1. 1. Polarisasi Oleh Obsorpsi Selektif Oleh: Wahyu Effendy NIM. 040251354 Pendidikan IPA (Pendidikan Fisika)
2. 2. Propagasi gelombang EM Dapat menjalar melewati ruang hampa (vakum) Gelombang EM adalah gelombang transversal, artinya arah getaran vektor medan listrik dan magnetik adalah tegak lurus arah perambatan. Dihasilkan oleh muatan listrik dipercepat -> gelombang EM Gelombang EM dapat juga diproduksi dari atom atau molekul yang tereksitasi.
3. 3. Gambar ini menunjukkan diagram skematik dari propagasi suatu gelombang EM dalam arah sb-x dengan kecepatan c. Medan listrik E bergetar dalam bidang x-y dan medan magnetik B bergetar dalam bidang x-z. E dan B selalu tegak lurus satu sama lain. Propagasi Gelombang EM
4. 4. Intensitas Gelombang Cahaya Ketika dua gelombang cahaya melintas satu sama lain, medan listrik resultan E pada titik persimpangan sama dengan penjumlahan dari masing-masing medan listrik E1 dan E2 21 EEE Intensitas gelombang gabungan adalah sebanding dengan kuadrat medan listrik resultan: 2 21 2 )( EEEI Interferensi cahaya berhubungan dengan superposisi gelombang cahaya ketika mereka berinteraksi
5. 5. Aliran energi dalam gel. EM diukur dengan laju energi per satuan luas yang biasa dinyatakan dengan Vektor Poynting, S. Time average dari S dikenal sebagai Intensitas gel.EM 2211 )kontanta( 1 B c E c EBS cBE xx 000 0 BEBES rmsrmsrms BEE c SI 00 11 2 Transport Energi
6. 6. Polarisasi Umumnya penjalaran gelombang EM sama dalam segala arah atau secara keseluruhan menjalar secara acak. Dikatakan sebagai gelombang yang tidak terpolarisasi: Contoh: sinar matahari, sinar lampu vibrations y propagationz Medan E
7. 7. Sebuah gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal, medan listrik dan medan magnetik yang berfluktuasi tegak lurus satu sama lain dan searah perambatan. Arah polarisasi sebuah gelombang elektromagnetik sebagai arah dari vektor medan listrik bukan arah medan magnetik, karena banyak detektor gelombang elektromagnetik yang umumnya merespons gaya listrik pada elektron dalam material, dan tidak merespons gaya magnetik. Jadi gelombang elektromagnetik dijelaskan oleh persamaan: , = sin( ) , = sin( )
8. 8. Berkas tak terpolarisasi Tampak dari Arah sinar Berkas terpolarisasi Bidang polarisasi: plane to slide Berkas terpolarisasi Bidang polarisasi: plane of the slide Representasi dari berkas terpolarisasi & tidak terpolarisasi
9. 9. Beberapa jenis kristal memiliki sifat menyerap lebih kuat gelombang cahaya dengan vektor medan E pada suatu bidang tertentu dibanding pada bidang lain (yg tegak lurus dengannya). Kristal seperti ini disebut kristal dichroic dan sifat ini dikenal sebagai dichroism. Dichroism ditunjukkan oleh sejumlah mineral dan campuran organik. Kristal mineral yang paling terkenal adalah tournaline. Pada 1938, E. H. Land mengembangkan material yang disebut polaroid, yang mempolarisasi cahaya melalui absorpsi selektif oleh susunan rantai panjang yang teratur dari molekul hidrokarbon. Polaroid mengabsopsi gelombang cahaya yang memiliki vektor medan E yang sejajar dengan panjang rantai molekul dan meneruskan gelombang cahaya yang memiliki vektor medan E yang tegak lurus dengan panjang rantai molekul. Arah yang tegak lurus dengan panjang rantai molekul disebut sebagai sumbu transmisi. Lembaran polaroid tidak mempolarisasi 100% dari sinar datang dan tidak mempolarisasi semua gelombang.secara sama. Polarisasi oleh absorpsi selektif
10. 10. Polarisasi oleh absorpsi selektif Menggunakan Vertical metal grids microwave yang tidak terpolarisasi gelombang terpolarisasi horisontal Menggunakan polaroid atau polarizer lembar kristal (molecule chains) penyerapan medan E dalam 1 arah gelombang terpolarisasi Polaroid vertikal (horizontal molecule chain) cahaya terpolarisasi secara vertikal
11. 11. Hubungan antara I dan pertama kali ditemukan oleh insinyur AD Prancis E. L. Malus secara kebetulan pada tahun 1809. I = I0 cos2 Ketika suatu berkas cahaya tidak terpolarisasi dengan intensitas Io dilewatkan melalui dua lembar polaroid yang digandeng, intensitas yang ditransmisikan I bervariasi sebagai kuadrat kosinus sudut antara dua sumbu transmisi, yaitu: Transmission axis Transmission axis I0 I Polarizing sheets E0 E Hukum Malus
12. 12. Hukum Malus dapat dipahami dari penjelasan berikut: Vektor medan listrik E0 dari cahaya terpolarisasi yang dihasilkan oleh pelat polarisator ke-1 dapat dibagi ke dalam 2 komponen, yang satu sejajar dan yang lain tegak lurus terhadap sumbu transmisi dari pelat polarisator ke-2, sebagaimana ditunjukkan dalam diagram berikut: Pelat polarisator ke-2 hanya meneruskan bagian dari cahaya terpolarisasi yang bersesuaian dengan komponen E//. E= E0 sin E// = E0 cos E// E0 Transmission axis of polarizer Transmission axis of analyzer E
13. 13. 1 2 2 2 2 1 = 2 2 = 2 2 , 1 = 1 2 0, 2 = 1 2 0 2 Untuk = 90 2 = 0 = 0 2 = 1/20 = 60 2 = 1 8 0 = 45 2 = 1/40 I = 2 adalah intensitas maksimum cahaya yang ditransmisikan pada =0 dan I adalah jumlah yang ditransmisikan pada sudut . (hukum Malus, cahaya terpolarisasi yang lewat melalui penganalisis.
