Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada refraksi kita akan menggunakan model sinar dari cahaya untuk menyelidiki dua aspek yang paling penting mengenai perambatan cahaya: refleksi dan refraksi. Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk sebuah antar muka (interface) halus yang memisahkan dua material transparan ( material tembus cahaya ) seperti udara dan kaca atau air dan kaca,maka pada umumnya sebagian gelombang itu di refleksikan dan sebagian lagi di refraksikan (ditransmisikan ) kedalam material kedua misalnya bila anda memandang ke dalam jendela restoran dari jalan, mak anda akan melihat reefleksi pemandangan dari jalan,maka anda melihat refleksi pemandangan di jalan, tetapi seseorang yang berada dalam restoran itu dapat memandang keluar melalui jendela dengan pemandangan sama karena cahaya mencapai orang itu dengan refraksi. Kita menjelaskan arah sinar masuk ,sinar yang direfleksikan ,dan sinar yang direfraksikan(yang ditransmisikan)pada antar muka yang halus diantara dua material optik sebagai sudut-sudut yang dibuat oleh sinar-sinar itu dengan normal terhadap permukaan tersebut di titik masuk.jika antar muka itu kasar,cahaya yang ditransmisikan dan cahaya yang direfleksikan tersebut dihamburkan ke berbagai arah,dan tidak ada sudut transmisi tunggal atau sudut refleksi tunggal. Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan abad 20.Indek bias tidak hanya dimiliki oleh kaca tetapi juga pada suatu cairan .Indek bias juga dipengaruhi oleh temperatur.Pengukuran indek bias suatu zat cair
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada refraksi kita akan menggunakan model sinar dari cahaya untuk
menyelidiki dua aspek yang paling penting mengenai perambatan
cahaya: refleksi dan refraksi. Bila sebuah gelombang cahaya
menumbuk sebuah antar muka (interface) halus yang memisahkan dua
material transparan ( material tembus cahaya ) seperti udara dan
kaca atau air dan kaca,maka pada umumnya sebagian gelombang itu di
refleksikan dan sebagian lagi di refraksikan (ditransmisikan )
kedalam material kedua misalnya bila anda memandang ke dalam
jendela restoran dari jalan, mak anda akan melihat reefleksi
pemandangan dari jalan,maka anda melihat refleksi pemandangan di
jalan, tetapi seseorang yang berada dalam restoran itu dapat
memandang keluar melalui jendela dengan pemandangan sama karena
cahaya mencapai orang itu dengan refraksi.
Kita menjelaskan arah sinar masuk ,sinar yang
direfleksikan ,dan sinar yang direfraksikan(yang
ditransmisikan)pada antar muka yang halus diantara dua material
optik sebagai sudut-sudut yang dibuat oleh sinar-sinar itu dengan
normal terhadap permukaan tersebut di titik masuk.jika antar muka
itu kasar,cahaya yang ditransmisikan dan cahaya yang direfleksikan
tersebut dihamburkan ke berbagai arah,dan tidak ada sudut
transmisi tunggal atau sudut refleksi tunggal.
Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan
dari German pada permulaan abad 20.Indek bias tidak hanya dimiliki
oleh kaca tetapi juga pada suatu cairan .Indek bias juga
dipengaruhi oleh temperatur.Pengukuran indek bias suatu zat cair
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1berguna bagi penilaian sift dan kemurnian zat cair,konsentrasi
larutan serta kadar persentasi zat yang diekstraksikan kedalamnya.
