OPTIKA FISISKelompok 6

1. Dinik Trisiani S. M.(4001414001)

2. Rosa Damayanti (4001414009)3. Rizsa Candra Asih

(4001414014)4. Aida Ragil N. P. (4001414035)

• Optika: Menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi.

• Optik fisis mengasumsikan bahwa cahaya merupakan gelombang, sehingga cahaya dapat mengalami: dispersi, polarisasi, difraksi dan interferensi.

• Adanya perbedaan pendapat tentang cahaya sebagai partikel atau gelombang ini kemudian ditengahi oleh de Broglie yang mengajukan hipotesis dualisme cahayanya.

Secara matematis persamaan de Broglie dinyatakan sebagai berikut:

Keterangan:λ = panjang gelombang (nm)h = konstanta Planck 6.62 x 10-34 m2.kg/s, m= massa (kg)v = kecepatan (m/s).

Optika fisis mencakup :

InterferensiInterferensi adalah penjumlahan superposisi

dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola gelombang yang baru.

Syarat terjadinya interferensi:1. Sumber harus bisa mempertahankan beda fasa

yang tetap (sumber koheren).2. Sumber harus monokromatis dan menghasilkan

cahaya dengan panjang gelombang sama.

Untuk mendapatkan cahaya koheren dapat digunakan beberapa metode :

Percobaan cermin Fresnell

Pada gambar di atas, sumber cahaya monokromatis S0 ditempatkan di depan dua cermin datar yang dirangkai membentuk sudut tertentu. Bayangan sumber cahaya S0 oleh kedua cermin, yaitu S1dan S2 berlaku sebagai pasangan cahaya kohern yang berinterferensi. Pola interferensi cahaya S1dan S2ditangkap oleh layar. Jika terjadi interferensi konstruktif, pada layar akan terlihat pola terang. Jika terjadi interferensi destruktif, pada layar akan terlihat pola gelap.

Percobaan YoungPada eksperimen Young, dua sumber cahaya

kohern diperoleh dari cahaya monokromatis yang dilewatkan dua celah. Kedua berkas cahaya kohern itu akan bergabung membentuk pola-pola interferensi.

a. Interferensi celah ganda atau celah younginterferensi maksimum/ garis terang p . d / L = m λinterferensi minimum / garis gelap p . d / L = (m-½) λinterferensi garis terang berurutan /garis gelap berurutanΔp . d / L = Δm. λ

p = jarak garis terang ke-n dari terang pusat/jarak garis gelap ke-n dari terang pusat

d = jarak antara kedua celahL = jarak layar dengan celahm = nomor garis terang ke- /nomor garis gelap ke- /ordo ke-λ = panjang gelombang cahaya

b. interferensi lapisan tipis (lapisan minyak, lapisan sabun)

interferensi maksimum / garis terang 2. n . d cos θ = (m-½) λinterferensi minimum / garis gelap 2. n . d cos θ = m λ

n = indeks bias lapisan tipisd = tebal lapisan tipisθ = sudut bias lapisanm = nomor garis terang ke- /nomor garis gelap ke-/ordo ke-λ = panjang gelombang cahaya

c. interferensi cincin newtoninterferensi maksimum / lingkaran terang rt

2 = (m -½) λ R

interferensi minimum / lingkaran gelap rg

2 = m λ R

rt = jari-jari lingkaran terangrg = jari-jari lingkaran gelapm = nomor lingkaran gelap ke- / lingkaran terang ke-R = jari-jari kelengkungan lensa

DifraksiDifraksi adalah penyebaran gelombang

cahaya karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Difraksi debagi menjadi dua yaitu

a.Difraksi celah tunggalb.Difraksi celah ganda

• Difraksi celah tunggalSeberkas cahaya dilewatkan pada celah

sempit, cahaya yang keluar di belakang celah akan menjalar dengan arah seperti pada gambar berikut:

Dari gambar di samping terlihat bahwa cahaya selain diteruskan juga dibelokkan.

Difraksi celah tunggal

Analogi dengan pola interferensi celah ganda Young, pola terang difraksi celah tunggal diperoleh jika:d sin θ = n λ, dengan n = 0, 1, 2, 3, …

dengan d adalah lebar celah.Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jikad sin θ = (n – ½ )λ, dengan n = 1, 2, 3, …

• Difraksi Celah GandaSebuah sumber cahaya koheren yang menyinari bidang halangan dengan dua celah akan membentuk pola interferensi gelombang berupa pita cahaya yang terang dan gelap pada bidang pengamatan.

• Difraksi pada kisiKisi difraksi terdiri atas banyak celah dengan lebar yang

sama. Lebar tiap celah pada kisi difraksi disebut konstanta kisi dan dilambangkan dengan d. Jika dalam sebuah kisi sepanjang 1 cm terdapat N celah konstanta kisinya adalah:d = 1 / NN = banyak garis kisi / cm

Pola terang oleh kisi difraksi diperoleh jika:d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …dengan d adalah konstanta kisi dan θ adalah sudut difraksi.Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jikad sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …

• DispersiDispersi adalah peristiwa penguraian cahaya

polikromatik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan.

Rumus-rumus dispersi• Sudut yang dibentuk oleh sinar yang keluar dengan sinar datang

dinamakan sudut devisiasi.

• Selisih sudut devisiasi ungu dengan sudut devisiasi merah dinamakan sudut dispersi. Untuk kondisi dimana terjadi devisiasi menimum(D) dan sudut pembias kecil,maka berlaku hubungan sebagai berikut:

Devisiasi minimum=ungu(Du)Devisiasi minimum=merah(Dm)Sudut dispersi untuk kondisi ini adalah :

Susunan Prisma pandang lurusAdalah susunan prisma yang menghilangkan devisiasi warna tertentu.Misalnya untuk sinar warna kuning=Dk –Dk’ = 0Sudut dispersi=u-m=(nu – nm)Keterangan:m=sudut deviasi merah u=sudut deviasi ungunu=indeks bias untuk warna ungunm=indeks bias untuk warna merah

• PolarisasiPolarisasi adalah orientasi gelombang.

Pada cahaya terdapat 3 jenis polarisasi, yakni:

a. Polarisasi linear Terjadi apabila vektor medan magnetik pada suatu titik selalu diorientasikan sepanjang garis lurus yang sama pada setiap waktu sesaat).

b. Polarisasi melingkar (berputar searah atau berlawanan jarum jam)Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi melingkar apabila vektor magnetik pada suatu titik membentuk suatu lingkaran sebagai fungsi waktu.

c. Polarisasi ElipsTerjadi apabila ujung vektor medan elektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik membentuk kedudukan elips dalam ruang

Contoh alat yang menggunakan sifat polarisasi cahaya adalah:

Rumus-rumus Polarisasi :a. sudut polarisasi

tg ip = n2/n1

ip = sudut polarisasin2 = indeks bias medium 2 / ke …………

n1 = indeks bias medium 1 / dari……….

ip + r = 90ºr = sudut bias

b. intensitas polarisasiI2 = I1 . cos2 θ dan I1 = ½ I0

I2 = intensitas cahaya setelah melewati analisator / intensitas akhir

I1 = intensitas cahaya setelah melewati polarisator

I0 = intensitas cahaya mula-mula

θ = sudut antara polarisator dan analisator