.

Salah satu konstanta paling dasar adalah konstanta listrik, atau k, yang dipakai dalam hukum Coulomb untuk menghitung gaya listrik antara dua muatan. Dua benda dengan muatan berlawanan akan tarik-menarik, sedangkan muatan sejenis akan tolak-menolak. Charles-Augustin de Coulomb lah yang pertama kali memformulasikan hukum ini melalui percobaan dengan alat torsion balance.

Coulomb menemukan bahwa gaya listrik berbanding lurus dengan hasil kali dua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar muatan. Namun, pada masanya, Coulomb tidak bisa mengetahui nilai pasti k karena belum ada cara untuk mengukur muatan listrik secara akurat.

Konstanta k ternyata bisa dihubungkan dengan konstanta lain, yaitu permitivitas ruang hampa (ε0). Permitivitias ini mengukur kesulitan menciptakan medan listrik di ruang kosong. Dengan rumus yang melibatkan permitivitas dan juga permeabilitas ruang hampa (μ0), kita bisa mengaitkan nilai k dengan kecepatan cahaya, yang menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

Penemuan hubungan antara konstanta-konstanta fundamental ini menunjukkan bahwa beberapa dari mereka saling terkait dan tidak sepenuhnya berdiri sendiri. Ini berarti, jika kita tahu dua dari tiga konstanta ini, kita bisa menghitung yang ketiga. Hal ini mengingatkan kita bahwa sistem satuan dan konstanta sangat bergantung pada pilihan manusia dan pengukuran eksperimental.

Referensi:
[1] https://wired.com/story/what-is-the-electric-constant-and-why-should-you-care/

Analisis Ahli

Richard Feynman

"Konstanta fisika bukan hanya angka tak terjelaskan, melainkan kunci bagi struktur alam semesta yang menunjukkan bagaimana hukum fisika bekerja."

Albert Einstein

"Memahami konstanta fundamental adalah langkah penting untuk menyatukan teori relativitas dan mekanika kuantum yang mendasari segala fenomena fisika."

Analisis Kami

"Konstanta listrik dan permitivitas ruang hampa adalah contoh bagaimana ilmu fisika berdiri di atas pengukuran dan kejelasan matematis namun tidak lepas dari sistem konvensi yang kita buat. Pengetahuan seperti ini membuka wawasan kita bahwa fundamentalitas konstanta fisika juga merupakan hasil kerja tim gabungan antara eksperimen dan definisi satuan yang kita pilih."

Prediksi Kami

Dengan pemahaman yang terus berkembang tentang hubungan antar konstanta fundamental, di masa depan mungkin akan ditemukan cara baru untuk lebih akurat mengukur atau menghubungkan konstanta-konstanta ini dalam teori fisika yang lebih terpadu, mungkin membuka jalan pada teori fisika yang lebih mendalam atau pengembangan teknologi elektromagnetik baru.

Pertanyaan Terkait

Apa itu konstanta listrik dan mengapa penting?

Konstanta listrik adalah nilai yang digunakan untuk menghitung gaya antara muatan listrik dan penting karena semua materi terdiri dari partikel bermuatan.

Siapa yang mengembangkan hukum Coulomb?

Hukum Coulomb dikembangkan oleh Charles-Augustin de Coulomb, seorang fisikawan Prancis.

Bagaimana Coulomb menemukan nilai konstanta listrik?

Coulomb tidak mengetahui nilai konstanta listrik, tetapi melalui eksperimen, para ilmuwan kemudian menemukan nilai tersebut.

Apa hubungan antara permittivitas ruang hampa dan kecepatan cahaya?

Permittivitas ruang hampa berhubungan dengan kecepatan cahaya karena keduanya terhubung dalam teori elektromagnetisme.

Mengapa konstanta fisika dianggap fundamental?

Konstanta fisika dianggap fundamental karena tidak dapat diturunkan secara teoritis dan hanya dapat diukur secara empiris.