1.2 Tujuan Percobaan1. Untuk mengetahui indeks bias larutan yang diuji.
2. Untuk mengetahui nilai konsentrasi larutan gula (mol).
3. Untuk mengetahui cara kerja Refraktometer ABBE.
4. Untuk mengetahui proses dispersi cahaya dalam medium dispersive
BAB II
DASAR TEORI
Refraktometer abbe adalah alat ukur indeks bias suatu cair yang
mempunyai indeks bias antara 1,3 dan 1,7.prinsip kerja alat ini
didasarkan pada sifat sudut kritis.sudut kritis adalah sudut
dating dari medium yang lebih rapat kemedium yang kurang rapat
yang menghasilkan sudut bias mendekati 900,sedangkan sudut bias
adalah kemampuan cahaya merambat dalam suatu zat berdasarkan
molekul-molekul penyusun zat tersebut.Indeks bias dapat diukur
dengan sebuah refraktometer. Pengukuran indeks bias atau refraksi
indeks suatu zat cair adalah penting bagi penilaian sifat dan
kemurnian cairan,konsentrasi larutan dan perbandingan komponen
dalam pelarutnya. Ciri khas refraktometer yaitu dapat dipakai
untuk mengukur secara tepat dan sederhana karena hanya memerlukan
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1zat yang sedikit yaitu kl 0,1 ml dan ketelitiannya sangat tinggi.
Refraktometer berasal dari kata refraksi yang berarti pembiasan
dan meter yang berarti pengukur.jadi,refraktometer merupakan alat
untuk mengukur indeks bias suatu medium.
Pengukuran indeks bias penting untuk:
1. Menilai sifat dan kemurnian suatu medium slah satunya berupa
cairan
2. Mengetahui konsentrasi-konsentrasi larutan.
3. Mengetahui nilai perbandingan komponen fdalam campuran dua zat
cair
4. Mengetahui kadar zat yang diekstrasikan dalam pelarut
Indeks bias menurut pengertian fisis afalah kemampuan cahaya
merambat dalam suatu zat. Pembiasan terjadi karena akibat
perbedaan kecepatan rambat cahaya.pembiasan merupakan pembelokan
cahaya akibat merambat melalui 2 medium yang berbeda kerapatan
optiknya. Untuk pembiasan diperlukan syarat- syarat misalnya:
a. Cahaya datang melalui 2 medium yang berbeda kerapatan
optiknya .
b. Cahaya yang dating tidak tegak lurus terhadap bidang batas.
Dalam pembiasan berlaku Hukum Sinellius:
1. Sinar datang,garis normal,dan sinar bias terletak pada bidang
datar.
2. Hasil bagi antara sinus sudut dating dengan sinus sudut bias
merupakan bilangan tetap disebut indeks bias.
Berdasarkan arti fisisnya ,indeks bias adalah kemampuan
cahaya merambat dalam suatu zat berdasarkan molekul-molekul
penyusun zat tersebut.sedangkan berdasarkan persamaan matematis,
indeks bias adalah perbandingan cepat rambat cahaya diruang hampa
terhadap cepat rambat cahaya dimedium tersebut. Sedangkan indeks
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1bias relative adalah perbandingan laju cahaya dalam satu medium
terhadap laju cahaya dalam medium selanjutnya. Apabila dilihat
dari hukum Sinellius maka kita dapat menentukan indeks bias
sebuah bahan.
Refraktometer merupakan alat untuk menentukan indeks bias
suatu medium. Sedangkan refrakto meter abbe merupakan alat
pengukur indeks bias suatu zat cair yang mempunyai indeks bias
suatu zat cair yang mempunyai indeks bias antara 1,3 dan 1,7.
Prinsip kerja alat ini berdasarkan sudut kritis ,dimana sudut
kritis diantara dua medium kurang rapat yang menghasilkan sudut
bias sama dengan 90. Dari gambar skema refraktometer abbe tersebut
dapat dapat kita ketahui bagian dari refraktometer abbe
tersebut.Repraktometer ABBE ini terdiri dari sebuah teleskop ,dua
prisma pembias P dan P’ dimana zat cair yang akan diukur indeks
biasnya diletakkan antara kedua prisma ini,dua prisma amici K1 dan
K2,dan cermin datar sebagai pemantul. System prisma K1 dan K2
terdiri dari masing-masing dari tiga prisma yang ditempelkan.
