bab iii cahaya

5/19/2018 Bab III Cahaya

1/55

BAB II

GELOMBANG CAHAYA(THE LIGHT WAVE)DI BUAT OLEH :1) AHMAD LUTHFIAN (02)2) KADEK CHESTHA A. (12)3) NIKITA ARTINASARI (22)4) RIZKI AMALIA (32)


2/55

OBJEK PEMBELAJARAN

Setelah belajar bab ini, kamu akan dapat :

1. Mendeskripsikan fenomena dan

karakteristik dari gelombang cahaya.

2. Mengaplikasikan konsep dan prinsip

gelombang cahaya pada tekonologi.


3/55

Peta Konsep

CAHAYA

Interferensi Difraksi Polarisasi

Lapisan tipis

Kisi difraksi

Celah ganda

Daya urai lensa Celah tunggal

Pemantulan

Pembiasan

ganda

Hamburan

Penyerapan

selektif

Hukum

Mallus

mempelajari

Ditimbulkan oleh

Ditimbulkan

oleh

membatasi

Ditimbulkan oleh


4/55

OPTIKA FISIS

Dispersi Cahaya (The Light Dispersion)adalah peristiwa terurainya cahaya putihyang melewati sebuah prisma menjadiwarna spektrum akibat perbedaan indeksbias masing-masing warna cahaya.


5/55


6/55

SUDUT DEVIASI

Dari gambar diperoleh :+ PSQ = 180O

r1+i2+PSQ =180o

sehingga:+PSQ=r1+i2+PSQ

= r1 + i2

N1

N2

i1r1 r2i2

D

PQ

T

R

S


7/55

Sudut deviasi dirumuskan:

D= i1+ r2-

Dengan :i1= sudut datang pada permukaan

pertamar

2= sudut bias pada permukaan kedua

= sudut pembias prismaD = sudut deviasi


8/55

DEVIASI MINIMUMSyarat terjadinya deviasi

minimum i1= r2atau r1=i2, sehingga Dmdirumuskan:

Dm= 2i1-

D

i1r2

Dm


9/55

Dengan menggunakan hukum Snellius sudutdeviasi minimum dapat dirumuskan:

nmsin ( + Dm) = npsin

untuk 15o dirumuskan:

1

m

pm

n

nD


10/55

SUDUT DISPERSI

Beberapa sifatspektrum warna:

- sudut deviasi semakin

besar.- indeks bias semakin besar- frekuensi semakin besar- panjang gelombang

semakin kecil


11/55

Sudut dispersidirumuskan:

= (nunm)

dengan:= sudut dispersinu = indeks bias

warna ungunm = indeks biaswarna merah

Dm Du


12/55

CONTOH

Seberkas sinar dengan sudut datang 45omelewati suatu prisma sama sisi yangberada di udara dan terjadi deviasi

minimum. Tentukanlah:a. sudut deviasi minimumb. indeks bias prisma


13/55

PENYELESAIAN

Diket :i1= 45o

= 60o

nm= 1Ditanya :

a. Dmb. np


14/55

2

2

30sin

45sin

60sin

3060sin1

sin

sin

2

1sin2

1sin

21

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

o

o

p

o

oo

p

mm

p

pmm

n

n

Dnn

nDn

a. Sudut deviasiminimum

Dm= 2i1- = 2(45o) 60o

= 30o

b. Indeks bias prisma


15/55

EFEK DOPPLER PADA CAHAYA(DOPPLERS EFFECT FOR LIGHT)

0

0

c

Cepat rambat cahaya dalam vakum, dirumuskan:

Dengan :0= Permeabilitas vakum

= 4x 10-7Wb/A.m0= Permitivitas vakum

= 8,85418 x 10 -12C2/N.m2


16/55

ss

p fvc

c

f

Efek Doppler adalah pergeseran frekuensi

cahaya akibat gerak relatif antara sumbercahaya dan pengamat.

