Download - Pw point physic

Ciri-ciri Gelombang

Cahaya

Interferensi Cahaya

Difraksi Cahaya

Polarisasi

Efek Doppler

PemantulanPembiasan GandaHamburanPenyerapan selektif

Pengaruh Difraksi pada Alat Optik

Difraksi Celah Tunggal

Pengertian

Pengertian

Interferensi Celah Ganda

Interferensi pada Lapisan Tipis

Kisi Difraksi

Interferensi Cahaya

Difraksi Cahaya

Polarisasi

Efek Doppler

Polarisasi

Efek Doppler

Pengertian

Polarisasi

Efek Doppler


Pengertian

Polarisasi

Efek Doppler



Pengertian

Polarisasi

Efek Doppler

Pengertian



Pengertian

Polarisasi

Efek Doppler

Polarisasi

Efek Doppler


Pengertian


Pengertian



Pengertian


Pengertian

Interferensi pada Lapisan Tipis


Pengertian

Standar Kompetensi :

Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar :

Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang cahaya

Menerapkan konsep dan prinsip gelombang cahaya dalam teknologi.

Ciri-ciri Gelombang Cahaya

Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik karena cahaya tidak memerlukan medium perambatan.

Anda pun telah mengetahui bahwa gangguan pada gelombang elektromagnetik berupa medan listrik dan medan magnet yang selalu saling tegak lurus terhada arah rambatannya. Karena itu gelombang cahaya juga termasuk gelombang transversal.

Lihat pada gambar :

• Maxwell secara teoritis berhasil menentukan cepat rambat gelombang elektromagnetik c, sebagai :

c = = 3 . 108 m/s

µ0 = permeabilitas vakum = 4 . 10-7 Wb A-1 m-1

Ɛ0 = permitivitas vakum = 8,85 . 10-12 C2 N-1 m-2

• Dengan persamaannya ia juga menghubungkan medan listrik dan medan magnetik pada gelombang elektromagnetik, yaitu : E =c.B

POLARISASI CAHAYA

• Polarisasi cahaya adalah terserapnya sebagian arah getar cahaya. Cahaya yang sebagian arah getarnya terserap disebut cahaya terpolarisasi, dan cahaya hanya mempunyai satu arah getar tertentu disebut cahaya terpolarisasi linier.

• Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tidak terpolarisasi, yaitu dengan menghilangkan(memindahkan) semua arah getar dan melewatkan salah satu arah getar saja.

• Ada 4 cara untuk melakukan hal ini yaitu penyerapan selektif, pemantulan, pembiasan ganda dan hamburan.

Polarisasi dengan Pemantulan• Malus menemukan bahwa cahaya terpolarisasi akibat pemantulan dari kaca

jendela dan permukaan air.

• Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tak terpolarisasi dengan cara pemantulan. Jika seberkas cahaya menuju bidang batas antara dua medium, aka sebagian cahaya akan dipantulkan. Ada 3 kemungkinan yang terjadi pada cahaya yang dipantulkan yaitu:

1. Cahaya Pantul tak terpolarisasi

2. Cahaya Pantul terpolarisasi sebagian

3. Cahaya Pantul terpolarisasi sempurna (seluruhnya)

Tan ƟB =

Tan ƟB = = Tan ƟB = n

ƟB = sudut brewster

Polarisasi dengan Penyerapan Selektif

• Teknik yang umum untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi adalah menggunakan polaroid, yang akan meneruskan gelombang-gelombang yang arah getarnya sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap gelombang-gelombang pada arah getar lainnya. Oleh karena itu teknik berdasarkan penyerapan arah getar ini disebut polarisasi dengan penyerapan selektif.

• Suatu polaroid ideal akan meneruskan semua komponen medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap semua komponen medan listrik E yang tegak lurus pada sumbu transmisi.

