TUGAS OPTIKA

POLARISASI GELOMBANG CAHAYA

OLEH

NAMA / NIM :

Elvi Cahyaningtyas (130321612004)

Herdiana Rizki Amalia (130321612038)

Nita Anggela (130321602942)

Riza Billy Sasmita (130321602994)

Vincentius Priambodo (130321611995)

OFFERING : AC

KELOMPOK : 1

HARI/TGL : SENIN, 9 MARET 2015

DOSEN PEMBIMBING : BAPAK SUGIYANTO

PRODI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

UNIVERSITAS NEGERI MALANG2015

POLARISASI GELOMBANG CAHAYA

Hakikat Cahaya

Cahaya adalah kesan (dalam bentuk energi) yang diterima oleh indera mata. Teori tentang

hakikat cahaya diantaranya

1. Teori Korpuskuler menurut Newton (The corpuscular heory of light)

Teori ini mengatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel atau korpuskuler-korpuskuler yang

dipancarkan oleh sumber cahaya dan merambat menurut garis lurus dengan kecepatan yang

besar. Teori ini dianggap benar hngga abad 17. Teori ini dapat menerangkan dengan jelas

peristiwa pemantulan dan pembiasan, tetapi tidak dapat dipakai menerangkan terjadinya

peristiwa interferensi. Peristiwa interferensi hanya dapat diterangkan dengan teori gelombang,

sedangkan menurut Newton cahaya adalah partikel.

2. Teori Gelombang atau Teori Undulasi menurut Huygens

Menurut Huygens, cahaya adalah gelombsng ysng berasal dari sumber yang bergetar.

Gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar ini merambat dalam medium yang disebut

eter, yaitu zat yang mengisi seluruh ruangan termasuk ruang vakum. Padahal sebenarnya zat

eter ini tidak ada, hanya merupakan model saja supaya teorinya dapat diterima. Teori ini

belum sempurna, tetapi dapat digunakan untuk menerangkan terjadinya interferensi, difraksi,

polarisasi, tetapi tidak dapat menerangkan mengapa cahaya merambat pada garis lurus

3. Teori Gelombang Elektromagnetik menurut Maxwell

Pada abad 19 Maxwell mengemukakan teori bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

Indeks Bias/ Dispersi

Berdasarkan percobaan, diketahui bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik di dalam

suatu bahan (medium) berbeda dengan cepat rambat dalam ruang vakum. Hal ini disebabkan karena

gelombang elektromagnetik menimbulkan getaran-getaran dari atom atau molekul medium (kecuali

vakum) yang dilaluinya, yang mengakibatkan terjadinya hamburan gelombang yang berbeda panjang

gelombangnya (gelombang sekunder).

Fase gelombang sekunder pada umumnya berbeda dengan gelombang asal. Beda fase ini yang

akan memengaruhi gelombang resultan, yang menyebabkan gelombang yang melalui medium

berlainan akan berbeda pulacepat rambatnya. Bila medium bahan adalah homogen dan isotropik, maka

cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam medium adalah: v = √ 1∈ μ

. Perbandingan antara cepat

rambat gelombang elektromagnetik dalam vakum (c) dengan cepat rambat dalam medium (v) disebut

indeks bias absolut dari medium tersebut, diberi notasi n.

n = cv

Polarisasi

Polarisasi adalah keadaan (orientasi) bidang getar dari E⃗ (medan listrik). Macam-macam

polarisasi yaitu

1. Polarisasi Linear

Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi linear apabila gelombang tersebut hanya bergetar pada

satu bidang getar (datar) yang disebut juga bidang polarisasi. Polarisasi linear disebut juga

polarisasi bidang

2. Polarisasi Lingkaran

Apabila gelombang memiliki amplitudo tetap, tetapi arah medan berubah-ubah. Polarisasi ni

dapat terjadi apabila dua gelombang dengan amplitudo yang sama bersuperposisi.

3. Polarisasi Eliptis

Sama dengan polarisasi lingkaran, tetapi dengan amplitudo yang tidak selalu sama besar.

Cahaya yang terpolarisasi (cahaya alamiah) memiliki orientasi E ke segala arah. Arahnya dapat

diuraikan menjadi dua arah yaitu komponen sejajar bidang jatuh dan tegak lurus bidang jatuh.

Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar.  Suatu gelombang yang

mempunyai banyak arah getar disebut gelombang tak terpolarisasi, sedangkan gelombang yang

memilki satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi.