System ini dinamakan kompensator yang berfungsi untuk menjadikan
untuk menjadikan sinar polikromatik menjadi sinar monokromatik
sebagai sumber cahaya. Cahaya kuning yang datang dari lampu
natrium dari lampu akan dipantulkan oleh cermin datar kemudian
akan menuju prisma pembias pertama. Sinar pantul dari prisma
pembias pertama.sinar pantul dari prisma pembias pertama tersebut
akan menjadi sinar datang yang baru bagi prisma pembias dari
kedua yang kemudian akan dipantulkan kembali keprisma amici
pertama kedua.selanjutnya sinar yang keluar dari prisma amici
kedua akan diterima oleh teleskop ,sehingga kita dapat menentukan
harga indeks bias zat cair tersebut.Dalam percobaan ini kita akan
melihat garis batas gelap dan terang. Dengan mengubah kompensator
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1sehingga garis batas dan gelap terlihat jelas dan tidak terdapat
warna lagi,dengan garis batas gelap dan terang. Perihal prisma
yang memantul sempurna telah dibicarakan secara singkat. Faktor-
faktor penting yang harus diperhitungkan pada semua pengukuran
refraksi ialah temperatur cairan dan jarak gelombang cahaya yang
dipergunakan untuk mengukur n. Pengaruh temperatur terhadap indeks
bias gelas adalah sangat kecil, tetapi cukup besar terhadap cairan
dan terhadap kebanyakan bahan plastik yang perlu diketahui
indeksnya. Karena pada suhu tinggi kerapatan optik suatu zat itu
berkurang, indeks biasnya akan berkurang. Perubahan per oC berkisar
antara 5.10-5 sampai 5.10-4.
Pengukuran yang seksama sampai desimal yang ke-4 hanya berarti
apabila suhu diketahui dengan seksama pula. Sekarang akan kita
bicarakan deviasi (penyimpangan) dan dispersi (penguraian).
Standar ini berisi antara lain prosedur penuntun indeks bias (n)
relatif mineral transparan dalam bentuk butiran atau pecahan
mineral transparan berukuran (+/-) 0,6 mm atau berat kira-kira
0,01 g dalam medium rendam yang diketahui indeks biasnya dengan
menggunakan mikroskop dan iluminasi miring. Prosedur pengujian
menggunakan mikroskop stereoskop dan mikroskop polarisasi sinar
tembus atau berdasarkan posisi relative bayangan gelap pada
butiran mineral dan cairan Kecepatan cahaya dalam sebuah vakum
adalah 299.792.458 meter per detik (m/s) atau 1.079.252.848,8
kilometer per jam (km/h) atau l86.282,4 mil per detik (mil/s) atau
670.616.629,38 mil per jam (mil/h). Kecepatan cahay ditandai
dengan huruf c, yang berasal dari bahasa Latin celeritas yang
berarti “kecepatan”, dan juga dikenal sebagai konstanta Einstein.
Beberapa materi kristal menunjukkan efek refraksi ganda, jika
kristal tersebut mampu menguraikan berkas cahaya yang lewat
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1padanya, menjadi dua bagian dengan tenaga yang setara serta sudut
uraian yang kecil. Nampak sebagai cahaya terpolarisasi bidang yang
saling tegak lurus satu sama lainnya. Indeks refraksi dan juga
absorpsivitas suatu medium untuk komponen putar kiri dan putar
kanannya yang berbeda. Berdasarkan arti fisisnya, indeks bias
adalah kemampuan cahaya merambat dalam suatu zat berdasarkan
molekul-molekul penyusun dari zat tersebut. Sedangkan berdasarkan
persamaan matematis, indeks bias adalah perbandingan cepat rambat
cahaya di ruang hampa (c) terhadap cepat rambat cahaya di medium
tersebut (v).
Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. Sedangkan
indeks bias relatif adalah perbandingan laju cahaya dalam satu
medium terhadap laju cahaya dalam medium selanjutnya. Apabila
dilihat dari Hukum Snellius dan gambar diatas, kita dapat
menentukan indeks bias suatu bahan. Refraktometer merupakan alat
untuk menentukkan indeks bias suatu medium. Sedangkan
Refraktometer ABBE merupakan alat pengukur indeks bias suatu zat
cair yang mempunyai indeks bias antara 1,3 dan 1,7.
