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.