Secara matematis di rumuskan:

Dengan :fs= frekuensi sumber cahaya

fp = frekuensi cahaya yang diterimapengamatVs= laju sumber cahaya


17/55


18/55

adalah perpaduan dari dua gelombang cahaya.Syarat terjadinya interferensi : cahayabersifat koheren( frekuensi dan amplitudo

sama serta beda fase tetap)Hasil interferensi:-garis terang (interferensi maksimum)

-garis gelap (interferensi minimum)

Interferensi Cahaya


19/55

INTERFERENSI CELAH GANDA YOUNG(YOUNGS DOUBLE SLITS INTERFERENCE)


20/55

O

P

S1

S2

layar

Pola interferensi

d

R

l

p

TP

G ke nT ke n


21/55

nl

pd

Syaratnya: fasenya sama beda lintasannya sama dengan nol atau kelipatan dari panjang gelombang

dirumuskan:

d sin = n atau


22/55

Dengan:

n = orde atau nomor terang= 0, 1, 2,p = jarak terang ke n dari terang

pusatl = jarak celah ke layard = jarak antar celah

= panjang gelombang


23/55

Syaratnya: Beda fase 180o Bedalintasannya sama dengan bilangan ganjil kali setengah

panjang gelombang. Dirumuskan:

dsin = (n ) atau 21 nl

pd


24/55

lpd

Dengan:n = orde atau nomor gelap

= 1, 2, 3, ..p = jarak gelap ke n dari terang pusat

Garis Terang dan Garis Gelap Berurutandirumuskan:

Dengan:p = jarak garis terang yang

berurutan atau garis gelapyang berurutan


25/55

CONTOH

Cahaya monokromatis dengan panjanggelombang 5.000 melewati celah gandayang terpisah pada jarak 2 mm. Jika jarak

celah ke layar 1 meter, tentukan jarakterang pusat dengan garis terang ordeketiga pada layar.


26/55

PENYELESAIAN

Diket:d = 2 mml = 1 m = 103mm= 5.000

= 5 x 10-4mmn = 3

Ditanya: p ?

Jawab:

mmxp

d

lnp

n

l

pd

75,02

101053 34

INTERFERENSI PADA LAPISAN TIPIS


27/55

INTERFERENSI PADA LAPISAN TIPIS(INTERFERENCE IN THE THIN LAYER)


28/55

Dua faktor yangmempengaruhiinterferensi pada

lapisan tipis, yaitu:1. Perbedaan panjang

lintasan optik2. Perubahan fase sinar

pantul

E

F

D

C

B

Lapisan

tipis

udara

udara

i i

r r Indeks

Bias= n

d


29/55

Syarat terjadinyainterferensi maksimum(terang):

2nd cos r = (m- )

m = 1, 2, 3,.

n = indeks bias lapisand = tebal lapisan

Syarat terjadinyainterferensi minimum(gelap):

2nd cos r = m

m = 0, 1, 2, .....


30/55

Tentukan tebal lapisan minimum yangdibutuhkan agar terjadi interferensimaksimum pada sebuah lapisan tipis yang

memiliki indeks bias 4/3 dengan menggunakanpanjang gelombang 5.600

CONTOH


31/55

Diket:n = 4/3= 5.600

agar tebal lapisanminimum, maka:

m = 1cos r = 1

Ditanya: d ?

Jawab:

0

3

4

2

1

2

1

2

1

050.1

12

600.51cos2

cos2

Ad

d

rn

md

mrnd


32/55

CINCIN NEWTON (NEWTON RING)


33/55

Rnrt 212

Syarat terjadinya

interferensi:1. Interferensi maksimum

(lingkaran terang):

n = 1, 2,

rt= jari-jari lingkaranterang ke-n

Cahaya datang

R

r

d

Kaca plan-paralel

Lensa

Cembung datar


34/55

Rnrg 2

2. Interferensi minimum (lingkaran gelap):

n = 0, 1, 2,rg= jari-jari lingkaran gelap ke-n


35/55

Pada suatu percobaan interferensi cincin Newtondigunakan cahaya dengan panjang gelombang= 5700 . Hasil pengamatan menunjukkan jari-jari lingkaran gelap kesepuluh adalah 6 mm.Hitunglah jari-jari kelengkungan lensa.

CONTOH


36/55

PENYELESAIAN

Diket:= 5700

= 5,7 x 10-7m

n = 10rg= 6 mm = 6 x 10-3m

Ditanya: R

Jawab:

DIFRAKSI CAHAYA (LIGHT


37/55

DIFRAKSI CAHAYA (LIGHTDIFRACTION)

Adalah peristiwa pelenturan gelombang cahayamelewati suatu celah sempit (lebarnya lebihkecil dari panjang gelombang) sehinggagelombang cahaya tampak melebar pada tepicelah.