(http:muslim blogspot education.com)
Difraksi oleh lubang berbentuk lingkaran, maka persoalannya
tidaklah sederhana. Kita harus menjumlahkan gelombang yang berasal
dari setiap titik dalam lubang. Untuk lubang berdimensi dua sukar
untuk menggunakan diagram vector, akan tetapi kkita harus
menggunakan integral yang sulit. Hasilnya ternyata tidak jauh
berbeda dengan difraksi oleh suatu celah.
Jika suatu lubang berbentuk lingkaran dengan garis tengah d
disinari dengan gelombang cahaya, maka minimum pertama intensitas
difraksi akan terjadi pada arah θ, dimana:
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
sinθ=1,22λd (2.1)
Bayangan yang terjadi pada layar akan berbentuk lingkaran-
lingkaran konsentrik (dengan pusat yang sama); lingkaran gelap dan
terang silih berganti. Lingkaran gelap pertama adalah tidak lain
adalah minimum pertama pada distribusi intensitas difraksi.
Intensitas terang selanjutnya jauh lebih kecil daripada intensitas
maksimumyang di tengah (sentral). Lingkaran-lingkaran ini disebut
lingkaran airy, karena Airy adalah orang yang pertama memecahkan
persoalan difraksi oleh lubang berbentuk lingkaran. Kita akan
menggunakan hasil ini kemudian untuk menentukan daya pisah alat
optic. Pembahasan kita tentang difraksi tidak berlaku untuk
gelombang cahaya saja, tetapi berlaku untuk semua gelombang. Suatu
antenna pemancar gelombang mikro (microwave) yang mempunyai
penampang berbentuk lingkaran dapat dianggap sebagai suatu lubang,
dan gelombang mikro yang keluar akan mengalami difraksi. Bedanya
dengan gelombang cahaya hanya terletak pada ukuran yang dipakai.
Untuk gelombang mikro panjang gelombangnya kira-kira 10cm, dan
antena atau garis tengah lubang yang dipakai 1 sampai 100m.
Difraksi oleh lubang berbentuk lingkaran, maka persoalannya
tidaklah sederhana. Kita harus menjumlahkan gelombang yang berasal
dari setiap titik dalam lubang.
Pengaruh lebar celah pada pola interferensi N celah.
Intensitas pola maksimum pada interferensi yang terjadi ke pinggir
makin kurang. Jadi bagian tengah terang, tetapi makin ke pinggir
makin gelap. Ternyata jika kita buat agar masing-masing celah
lebih sempit, maka dearah terang makin lebar. Ini terjadi karena
celah yang dibuat selalu lebih lebar dari pada panjang gelombang
cahay, sehingga cahaya yang melalui celah akan mengalami difraksi.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1Misalkan distribusi intensitas cahay pada layar jika tidak terjadi
difraksi maka dinyatakan oleh suatu fungsi fint (θ). Caranya agarkita memasukkan pengaruh difraksi oleh lebar celah. Misalkan lebar
setiap celah adalah b dan jarak antara dua celah yang berdekatan
dinyatakan oleh d. karena gelombang-gelombang yang melalui celah
mengalami difraksi, maka amplito gelombang yang melalui celah
lebar b, dan menjalar arah θ dengan normal dari kisi, menjadi:
Asin β2
β2
(2.2)
Dengan β = k sin θ Dan k adalah bilangan gelombang. Akibatnya distribusi intensitas
pada layar jika terjadi difraksi oleh celah dengan lebar b
dinyatakan oleh:
I (θ )A2sin2 β
2
(β2 )2 ×f∫¿(θ)¿ (2.3)
Jadi, distribusi intensitas pada layar merupakan hasil kali
distribusi intensitas difraksi dengan distribusi intensitas karena
interferensi N celah. Dapat dilihat bahwa pengaruh difraksi tampak
pada kenyataan bahwa semakin tinggi orde maksimum pada pola-pola
interferensi, makin pelan turunnya intensitas dengan bertambahnya
besar orde maksimum ini.