14. 14. Contoh Dua pelat polarisator memiliki arah polarisasi yang sama sehingga intensitas Im dari cahaya yg diteruskan adalah maksimum. Ke sudut berapa pelat harus diputar supaya intensitas turun menjadi separohnya. Jawab: I = Im Im = Io cos2 = cos-1 (1/2) = 45o, 135o
15. 15. KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)/MADRASAH ALIYAH (MA) KURIKULUM 2013 Pedagogic Content Knowledge Materi Polarisasi BAB 2 CAHAYA Kelas : XII Semester : Ganjil
16. 16. Pedagogic Content Knowledge Silabus Kurikulum 2013
17. 17. - Pembelajaran akan lebih baik apabila dilakukan dengan dukungan media pembelajaran sehingga materi lebih konkrit dan mempermudah siswa dalam memahami materi pelajaran. - Sebagai motivasi, pembelajaran dihubungankan dengan contoh penerapan materi dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan polarisasi cahaya dalam kehidupan seperti pelindung pada kacamata dari sinar matahari (kacamata sun glasses) dan polaroid untuk kamera.
18. 18. Polaroid Sunglasses The polaroid material used in sunglasses makes use of dichroism, or selective absorption, to achieve polarization. Polarization by reflection
19. 19. Materi Polarisasi oleh Absorbsi Selektif Polaroid adalah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar. Seberkas sinar yang telah melewati polaroid hanya akan memiliki satu bidang getar saja sehingga sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang terpolarisasi. Peristiwa polarisasi ini disebut polarisasi karena absorbsi selektif. Polaroid banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain untuk pelindung pada kacamata dari sinar matahari (kacamata sun glasses) dan polaroid untuk kamera.
20. 20. Skema percobaan polarisasi dengan penyerapan selektif Prinsip kerja sisitem yaitu, seberkas cahaya yang menuju polarisator dipolarisasi secara vertikal, yaitu hanya komponen vektormedan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi saja yang dilewatkan, sedangkan lainnya diserap. Di analisator semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap. Hanya komponen E yang sejajar sumbu analisator yang diteruskan. Jadi, kuat medan listrik yang diteruskan oleh analisator adalah
21. 21. Jika cahaya tak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas I1, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator I2 adalah Dengan adalah sudut antara sumbu transmisi analisator dengan sumbu transmisis polarisator.
22. 22. Contoh soal polarisasi di sekolah Dua keping polarisator disusun sejajar dengan sumbu transmisi yang sejajar pula. Cahaya alami (tak terpolarisasi) yang masuk ke susunan polarisator itu akan mengalami penurunan intensitas sebanyak 75%, jika polarisator yang kedua diputar ... derajat. Jawab 1 = 1 2 0 2 = 1 4 0 (penurunan 75%) 2 = 1 2 0 = 1 2 0 2 2 = cos = 1 2 = 450
23. 23. Adanya polaroid sebagai filter atau saringan. Hal ini bisa dianalogikan, bahwa dalam sehari-hari kita harus mampu memfilter hal-hal yang bisa merugikan diri kita sendiri dan orang lain. Perubahan sudut pada peristiwa polarisasi (oleh analisator) dapat dianalogikan bahwa seseorang harus mampu memandang sesuatu dari sudut pandang atau sisi yang lain, tidak hanya pada satu sudut pandang saja, sehingga apabila terjadi perbedaan pendapat atau pandangan, kita akan lebih bijak dalam menanggapinya (karakter: menghargai, menghormati, berpikir positif) Value
24. 24. Pertanyaan Diskusi Pertanyaan dari Bapak Ari Rahmat a) Apa yang dipolarisasikan pada peristiwa polarisasi cahaya (gelombang elektromagnetik), apakah medan magnet atau medan listrik ? b) Apakah polarisasi karena hamburan dapat dijelaskan dengan efek compton ? a) Berkas cahaya dari suatu sumber cahaya biasa terdiri dari sejumlah besar gelombang elektromagnetik dengan orientasi vektor medan E (juga medan B) yang acak dan sama ke semua arah. Berkas cahaya seperti ini dikenal sebagai cahaya yang tidak terpolarisasi. Cahaya yang tidak terpolarisasi, jika melalui sebuah palarisator akan menjadi terpolarisasi satu arah bidang getar. Jawab Pada peristiwa polarisasi cahaya, arah gelombang yang terpolarisasi digambarkan arah medan listrik (E) bukan berarti arah medan magnetnya tidak ada (medan magnet dan medan listrik tetap ada), tetapi hanya digambarkan medan listrik saja, dengan tujuan untuk mempermudah siswa dalam mempelajari polarisasi.
25. 25. b) Polarisasi karena hamburan dan efek compton adalah hal yang berbeda. Pada peristiwa efek compton terjadi pada cahaya monokromatik, single partikel. Sedangkan pada polarisasi hamburan terjadi pada cahaya polikromatik.
26. 26. Terima kasih