2.16 Jadi suatu gelombang elektromagnetik dapat dinyatakan sebagai
̂ 2.17
̂ 2.18
dan khusus untuk bagian riil adalah ̂
1.19 ̂
2.20
2.3.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Spektrum merupakan ragam dari rentangan panjang dari suatu gelombang radiasi. Spektrum gelombang elektromagnetik adalah ragam gelombang elektromagnetik
yang dikategorikan berdasarkan rentang frekuensinya seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.3. Spektrum gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh transisi
elektron yaitu ketika suatu elektron berpindah dari orbit satu ke orbit yang lain.
Gambar 2.3 Spektrum gelombang elektromagnetik
Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Lena Pierre,
1998. Jika diurutkan dari frekuensinya yang paling besar ke yang paling kecil adalah:
- Gelombang radio
- Gelombang mikro
Universitas Sumatera Utara
- Gelombang
infrared
- Gelombang cahaya tampak
- Gelombang ultraviolet
- Gelombang sinar-x
- Geolmbang sinar-
2.3.3 Sifat - Sifat Gelombang Elektromagnetik
- Dapat merambat dalam ruang hampa
- Merupakan gelombang transversal
- Dapat mengalami polarisasi
- Dapat mengalami pemantulan
refleksi
- Dapat mengalami pembiasan
refraksi
- Dapat mengalami interferensi
- Dapat mengalami lenturan atau hamburan
difraksi
- Merambat dalam arah lurus. Wilson, J and Hawkes
2.4
Hukum Pemantulan dan Pembiasan
Konsep pemantulan dan pembiasan cahaya dapat dijelaskan mengikuti tingkah laku berkas-berkas cahaya yang merambat didalam medium dielektrik. Ketika
berkas cahaya melewati batas dua medium yang berbeda, maka sebagian berkas dipantulkan masuk pada medium pertama dan sebagian lagi dibiaskan masuk pada
medium kedua. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.4
Universitas Sumatera Utara
Sinar dibiaskan Garis Normal
Batas Medium
Sinar datang Sianar dipantulkan
n
2
n
1
n
1
θ
1
θ
2
θ
3
= θ
1
ϕ
1
ϕ
1
Gambar 2.4 Pembiasan dan pemantulan berkas cahaya melalui dua medium
berbeda. Kaiser, 2000
Pembiasan berkas cahaya pada permukaan medium yang sama merupakan akibat perbedaan laju kecepatan cahaya pada dua medium yang mempunyai
indeks bias berbeda. Hubungan tersebut dapat dijelaskan menggunakan hukum Snellius. Kaiser, 2000
2.21 ekuivalen dengan
2.22 dengan,
n
1
: indeks bias medium pertama n
2
: indeks bias medium kedua : sudut datang sudut antara sinar datang dan garis normal
: sudut bias sudut antara sinar bias dan garis normal : sudut antara sinar datang dan batas medium
: sudut antara sinar bias dengan medium : sudut antara sinar pantul dan garis normal.
2.5
Indeks Bias
Cahaya yang ditransmisikan dari suatu medium ke medium lain, misalnya dari udara ke kaca akan mengalami pembiasan. Pembiasan cahaya ini adalah akibat
Universitas Sumatera Utara
perubahan kecepatan rambat cahaya dalam medium yang disebabkan oleh interaksi antara cahaya dengan elektron dari medium. Interaksi tersebut
menyebabkan polarisasi yang besarnya sebanding dengan rapat muatan. Indeks bias suatu materi didefenisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya di
dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya dalam medium. Malcom, 2001 Perbandingan itu dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum Snellius, indeks
bias dinyatakan dengan persamaan : 2.23
2.24 dengan
n = indeks bias
θ
i
= sudut datang θ
r
= sudut bias c
= kecepatan cahaya diruang hampa 3x10
8
ms c
n
= kecepatan cahaya dalam medium Beberapa hal yang mempengaruhi indeks bias suatu material, yaitu:
a. Kerapatan Elektron
Electron Density
dan Polarisabilitas
Polarizability
Indeks bias pada material ditetukan oleh interaksi cahaya dengan elektron pada material.
b. Kerapatan Material
Massa jenis atau kerapatan material didefenisikan sebagai perbandingan antara massa m dan volume V. Cahaya yang
merambat pada medium yang memiliki kerapatan yang tinggi akan memiliki kecepatan yang lebih kecil dari pada medium yang
kerapatannya rendah, karena pada medium kerapatan tinggi partikel cahaya akan lebih banyak mengenai tumbukan akibatnya
indeks bias di medium tersebut berbeda. c.
Ekspansi Thermal
Thermal Ekspantion
Material yang dipanaskan akan menurunkan kerapatan material karena volume dari material mengembung sehingga indeks bias
akan menurun. Thomas, 1997
Universitas Sumatera Utara
2.5.1 Fase Indeks Efektif