Dari pola-pola interferensi yang dapat kita amati, yang paling
sering kita lihat adalah pola interferensi yang terjadi pada
selaput sabun yang tipis. Jika cahaya putih jatuh pada selaput
(lapisan tipis) suatu pola yang berwarna akan tampak.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1Untuk mempelajari kejadian ini akan kita periksa bahwa pola
interferensi yang terjadi ini akan kita periksa pola interferensi
yang terjadi untuk cahaya dengan satu macam warna. Jika kita amati
selaput sabun ini dari arah cahaya yang dipantulkan, kita lihat
bagian atas sabun tampak gelap. Pada daerah ini selaput sabun
sangatlah tipis, sebab airnya telah mengalir ke bawah meninggalkan
beberapa lapisan molekul saja. Lebih ke bawah kita lihat bahwa
lapisan sabun makin tebal sehiingga akhirnya kita dapat melihat
sinar yang dipantulkan. Lebih ke bawah lagi pada lapisan yang
lebih tebal suatu pita gelap tampak pada selaput; di sini tidak
ada pemantulan. Kemudian terus ke bawah lagi, pita-pita gelap dan
terang akan tmpak berganti-ganti berhubung selaput sabun semakin
tebal. Bahwa pita terang dan pita gelap dapat dihubungkan dengan
tebal selaput dapat ditunjukkan dengan mengamati pita-pita
tersebut pada lapisan sabun yang baru terbentuk. Pada waktu bagian
atas mulai menipis karena air mengalir ke bawah, untuk suatu tebal
tertentu kita akan melihat bagian ini terang. Karena selaput sabun
makin lama makin tipis sebab airnya mengalir, pita terang ini akan
bergerak ke bawah dan di bagian atas akan timbul pita gelap. Pita
demi pita bergerak ke bawah, setiap pita timbul pada suatu tebal
selaput tertentu. Akhirnya suatu daerah gelap akan bertambah lebar
dari atas ketika selaput menjadi sangat tipis. Percobaan dengan
pasak udara, misalnya sebuah udara di dalam suatu pelat gelas,
menunjukkan pola interferensi lebih jelas. Jika sudut pasak
diperkecil, pita-pita gelap dan terang akan melebar sehingga
setiap pita akan menempatkan diri pada ketebalan yang sesuai pada
pasak udara. Bagaimana kita dapat menerangkan terjadinya pita-pita
gelap dan terng ini? Pita-pita ini serupa dengan yang kita amati
pada percobaan Young, dan keterangannya juga hampir sama.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1Jika cahaya menembus suatu lapisan, sebagian cahaya akan
dipantulkan pada bagian permukaan pertama yang ditemui, dan
sebagian akan dipantulkan pada permukaan kedua. Pikirkanlah
bayangan anda pada kaca, sudah tentu cahaya yang dipantul oleh
permukaan kedua akan kembali dan sampai pada permukaan pertama.
Cahaya ini sebagian akan diteruskan dan membentuk bayangan anda
yang kedua. Sebagian dari cahaya ini akan dipantul kembali, dan
seterusnya. Cahaya akan dipantul berkali-kali di dalam kaca, akan
tetapi untuk bahan yang begitu tidak memantulkan seperti kaca atau
selaput sabun, hanya dipantulkan oleh permukaan pertama waktu
cahaya tiba., dan pantulan yang pertama di dalam gelas saja
biasanya cukup kuat.
Untuk selaput sabun yang tipis seperti juga untuk gelas yang
tebal, dua pantulan yang paling kuat akan mempunyai beda panjang
jalan yang ditempuh. Sinar yang dipantul oleh peermukaan yang
pertama kita beri nama sinar no. 1; dan sinar pantul yang keedua;
yang menembus selaput lebih dahulu, kita sebut sinar no. 2. Yang
menyebabkan timbulnya pita gelap dan pita terang pada selaput
sabun dalam uraian di atas adalah interferensi kedua sinar ini.
Uuntuk memudahkan memahami pola interfernsi yang terjadi,
marilah kita pandang keadaan dimana sinar dating tegak lurus pada
permukaan selaput. Kita lukiskan sinar-sinar sedikit miring dari
garis normal agar kita dapat membedakan sinar no.1 dan sinar no.
2. Kita akan memulai dengan membahas selaput yang sangat tipis
seperti yang terjadi pada bagian atas selaput sabun. Dalam hal ini
tebal selaput lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya
tampak.