• Pada gambar 3.3 tampak dua buah polaroid, polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator. Sumbu transmisi masing-masing polaroid ditunjukkan oleh garis putus-putus, Polarisator berfungsi menghasilkan cahaya terpolarisasi dari cahaya tak terpolarisasi (cahaya alami). Analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi.

• Prinsip kerja sistem adalah sebagai berikut, seberkas cahaya alami menuju polarisator. Disini cahaya dipolarisasi secara vertikal, yaitu hanya komponen vektor medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi saja yang dilewatkan, sedangkan lainnya diserap. Cahaya terpolarisasi yang masih mempunyai kuat medan listrik belum berubah menuju ke analisator (sudut antara sumbu transmisi analisator dengan sumbu transmisi polarisator adalah Ɵ). Di analisato, semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap, hanya komponen E sejajar sumbu analisator yang diteruskan. Jadi, kuat medan listrik yang diteruskan analisator adalah E2 = E cos Ɵ

Gambar 3.3

• Bagaimanakah perhitungan intensitas cahaya untuk sistem polaroid seperti pada gambar 3.3? Seperti telah anda ketahui, jika cahaya alami tak terpolarisasi jatuh pada polaroid pertama(polarisator) memiliki intensita I0, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator, I1, adalah I1 = I0

• Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian datang pada analisator dan cahaya yang keluar dari analisator akan memiliki intensitas I2. Menurut hukum Malus, hubungan antara I2dan I1 dapat dinyatakan oleh

I2 = I1 cos2Ɵ = I0 cos2Ɵ (3-5)• Dengan Ɵ = sudut antara sumbu transmisi polarisator.

Persamaan (3-5) menunjukkan bahwa analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi. Jika persamaan (3-5) Anda perhatikan maka diperoleh hasil sebagai berikut.Intensitas cahaya yang diteruskan oleh sistem polaroid mencapai maksimum jika kedua sumbu polarisasi adalah sejajar(Ɵ = 0o atau 180o) dan mencapai minimum jika kedua sumbu polarisasi adalah saling tegak lurus atau Ɵ= 90o.

Polarisasi dengan Pembiasan Ganda

• Jika cahaya melalui kaca, cahaya

akan lewat dengan kelajuan sama

ke segala arah, karena kaca

memiliki 1 nilai indeks bias. Bahan-

bahan kristal tertentu : karsit,

kuarsa, kelajuan tidak sama ke

segala arah karena cahaya

memiliki dua nilai indeks bias.

Cahaya yang melewatinya

mengalami pembiasan ganda.

• Sinar tak terpolarisasi menjadi 2 : sinar

biasa (ordinary ray) dan sinar istimewa

(extraordinary ray). Keduanya adalah

terpolarisasi bidang dan arah geraknya

selalu tegak lurus. Sinar biasa mematuhi

hukum snelius sedangkan sinar

extraordinary tidak karena merambat

dengan kelajuan berbeda dalam arah

berbeda dalam kristal.

Polarisasi dengan hamburan • Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh partikel-partikel

(gas) disebut Hamburan.

• Hamburan dapat menyebabkan cahaya matahari tidak terpolarisasi

menjadi terpolarisasi sebagian.

• Matahari tak terpolarisasi dihamburkan oleh sebuah molekul sinar

matahari tak terpolarisasi menyebabkan molekul penghambur bergetar

pada suatu bidang tegak lurus terhadap arah rambat cahaya. Electron-

elektron pada molekul ini pada gilirannya meradiasikan kembali

gelombang elektromagnetik dalam berbagai arah.

• Efek Doppler pada gelombang elektromagnetik (termasuk cahaya) tidak tergantung pada kecepatan medium (karena gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium perambatan). Jadi, yang penting pada gelombang elektroagnetik hanya kecepatan relatif (vrel) antara sumber dan pengamatnya.