Gejala polarisasi

Gejala polarisasi dapat digambarkan dengan gelombang yang terjadi pada tali yang dilewatkan

pada celah. Apabila tali digetarkan searah dengan celah maka gelombang pada tali dapat melewati

celah tersebut. Sebaliknya jika tali digetarkan dengan arah tegak lurus celah maka gelombang pada tali

tidak bisa melewati celah tersebut.

Sinar alami seperti sinar Matahari pada umumnya adalah sinar yang tak terpolarisasi. Cahaya dapat

mengalami polarisasi dengan berbagai cara, antara lain karena peristiwa pemantulan, pembiasan, bias

kembar, absorbsi selektif, dan hamburan.

1. Polarisasi karena Pemantulan

Cahaya yang datang ke cermin dengan sudut datang sebesar 57o, maka sinar yang terpantul

akan merupakan cahaya yang terpolarisasi. Cahaya yang berasal dari cermin I adalah cahaya

terpolarisasi akan dipantulkan ke cermin. Apabila cermin II diputar sehingga arah bidang getar antara

cermin I dan cermin II saling tegak lurus, maka tidak akan ada cahaya yang dipantulkan oleh cermin

II. Peristiwa ini menunjukkan terjadinya peristiwa polarisasi. Cermin I disebut polarisator, sedangkan

cermin II disebut analisator. Polarisator akan menyebabkan sinar yang tak terpolarisasi menjadi sinar

yang terpolarisasi, sedangkan  analisator akan menganalisis sinar tersebut merupakan sinar

terpolarisasi atau tidak.

Polarisasi Gelombang Karena Pemantulan

2. Polarisasi karena Pemantulan dan Pembiasan

Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan para ilmuwan Fisika menunjukkan bahwa

polarisasi karena pemantulan dan pembiasan dapat terjadi apabila cahaya yang dipantulkan dengan

cahaya yang dibiaskan saling tegak lurus atau membentuk sudut 90o. Di mana cahaya yang dipantulkan

merupakan cahaya yang terpolarisasi sempurna, sedangkan sinar bias merupakan sinar terpolarisasi

sebagian. Sudut datang sinar yang dapat menimbulkan cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang

dibiaskan merupakan sinar yang terpolarisasi. Sudut datang seperti ini dinamakan sudut polarisasi (ip)

atau sudut Brewster. Pada saat sinar pantul dan sinar bias saling tegak lurus (membentuk sudut 90o)

akan berlaku ketentuan bahwa :

i + r = 90o atau r = 90o – i

Dari hukum Snellius tentang pembiasan berlaku bahwa:

Rumus Sudut Pandang

3. Polarisasi karena Bias Kembar (Pembiasan Ganda)

Polarisasi karena bias kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang

mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal kalsit. Cahaya yang lurus

disebut cahaya biasa, yang memenuhi hukum Snellius dan cahaya ini tidak terpolarisasi. Sedangkan

cahaya yang dibelokkan disebut cahaya istimewa karena tidak memenuhi hukum Snellius dan cahaya

ini adalah cahaya yang terpolarisasi.

Polarisasi karena Bias Kembar (Pembiasan Ganda)

4. Polarisasi karena 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.

Polarisasi karena Absorbsi Selektif

5. Polarisasi karena Hamburan

Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa terhamburnya cahaya

matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang menyelubungi Bumi. Cahaya matahari yang

terhambur oleh partikel debu dapat terpolarisasi. Itulah sebabnya pada hari yang cerah langit kelihatan

berwarna biru. Hal itu disebabkan oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif dibandingkan

dengan cahaya-cahaya warna yang lainnya.

Polarisasi karena Hamburan

6. Pemutaran Bidang Polarisasi

Seberkas cahaya tak terpolarisasi melewati sebuah polarisator sehingga cahaya yang diteruskan

mempunyai getaran listrik yang terletak pada satu bidang saja dan dikatakan cahaya terpolarisasi

bidang (linier). Sinar terpolarisasi linier yang melalui suatu larutan optis aktif akan mengalami

pemutaran bidang polarisasi

Pemutaran Bidang Polarisasi

Apabila bidang polarisasi tersebut terputar ke arah kiri (levo) dilihat dari pihak pengamat,

peristiwa ini disebut polarisasi putar kiri. Apabila bidang polarisasi tersebut terputar ke arah kanan

(dextro) dilihat dari pihak pengamat, peristiwa ini disebut polarisasi putar kanan.

Alat yang dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan yang memiliki sifat optis

aktif adalah polarimeter. Zat atau larutan yang bersifat optis aktif akan memutar bidang getar setiap

cahaya yang dilewatinya. Salah satu bahan yang bersifat optis aktif tersebut adalah larutan gula.