Panjang gelombang untuk sinar kuning kira-kira 6x10-7 m. karena
tebal selaput tipis ini jauh lebih tipis daripada panjang
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1gelombang, maka beda jalan kedua cahaya pantul lebih kecil
daripada satu panjang gelombang. Jadi dapat kita harapkan bahwa
puncak gelombang dari sinar no.1 dan puncak gelombang no. 2 akan
dating bersama-sama, menghasilkan sinar pantul. Akan tetapi
seluruh bagian atas selaput sabun akan tampak gelap. Kelihatannya
kedua gelombang pantul ini akan saling menghilangkan, jadi bukan
saling memperkuat. Saling menghilangkan kedua gelombang pantul ini
tampaknya akan membingungkan, akan tetapi jika kita ingat apa yang
terjadi pada gelombang tali yang dipantulkan oleh tembok,
persoalannya menjadi lebih mudah dimengerti. Jika suatu pulsa yang
sedang menjalar pada tali dipantulkan oleh sambungan pada tali
lain yang lebih berat, yang kecepatan jalar pulsanya lebih kecil,
gelombang pantul akan terbalik. Di sini kita dengan cahaya kita
dapat melihat hal yang sama. Cahaya yang dipantulkan oleh
permukaan luar selaput sabun dipantulkan oleh permukaan bahan
dengan indeks bias yang lebih besar, sedangkan cahaya no 2 yang
dipantulkan di dalam selaput, dipantulkan oleh udara dimana indeks
bias yang lebih besar (dikatakan lebih refraktif), dipantulkan
dari luar selaput menjadi terbalik. (Sutrisno, 1979)
Hukum pembiasan antarmuka sesuai dengan inhomogeneity utama,
dan atom yang membentuk itu menghamburkan cahaya mundur baik,
seperti balok tercermin, dan maju, seperti balok ditransmisikan.
Fakta bahwa sinar insiden yang bengkok atau "ternyata dari jalan
mereka", seperti Newton menaruhnya, disebut refraksi.Memeriksa
berkas dikirimkan atau dibiaskan. Berbicara clasicaly, setiap
molekul berenergi pada antarmuka memancarkan wavelet ke dalam
gelas yang memperluas keluar pada kecepatan c.Ini dapat
dibayangkan sebagai menggabungkan menjadi gelombang sekunder yang
kemudian recombines dengan unscattered dari gelombang utama, untuk
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1membentuk gelombang ditransmisikan bersih. Polarisasi oleh
refleksi merupakan alasan mengapa saringan polarisasi banyak
sekali digunakan dalam kaca mata gelap. Bila cahaya matahari
direfleksikan dari sebuah permukaan horizontal, maka bidang masuk
itu vertikal dan cahaya yang direfleksikan itu mengandung jumlah
yang lebih besar dari cahaya yang terpolarisasi dalam arah
horizontal. Bila refleksi terjadi pada permukaan jalan beraspal
yang licin atau pada permukaan danau, maka refleksi itu
menyebabkan timbulnya cahaya silau yang tidak diinginkan.
Penglihatan dapat di perbaiki dengan mengeliminasi cahaya yang
menyilaukan ini.
Pabrik pembuatan lensa membuat sumbu polarisasi dari material
lensa itu vertikal, sehingga sangat sedikit cahaya terpolarisasi
secara horizontal yang direfleksikan dari jalan beraspal itu di
transmisikan ke mata. Kaca mata tersebut juga mereduksi intensitas
keseluruhan cahaya yang di transmisikan itu sampai dari 50% dari
intensitas cahaya masuk yang tidak terpolarisasi
Sebagaimana telah kita lihat, ini gelombang transmiited
biasanya merambat dengan kecepatan efektif. itu pada dasarnya
seolah-olah atom pada antarmuka tersebar "wavelets lambat" ke
dalam gelas yang menggabungkan untuk membentuk "gelombang
ditransmisikan lambat". Kami akan kembali ke citra ini ketika kita
berbicara tentang Prinsip Huygens. Dalam hal apapun, karena
fenomena koperasi yang dikenal sebagai gelombang elektromagnetik
ditransmisikan lebih lambat daripada gelombang elektromagnetik
insiden, muka gelombang yang ditransmisikan yang dibiaskan,
pengungsi (berubah sehubungan dengan muka gelombang insiden. Pada
umumnya, sebagian gelombang itu direfleksikan dan sebagian lagi
direfraksikan (ditransmisikan) ke dalam material kedua. Contoh,
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1bila kita memandang ke dalam jendela restoran dari jalan, maka
kita melihat refleksi pemandangan di jalan, tetapi seorang yang
berada di dalam restoran itu dapat memandang ke luar melalui
jendela dengan pemandangan sama karena cahaya mencapai orang itu
dengan refraksi.