• Ketika gelombang elektromagnetik, sumber gelombang, dan pengamat, ketiganya bergerak sepanjang garis lusus yang melalui vakum(atau udara) maka vrel<<< c, secara pendekatan, persamaan efek dopplernya adalahfp = fs ( 1 ± Vrel )

c• Tanda + digunakan jika sumber gelombang dan pengamat saling mendekat• Tanda – digunakan jika keduanya saling menjauh.

A. PENGERTIAN

Difraksi cahaya dapat didefinisikan sebagai pelenturan cahaya yaitu saat suatu cahaya melalui celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru.

Efek difraksi adalah karakteristik dari fenomena gelombang, apakah bunyi, atau cahaya dimana muka-muka gelombangnya dibelokkan

B. DIFRAKSI CELAH TUNGGAL (SINGLE SLIT)

• Pola difraksi yang disebabkan oleh celah tunggal

yang dijelaskan oleh Christian Huygens. Menurut

Huygens, tiap bagian celah berfungsi sebagai sumber

gelombang sehingga cahaya dari satu bagian celah

dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian celah

lainnya.

• Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka cahaya akan di belokan /dilenturkan seperti gambar berikut

• Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi

• Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini terlihat adanya garis-garis gelap. Sedangkan pola terangnya lebar. Terang pusat akan melebar setengah bagian lebih lebar pada kedua sisi.

• Dari kejadian tersebut dapat dituliskan syarat-syarat interferensi sebagai berikut.

dengan : D = lebar celah (m) • θ = sudut berkas sinar dengan arah tegak lurus • (derajat) • λ = panjang gelombang cahaya (m) • m = 1, 2, 3, 4,....

Interferensi maksimum : D sinθ = (n +1/2 )λ Interferensi minimum : D sinθ = n.λ

Pengaruh Difraksi pada Perbesaran Maksimum Alat Optik

• Sir George Airy (1801− 1892) adalah seorang astronom Inggris yang telah mempelajari pola cahaya yang melalui suatu bukaan optik (lubang bulat). Pola yang terjadi dinamakan Cakram Airy.

• Airy telah menjelaskan jarak terkecil dua sumber cahaya yang masih bisa dibedakan saat melalui bukaan optik.

• Syarat terpisahnya dua titik sumber cahaya yang masih bisa dibedakan harus memenuhi sudut resolusi minimum. Menurut Airy, sudut ini memenuhi pola interferensi minimum dengan memenuhi persamaan sebagai berikut :

dengan

• θ = sudut resolusi minimum (rad)

• λ = panjang gelombang cahaya (m)

• D = diameter bukaan alat optik (m)

D sinθ = 1,22.λ

• Suatu kriteria yang menyatakan bagaimana bayangan dari dua benda titik masih dapat dipisahkan dengan baik oleh suatu lensa, yang diusulkan oleh Lord Rayleigh :

Dua benda titik tepat dapat dipisahkan (dibedakan) jika pusat dari pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan

minimum pertama dari difraksi benda titik kedua

D sin θm = 1,22.λ

θm ≈ tan θm ≈ dm L dm = 1,22 λ L D

Pengertian• Interferensi cahaya merupakan interaksi

dua atau lebih gelombang cahaya yang menghasilkan suatu radiasi yang menyimpang dari jumlah masing-masing komponen radiasi gelombangnya.

• Interferensi cahaya menghasilkan suatu pola interferensi (gelap-terang)

• Secara prinsip, Interferensi merupakan proses superposisi gelombang atau cahaya.

Mengapa interferensi cahaya sulit diamati dalam

kehidupan keseharian?o Agar interferensi dapat diamati maka syarat utama yang harus dipenuhi adalah kedua sumber gelombang haruslah koheren.

o Syarat tambahan agar interferensi kedua gelombang koheren dapat diamati dengan jelas adalah kedua gelombang harus memiliki amplitudo yang hampir sama.

Interferensi cahaya terjadi jika dua berkas cahaya yang koheren (memiliki frekuensi yang sama dan beda fase yang tetap) mengenai suatu titik secara bersamaan.

Menimbulkan pola gelap – terang Interferensi konstruktif pita terang Interferensi destruktif pita gelap


Jika jarak S1A dan S2A sangat besar dibandingkan jarak S1 ke S2, dengan S1S2 = d, sinar S1A dan S2A dapat dianggap sejajar dan selisih jaraknya ΔS = S2B. Berdasarkan segitiga S1S 2B, diperoleh S2B=S1S2 sin Ө = d sin Ө , dengan d adalah jarak antara kedua celah. Selanjutnya, pada segitiga COA,

persamaan interferensi maksimum menjadi • d = jarak antara celah pada layar• p = jarak titik pusat interferensi (O) ke garis terang di A • l = jarak celah ke layar• λ = panjang gelombang cahaya• m = orde interferensi (0, 1, 2, 3, ...)

Kondisi InterferensiSyarat Interferensi maksimum

Interferences maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yg sama(sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol atau bilangan bulat kalipanjang gelombang λ.d sin Ө = mλ ; m = 0, 1, 2, ….Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0 disebut terang pusat, m=1 disebut terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak keduacelah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l,dengan demikianpd = mλ l

Syarat Interferensi minimum

Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o,yaitu jika selisih lintasannya sama dgn

bilangan ganjil kali setengah λ. d sin Ө = (m-1/2) λ ; m = 1, 2,

3,..

Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebutgelap ke-1, dst. Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka

pd = (m-1/2)λ

l

Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi

Rumus, hasil interferensi pada celah tunggal dapat dituliskan Sbb :

1. Interferensi Maksimum (terjadinya pola terang )

d sin θn = (2n – 1) ½ λ atau d.p/l= (2n – 1) ½ λ , n = 1, 2, 3, ……dst

2. Interferensi Minimum (terjadi pola gelap)

d sin θn = (2n) ½ λ= nλ atau d p/l = (2n) ½ λ = n λ , n = 1,2,3 , ….dst

Bulu-bulu burung meraka yang sangat berdekatan bekerja mirip seperti lapisan tipis minyak di atas permukaan air atau lapisan tipis sabun.Ketika cahaya matahari yang mengandung beberapa panjang gelombang jatuh pada bulu-bulu merak,beberapa panjang gelombang akan mengalami interferensi konstruktif,sesuai dengan ketebalan berbeda dari bulu-bulu merak.Interferensi konstruktif dari berbagai warna (atau berbagi panjang gelombang )menghasilkan sinar terang dari berbagai warna pada bulu-bulu burung merak,seperti ditunjukkan pada gambar.

Kalian tentu pernah main air sabun yang ditiup sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar matahari akan terlihat warna-warni. Cahaya warna-warni inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun.Interferensi ini terjadi pada sinar yang dipantulkan langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan.Syarat terjadinya interferensi memenuhi persamaan berikut :

Interferensi maksimum : 2 nd = (m+1/2)λ

Interferensi minimum : 2 nd = m.λ

KISI DIFRAKSI

• Kisi difraksi adalah alat yang sangat berguna untuk menganalisis sumber-sumber cahaya.

• Sebuah kisi dapat memiliki ribuan garis (goresan) per sentimeter.

• Tetapan kisi d = 1

N

Kisi difraksi Kisi difraksi terdiri dari sejumlah celah sejajar yang serba sama. Kisi dibuat dengan membuat goresan halus pada keping kaca.

Umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan/cm, sehingga jarak antara 2 celah sangat kecil yaitu sekitar 1/5000 = 20.000 A.

Kisi transmisi Kisi transmisi (Transmission grating) : kisi dengan celah yang memungkinkan cahaya dapat melewatinya.

Kisi refleksi Kisi refleksi (Reflection grating) : kisi dengan celah yang memantulkan cahaya.

Download - Pw point physic

Top Related