Home » » Gelombang Cahaya

Gelombang Cahaya

Written By Harso Adjie Brotosukmono on Jumat, 04 Desember 2015 | 22.40


Gelombang Cahaya, atau dalam definisi modern adalah Cahaya Tampak, merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki kisaran panjang gelombang 400-700 nm, dari yang paling panjang: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Terkadang gelombang panjang inframerah dan gelombang pendek ultraviolet bisa dikategorikan sebagai Cahaya Semi-Tampak.

Cahaya merupakan partikel unik yang memiliki dualisme. Sebagai partikel, cahaya dibawa oleh partikel elementer berupa photon. Sebagai gelombang, cahaya merupakan salah satu gelombang elektromagnetik yang bisa merambat tanpa medium apapun.

Dua ilmu yang mempelajari cahaya yaitu Cahaya Sebagai Partikel (Optik Geometris, Opticum Geometricum) meliputi refleksi dan refraksi serta Cahaya Sebagai Gelombang (Optik Fisis, Opticum Physicum) meliputi inteferensi, difraksi, dan polarisasi. Fokus kita kali ini adalah Optik Fisis.

Interferensi Celah Ganda

Ketika sebuah sumber cahaya yang koheren (sama persis f dan λ-nya) melewati dua buah celah, maka akan terjadi superposisi yang menyebabkan munculnya garis-garis gelap terang pada layar.

Interferensi Celah Ganda
sumber: fisikamemangasyik

Karena superposisi gelombang yang terinterferensi memiliki sudut interferensi θ, maka persamaannya menjadi:


dengan:
d = jarak antar celah (m)
θ = sudut interferensi
m = orde (0,1,2,...)
λ = panjang gelombang (m)

untuk sudut yang sangat kecil, sin θ ≈ tan θ sehingga nilai sin θ adalah y/l, sehingga persamaan menjadi:
Pita terang:

Pita Gelap:

dengan:
d = jarak antar celah (m)
y = jarak pita orde-m ke terang pusat (m)
l = jarak celah ke layar (m)
m = orde (0,1,2,...)
λ = panjang gelombang (m)

Difraksi Celah Tunggal

Ketika cahaya melewati lubang yang cukup kecil, juga dapat terjadi peristiwa pita gelap terang yang disebut Difraksi Celah Tunggal, peristiwa ini terjadi karena cahaya dibelokkan dengan menganggap celah sebagai sumber cahaya baru sehingga cahaya menyebar ke segala arah. 

Difraksi Celah Tunggal
sumber: ivandwisandra.wordpress.com

Pita terang pada Difraksi celah tunggal akan menutupi satu orde. Sehingga persamaannya:
Pita terang:

Pita Gelap:

dengan:
d = lebar celah (m)
y = jarak pita orde-m ke terang pusat (m)
l = jarak celah ke layar (m)
m = orde (0,1,2,...)
λ = panjang gelombang (m)

Difraksi Celah Banyak

Ketika sebuah sumber cahaya koheren melewati banyak celah, maka juga terjadi peristiwa pita gelap terang yang disebabkan oleh pembelokan atau disebut dengan Difraksi Celah Banyak / Difraksi Kisi.

Difraksi Celah Banyak atau Difraksi Kisi
sumber: fisikamemangasyik

Pola yang dihasilkan pada Difraksi Kisi sama dengan Interferensi Celah Tunggal, namun yang menjadi perbedaan adalah lebar celah pada Difraksi Kisi ditentukan melalui konstanta kisi (banyaknya celah per satuan panjang), yang dirumuskan:


dengan:
d = lebar celah (m)
N = konstanta kisi (garis/m)

Setelah itu, polanya sama dengan Interferensi:
Pita terang:

Pita Gelap:

dengan:
d = jarak antar celah (m)
y = jarak pita orde-m ke terang pusat (m)
l = jarak celah ke layar (m)
m = orde (0,1,2,...)
λ = panjang gelombang (m)

Polarisasi

Ketika gelombang cahaya kehilangan sebagian intensitasnya karena penghamburan sebagian arah rambat cahaya, terjadi peristiwa Polarisasi. Polarisasi dapat terjadi karena Absorpsi Selektif, Pemantulan Tidak Sempurna, dan Pembiasan Ganda.

Polarisasi karena Absorpsi Selektif

Absorpsi Selektif dilakukan oleh Polarisator, sebuah alat optik berupa lembar polaroid untuk menyerap intensitas cahaya, untuk mengetahui proses Absorpsi selektif, luangkan waktu untuk melihat video berikut:



Polarisasi
sumber: perpustakaancyber.blogspot.com

Setelah melewati polarisator pertama, maka intensitas cahaya menjadi:



dengan:
I1 = intensitas cahaya setelah melewati polarisator 1 (candela, cd)
I0 = intensitas cahaya sumber (cd)

Setelah melewati polarisator kedua dan seterusnya, maka intensitas cahaya menjadi:



dengan:
I2 = intensitas cahaya setelah melewati polarisator 2 (cd)
I1 = intensitas cahaya setelah melewati polarisator 1 (cd)

dapat disimpulkan intensitas cahaya akhir menjadi:

2 polarisator


3 polarisator


(n+1) polarisator


Polarisasi karena Pemantulan Tidak Sempurna

Pemantulan Tidak Sempurna

Pemantulan tidak selalu terjadi sempurna, di kehidupan sehari-hari pemantulan sering kali terjadi secara tidak sempurna. Pemantulan tidak sempurna menyebabkan terjadinya Polarisasi Cahaya, syarat terjadinya polarisasi ketika ∠ip + ∠r = 90°

Karena itu, besarnya sudut polarisasi (∠ip) dapat dihitung:


dengan:
ip = sudut polarisasi
n2 = indeks bias tujuan
n1 = indeks bias asal

0 comments :

Posting Komentar

Brotot Facts: