GELOMBANG CAHAYA Fayeza Camalia (4201412076) Erien Setiana (4201412187)
GELOMBANG CAHAYA
Fayeza Camalia(4201412076)
Erien Setiana (4201412187)
GELOMBANG CAHAYA
Pernahkah anda memandang bintang di langit ketika malam hari ??
Bagaimana cahaya bintang itu dapat dilihat oleh mata kita sebagai suatu objek ??
Mengapa cahaya bintang itu bisa merambat hingga ke bumi, padahal ia ada di ruang hampa udara ??
Karena gelombang cahaya tidak memerlukan medium untuk merambat !!!
GELOMBANG CAHAYA
• Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik
• Cepat rambat gelombang cahaya diruang hampa 3 x 108 m/s
• Merupakan gelombang transeversal• Sifat fisis gelombang cahaya :
DifraksiInterferensiPolarisasi
DIFRAKSI GELOMBANG
Ketika gelombang melewati celah sempit atau penghalang, gelombang tersebut akan dibelokkan. Peristiwa pembelokkan gelombang ini disebut difraksi.
DIFRAKSI CELAH TUNGGAL
Menunjukkan gelombang cahaya dengan panjang gelombang λ didifraksikan oleh celah sempit dengan lebar d. Pola gelap dan terang terbentuk ketika gelombang cahaya mengalami interferensi.
sin2
sin2d
d
Selisih panjang lintasan sinar dari atas celah
dan dari bawah celah=λ
sind
Pola gelap:
Dengan m= 1,2,3,... Pola gelap tidak terjadi pada m=0 karena dibagian tengah terjadi terang.
Dan untuk pola terang dirumuskan:
d sin = (2n-1)(λ/2)
d= lebar celahθ= sudut λ= panjang gelombang
Pola terang Maksimum pertama (terang pertama) terletak dipusat jika d semakin kecil maka suatu saat akan diperoleh d=λ sehingga sinθ=900
Dengan m= 1,2,3,..d= lebar celahθ= sudut λ= panjang gelombang
DIFRAKSI PADA KISI Kisi adalah sejumlah celah sempit sejajar dan terpisah dengan jarak yang sama.Dibuat dari lempeng transparan yang pada permukaannya digoreskan garis-garis sejajar dengan jumlah yang sangat banyak.
Jika N merupakan jumlah garis tiap cm maka jarak antar celah memenuhi persamaan
POLA GELAP
POLA TERANG
d sin = (2m-1)(λ/2)
d= jarak antar celahλ= panjang gelombangθ= sudut difraksi m= 1,2,3,....
CONTOH SOAL
POLARISASI GELOMBANG
POLARISASI Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang.
Polarisasi karena pemantulan dan pembiasan
Polarisasi karena serapan selektif
Polarisasi karena hamburan
POLARISASI KARENA PEMANTULAN DAN PEMBIASAN
Persamaan diatas dikenal dengan sebutan hukum Brewster. Sudut polarisasi (ip) disebut juga sudut Brewster.
CONTOH SOAL
Diketahui:n1= 1 (sinar datang dari udara) dan n2=4/3
POLARISASI KARENA SERAPAN SELEKTIF
Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari sinar tak terpolarisasi dengan menggunakan kristal tertentu seperti nikel yang dikenal sebagai pelat tipis polaroid. Polaroid memiliki sederetan celah paralel (sumbu polarisator) sehingga hanya arah getar cahaya yang sejajar celah yang akan lolos dari polaroid.Jika arah getar membentuk sudut θ
terhadap sumbu polarisasi, amplitudo getaran berkurang dengan faktor cos θ. Sehingga intensitas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudonya, intensitas sinar yang melalui polaroid menjadi
Dua buah polaroid dapat digunakan untuk mengubah-ubah intensitas sinar yang diteruskan, seperti gambar dibawah:
arah getar yang sejajar sumbu polarisator akan diteruskan, dan arah getar yang tegak lurus sumbu polarisator akan diserap. Dengan demikian intensitas cahaya yang dilewatkan polarisator adalah sebesar ½I0, maka intensitas cahaya yang diteruskan analisator adalah
POLARISASI KARENA HAMBURAN
Jika cahaya tak terpolarisasi mengenai partikel-partikel gas, cahaya akan terhambur tegak lurus dengan arah semula.
Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium, partikel-partikel medium akan menyerap dan memancarkan kembali sebagian cahaya itu. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh partikel-partikel medium ini dikenal sebagai fenomena hamburan.Pada peristiwa hamburan, cahaya yang panjang gelombangnya lebih pendek cenderung mengalami hamburan dengan intensitas yang besar. Hamburan ini dapat diamati pada warna biru yang ada di langit .Sebelum sampai ke bumi,
cahaya matahari telah melalui partikel-partikel udara di atmosfer sehingga mengalami hamburan oleh partikel-partikel di atmosfer itu. karena cahaya biru memiliki panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya merah, maka cahaya itulah yang lebih banyak dihamburkan dan warna itulah yang sampai ke mata kita.
INTERFERENSI CAHAYAInterferensi cahaya adalah perpaduan
antara dua gelombang cahaya. Agar peristiwa interferensi dapat diamati, maka digunakan cahaya yang koheren.