38/55

DIFRAKSI CELAH TUNGGAL

(SINGLE SLIT DIFFRACTION)


39/55

1. Pola difraksi minimum(gelap)

dirumuskan:

d sin = n2. Pola difraksi maksimum

(terang)

dirumuskan:

d sin = (n-)dengan:

n = 1,2,3,

1

23

4

5

d sin

dd/2

d/2


40/55

CONTOH

Dengan menggunakan celah tunggal, pada layar tampak

pola difraksi. Garis terang pusat dan garis gelap ke

empat membentuk sudut 30

o

terhadap garis normal. Jika

cahaya yang digunakan memiliki panjang gelombang

6.000 , tentukanlah lebar celah yang digunakan.


41/55

PENYELESAIAN

Diket:

=30o

n = 4

= 6.000 Ditanya: d

Jawab:

d sin = n

mAd

d

nd

8,448000

30sin

60004

sin

0

0


42/55

DIFRAKSI PADA KISI

(DIFFRACTION ON GRATING)


43/55

Pola difraksi maksimum:

d sin

= n

dengan:

d = lebar celah

= 1/NN = jumlah celah

n = 0, 1, 2, 3, .

Pola difraksi minimum:

d sin =( n )

dengan:

n = 1, 2, 3, .


44/55

Sebuah kisi memiliki 10.000 celah garis per cm.

Pada kisi dilewatkan cahaya tegak lurus dengan

panjang gelombang . Garis terang difraksi

maksimum orde pertama membentuk sudut 30oterhadap garis normal. Tentukan


45/55

PENYELESIAN

Diket:

N = 10.000 garis/cm

d = 1/N = 1/10.000

= 10-4cm

= 30o

n = 1

Ditanya:

Jawab:

0

4

4

04

5000

105,0

1

5,010

1

30sin10

sin

sin

A

cmx

x

n

d

nd


46/55

DAYA URAI ALAT OPTIK

Daya urai alat optikadalah: kemampuan alatoptik untuk menghasilkan bayangan yang

terpisah dari dua benda yang berdekatan.

Kriteria Rayleighadalah: dua titik sumber dapatdilihat terpisah bila pusat pola difraksi sumber

pertama berimpit dengan minimum pertama

pola difraksi sumber kedua.


47/55

D

22,1sin

Dl

dm 22,1

Daya urai

dirumuskan:

Karena makadaya uraidirumuskan:

D

dm

l

Pola

difraksiCelah

bulat


48/55

CONTOH

Tentukanlah daya urai dari sebuah celah dengandiameter 1 mm dan jarak celah ke layar 2 m,

dengan menggunakan cahaya yang panjang

gelombangnya 580 nm. Diket: Ditanya: dm

D = 1 mm

l = 2 m = 2 x 103mm

= 580 nm = 5,8 x 10-4mm


49/55

PENYELESAIAN

mmd

xxd

D

ld

m

m

m

4,1

1

102108,522,1

22,1

34

Jawab:

POLARISASI CAHAYA


50/55

POLARISASI CAHAYA

(LIGHT POLARIZATION) Adalah: peristiwa terserapnya sebagian arah getar

gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah

getar.

Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa:1. pemantulan

2. pembiasan dan pemantulan

3. bias kembar

4. absorbsi selektif

5. hamburan


51/55

POLARISASI KARENA REFLEKSI

POLARIZATION DUE TO

REFLECTION)


52/55

SECARA MATEMATIS, DIRUMUSKAN:

p

p

p

p

pp

p

in

n

i

i

i

i

r

i

nn

rnin

tan

cos

sin

90sin

sin

sin

sin

sinsin

1

2

0

1

2

21

Brewster Law


53/55

SELEKTIF

POLARIZATION DUE TO SELECTED

ABSORPTION)

GANDA


54/55

GANDA

(POLARIZATION DUE TO DOUBLE

REFRACTION)

POLARISASI KARENA HAMBURAN


55/55

POLARISASI KARENA HAMBURAN

(POLARIZATION DUE TO SCATTERING)

bab iii cahaya

Documents