Muka gelombang "tikungan" saat mereka menyeberangi perbatasan
karena perubahan kecepatan.Persamaan ini merupakan bagian pertama
dari hukum refraksi, juga dikenal sebagai hukum snell setelah
orang yang mengusulkan itu (1621), Snell analisis telah hilang,
tapi account kontemporer mengikuti pengobatan. apa yang ditemukan
melalui pengamatan adalah bahwa lentur dari sinar dapat diukur
melalui dan udara yang setara dengan eq. Kita sekarang tahu bahwa
t Inggris ke Harriot thomas telah sampai pada kesimpulan yang sama
sebelum 1601, tetapi menyimpannya untuk dirinya sendiri.
Hukum refleksi dan hukum refraksi berlaku tanpa memandang dari
sisi mana dari antarmuka itu sinar masuk tersebut datang. Jika
sinar cahaya mendekati antarmuka dalam gambar tersebut. Dari kanan
dan bukan dari kiri, maka sekali lagi ada sinar yang direfleksikan
dan sinar yang direfraksikan; kedua sinar ini, sinar masuk dan
normal terhadap permukaan sekali lagi terletak padabidang yang
sama. Lagi pula, lintasan sebuah sinar yang direfraksikan dapat
dibalik (reversible); lintasan ini mengikuti lintasan yang sama
bila pergi dari b ke a seperti bila pergi dari a ke b. Karena
sinar yang direfleksikan dan sinar masuk membuat sudut yang sama
dengan normal, maka lintasan sebuah sinar yang direfleksikan juga
dapat dibalik. Itulah sebabnya mengapa bila kita melihat mata
seseorang dalam cermin, orang itu dapat juga melihat kita.
Intensitas sinar yang direfleksikan dan intensitas sinar yang
direfraksikan bergantung pada sudut masuk, kedua indeks refraksi,
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1dan polarisasi (yakni, arah vector medan listrik) dari sinar
masuk.
Fraksi yang direfleksikan merupakan yang paling kecil pada
arah masuk normal (∅a=00), sekitar 4% untuk antarmuka udara-kaca,
fraksi ini semakin bertambah seiring dengan sudut masuk yang
semakin besar hingga mencapai 100% pada arah masuk yang
menyinggung (menyentuh) permukaan batas, ketika ∅a=900. Walaupan
kita telah menjelaskan hukum reflaksi dan hukum refraksi sebagai
hasil eksperimen. Namun hukum-hukun itu juga dapat diturunkan dari
sebuah model gelombang dengan menggunakan persamaan Maxwell.
Analisis ini juga memungkinkan kita untuk meramalkan
amplitudo, intensitas, fasa, dan keadaan polarisasi dari gelombang
yang direfleksikan dan gelombang yang direfraksikan. Akan tetapi,
analisis ini berada di luar pembahasan. Konsep dari penambahan
dari cahaya melewati suatu medium oleh pemancaran kembali dari
cahaya bergelombang dari partikel-partikel berukuran kecil menuju
medium yang pertama kali disarankan oleh Huygens. Cahaya yang
teradiasi dari suatu titik sumber telah mencapai mencapai satu
gelombang lingkaran A-A, diman setiap partikel diemisidengan
panjang sebuah gelombang yang sekarang disebut dengan efek kuantum
pada cahaya. Setelah sebuah periode yang pendekdari semua
gelombang akan mencapai keadaan yang menunjukkan agar mencakup
sebuah gelombang atas B-B. karena adanya hubungan fasa terdapat
penghambatan dalam berbagai arah. Hal ini sama dengan Prinsip
Huygen dapat juga dilihat pada benda tipis ataupun bentuk
gelombang atas.