Dua cahaya koheran :1. Amplitudo dan frekuensi sama 2. Beda fasenya tetap
Dua pola interferensi:1. Interferansi maksimum (kedua
gelombang cahaya berinterferensi saling memperkuat/konstruktif)
2. Interferensi minimum (kedua gelombang cahaya berinterferensi saling memperlemah/destruktif)
Cara mendapatkan gelombang cahaya koheren:
1. Pembelahan muka gelombang
Pembelahan muka gelombang
Prinsip Huygen yang menyatakan “Titik-titik yang terletak pada muka gelombang (front gelombang) merupakan sumber titik baru, yang akan merambatkan gelombang ke segala arah dengan muka gelombang sekunder yang berbentuk lingkaran. Muka gelombang baru adalah garis singgung muka-muka gelombang sekunder tersebut.”
Contoh memperoleh dua cahaya koheren
Sumber cahaya monokromatik
INTERFERENSI CAHAYA PADA CELAH GANDA (PERCOBAAN YOUNG)
Sumber cahaya monokromatik
d sin
Pola gelap s1
s2 d
Pola terang
Pola terang pusat
y
Δy
L
Pada titik O akan terjadi pola terang pusat karena S1O dan S2O memiliki jarak yang sama sehingga selisih lintasannya 0 (nol).
Jika pada titik P terjadi pola interferansi, maka selisih lintasannya: S2O-S1O = d sinUntuk pola terang (maksimum) :d sin = 2n(λ/2) dengan n=0,1,2,3,4,….. (n=0 terang pusat)
Untuk pola gelap (minimum)d sin = (2n-1)(λ/2) dengan n=1,2,3,4,…..
Untuk L sangat jauh, maka dianggap kecil sehingga sin = tan = y/L
y
Contoh:1. Pada percobaan Young digunakan digunakan
dua celah sempit dengan jarak 2 mm ditempatkan sejauh 1 meter dari layar. Jika pita terang kedua yang terjadi pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat, berapa panjang gelombang yang digunakan.
Penyelesaian:Jarak antara dua celah d= 2 mm = 2x10-3 mJarak celah ke layar L= 1 mJarakpitaterang kedua(n=2), y=0,5 mm= 5x10-
3mDitanyakan panjang gelombangnya λ = …?
Jawab : d(y/L) = (2n)(λ/2)2x10-3 (5x10-3 / 1) = (2x2)(λ/2)10x10-7 = 2λ λ = (10x10-7 / 2 ) = 5x10-7 meter
INTERFERENSI PADA SELAPUT TIPIS
Silisih lintasan =
Pada titik A dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, sehingga terjadi pemantulan ujung terikat sebesar 180 derajat atau λ/2.
udaraselaput nAEnBCABx rdnselaput cos2
Denga demikian pola terang:2 nseld cos r + ½ λ = 2 k x ½ λ atau 2 nsel d cos r = (2 k – 1) ½ λ
pola gelap akan terjadi jika :2 nsel d cos r = (2 k) ½ λ
Dengan k adalah bilangan bulat = 1, 2, 3,.....................................
CINCIN NEWTON
Selisih lintasan = 2 AB n = 2dnPada titik B terjadi pemantulan ujung
terikat sehingga terjadi loncatan fase 180o atau ½ λ.
R
R
A rB
d
Pola terang r2 n = (2k – 1)1/2 λ R atau
Pola gelapr2 n = k λ Ratau
Dengan n adalah indeks bias medium antara A dan B.
n
Rkr 2/112
nRk
r
PEMANFAATAN SIFAT GELOMBANG CAHAYA PADA BIDANG TEKNOLOGI
Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar seperti refleksi dan refraksi ini dikaji dengan pendekatan optik geometris. Sedangkan sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar seperti interfernsi, difraksi, dispersi dan polarisasi ini dikaji dengan pendekatan optik fisis. Pada puncak era optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik karena gelombang cahaya dapat merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus yaitu pada medan magnetik dan medan listrik.
Pada era modern ini juga, banyak pemanfaatan cahaya dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Sebagai contoh adalah proyektor LCD dan LED. Proyektor LCD merupakan salah satu jenis proyektor yang digunakan untuk menampilkan video, gambar, atau data dari komputer pada sebuah layar atau sesuatu dengan permukaan datar. Untuk menampilkan gambar, proyektor LCD mengirim cahaya dari lampu halide logam yang diteruskan ke dalam prisma dan cahaya akan tersebar pada tiga panel polysilikon, yaitu komponen warna merah, hijau dan biru pada sinyal video.
Proyektor LCD berisi panel cermin yang terpisah satu sama lain. Masing-masing panel terdiri dari dua pelat cermin yang di antara keduanya terdapat liquid crystal. Ketika terdapat perintah atau instruksi, kristal akan membuka agar cahaya dapat lewat atau menutup untuk mem-block cahaya tersebut. Membuka dan menutupnya pixel ini yang bisa membentuk gambar. Lampu yang digunakan pada proyektor LCD adalah lampu halide logam karena menghasilkan suhu warna yang ideal dan spektrum warna yang luas. lampu ini juga memiliki kemampuan untuk memproduksi cahaya dalam juga sangat besar dalam area kecil dengan arus proyektor sekitar 2.000-15.000 ANSI lumens.