pw point physic

Download Pw point physic

Post on 22-Jun-2015

2.444 views

Category:

Education

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

OPTIK FISIS

TRANSCRIPT

  • 1. Ciri-ciri Gelombang Cahaya Interferensi Cahaya Difraksi Cahaya Polarisasi Efek Doppler Pemantulan Pembiasan Ganda Hamburan Penyerapan 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 Difraksi Celah Tunggal Pengertian Polarisasi Efek Doppler Pengaruh Difraksi pada Alat Optik Difraksi Celah Tunggal Pengertian Polarisasi Efek Doppler Pengertian Pengaruh Difraksi pada Alat Optik Difraksi Celah Tunggal Pengertian Polarisasi Efek Doppler Polarisasi Efek Doppler Difraksi Celah Tunggal Pengertian Difraksi Celah Tunggal Pengertian Pengaruh Difraksi pada Alat Optik Difraksi Celah Tunggal Pengertian Interferensi Celah Ganda Pengertian Interferensi pada Lapisan Tipis Interferensi Celah Ganda Pengertian

2. 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. 3. 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 : 4. Maxwell secara teoritis berhasil menentukan cepat rambat gelombang elektromagnetik c, sebagai : c = = 3 . 108 m/s 0 = permeabilitas vakum = 4 . 10-7 Wb A-1 m-1 0 = 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 5. 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. 6. 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 B = Tan B = = Tan B = n B = sudut brewster 7. 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. 8. 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 ). 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 Gambar 3.3 9. 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 cos2 = I 0 cos2 (3-5) Dengan = 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( = 0o atau 180o) dan mencapai minimum jika kedua sumbu polarisasi adalah saling tegak lurus atau = 90o. 10. 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. 11. 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. 12. 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 d), maka sudut sangat kecil, sehingga sin = tan = p/l,dengan demikian pd = m l Syarat Interferensi minimum Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o,yaitu jika selisih lintasannya sama dgn bilangan ganjil kali setengah . d sin = (m-1/2) ; m = 1, 2, 3,.. Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebutgelap ke-1, dst. Mengingat sin = tan = p/l, maka pd = (m-1/2) l 26. 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 n = (2n 1) atau d.p/l= (2n 1) , n = 1, 2, 3, dst 2. Interferensi Minimum (terjadi pola gelap) d sin n = (2n) = n atau d p/l = (2n) = n , n = 1,2,3 , .dst 27. Bulubulu 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 bulubulu merak,beberapa panjang gelombang akan mengalami interferensi konstruktif,sesuai dengan ketebalan berbeda dari bulubulu merak.Interferensi konstruktif dari berbagai warna (atau berbagi panjang gelombang )menghasilkan sinar terang dari berbagai warna pada bulubulu burung merak,seperti ditunjukkan pada gambar. 28. 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) Interferensi minimum : 2 nd = m. 29. KISI DIFRAKSI Kisi difraksi adalah alat yang sangat berguna untuk menganalisis sumbersumber cahaya. Sebuah kisi dapat memiliki ribuan garis (goresan) per sentimeter. Tetapan kisi d = 1 N 30. Kisi difraksiKisi 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 transmisiKisi transmisi (Transmission grating) : kisi dengan celah yang memungkinkan cahaya dapat melewatinya. Kisi refleksiKisi refleksi (Reflection grating) : kisi dengan celah yang memantulkan cahaya.