Pada awalnya indeks bias itu hanyalah eksperimen ditentukan
konstanta ofthe media fisik. Pada saat itu, pentingnya n sebagai
ukuran kecepatan cahaya tampak jelas.,hukum snell telah terbukti
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1menjadi konsekuensi alami Maxwell teori elektromagnetik. Dimana
semua sudut diukur dari tegak lurus. Sebuah panjang dengan eq, ada
pergi pemahaman bahwa insiden,refrected, dan dibiaskan sinar semua
terletak pada bidang kejadian. (Hecht.
Eugene, 2002)
Ketika gelombang dibiaskan menjadi media dispersif yang
indeks refrection tergantung pada frequncy (atau panjang
gelombang), sudut bias juga akan tergantung pada frekuensi atau
panjang gelombang. Jika gelombang datang, bukannya monokromatik,
terdiri dari beberapa frekuensi atau panjang gelombang, masing-
masing panjang gelombang komponen akan dibiaskan melalui sudut
yang berbeda, fenomena yang disebut dispersi.
Dalam kasus tertentu gelombang elektromagnetik, indeks bias
beberapa bahan yang bervariasi dengan panjang gelombang. Kita
mengingatkan bahwa warna yang berhubungan dengan interval panjang
gelombang. Oleh karena itu cahaya putih terurai menjadi warna
ketika dibiaskan dari udara ke substansi lain seperti air atau
kaca. Jika sepotong kaca dalam dari piring dengan paralel, warna
yang berbeda disuperposisikan lagi dan tidak ada dispersi yang
diamati kecuali di bagian paling tepi gambar.
Meskipun demikian, efek ini biasanya tidak terlihat. Sinar
yang muncul tidak paralel untuk berbagai warna dan dispersi jelas
terlihat, terutama pada tepi gambar. Untuk alasan itu prisma
banyak digunakan untuk menganalisis cahaya dalam instrumen yang
disebut spectroscopes . Cahaya yang dipancarkan oleh sumber S, dan
dibatasi oleh celah, berubah menjadi sinar paralel oleh lensa L.
Setelah dibubarkan oleh prisma sinar warna yang berbeda melewati
lensa lain L. Karena semua sinar dengan warna yang sama (atau
panjang gelombang) adalah paralel, mereka difokuskan pada titik
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1yang sama dari layar. Namun sinar yang berbeda dalam warna (atau
panjang gelombang) tidak paralel, sehingga warna yang berbeda atau
panjang gelombang yang dipancarkan oleh sumber S muncul
ditampilkan pada layar disebut spektrum cahaya yang berasal dari
S.
Jika deviasi bervariasi cepat dengan panjang gelombang λ,
warna muncul banyak spasi pada layar. Untuk setiap panjang
gelombang garis muncul pada layar, yang merupakan gambar dari
celah untuk gelombang tersebut. Ini adalah asal dari istilah
“garis spectrum”.
Ketika cahaya terdiri dari beberapa frekuensi atau panjang
gelombang (seperti cahaya putih) melewati lensa, yang menderita
dispersi, dan tepi gambar yang dihasilkan oleh lensa tampak
berwarna. Efek ini disebut averration kromatik. Ini mudah untuk
memahami alasan untuk efek ini jika kita mengakui bahwa lensa
dapat dibandingkan dengan dua prisma terpasang di bass mereka
(untuk lensa konvergen) atau vertexes mereka (untuk lensa
divergen).
Dari persamaan
1f=(n−1)( 1r2
−1r1 )
(2.4)
Kita melihat bahwa f ditentukan dengan indeks bias n , yang
pada gilirannya tergantung pada panjang gelombang. Oleh karena
itu, lensa memiliki fokus untuk setiap warna atau panjang
gelombang. Untuk subtansi trasparan yang indeks bias menurun
dengan meningkatnya panjang gelombang di daerah tampak, violet
memiliki panjang gelombang focus lebih pendek dibanding dengan
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara