Alat dan Bahan Pilihlah satu jawaban yang paling tepat

Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 51 Gambar 3.11 Polarisasi aki- bat pemantulan T p n 2 n 1 T p n 2 n 1 Gambar 3.10 Langit berwarna biru sebagai akibat polarisasi cahaya karena hamburan

2. Hamburan

Salah satu gejala polarisasi cahaya akibat hamburan adalah langit yang berwarna biru. Hal ini disebabkan gelombang cahaya warna biru lebih banyak dihamburkan oleh atmosfer. Atmosfer kita cenderung lebih banyak menghamburkan cahaya dengan panjang gelombang yang pendek daripada panjang gelombang yang panjang.

3. Pemantulan

Ketika cahaya mengenai bidang batas dua medium optik dengan kerapatan berbeda, sebagian cahaya akan dipantulkan. Hal ini dapat menimbulkan terjadinya polarisasi. Tingkat polarisasi bergantung pada sudut datang dan indeks bias kedua medium. Cahaya yang terpantul akan terpolarisasi seluruhnya ketika sudut datang sedemikian sehingga antara sinar bias dan sinar pantul saling tegak lurus. Berdasarkan hukum Snellius, besarnya sudut datang saat terjadi polarisasi adalah: n 1 sin T p = n 2 sin T’ p . . . 3.13 Karena sinar bias dan sinar pantul saling tegak lurus maka T p + T’ p = 90° T’ p = 90° – T p Dengan demikian persamaan 3.13 menjadi: n 1 sin T p = n 2 sin90°– T p T T p p sin n n sin 1 2 o 90 Berdasarkan trigonometri sin 90° – T p = cos T p , sehingga T T p p sin n n cos 1 2 T 1 2 p tan n n . . . 3.14 Persamaan 3.14 dikenal sebagai hukum Brewster. Perhatikanlah contoh soal dan pembahasannya berikut ini 8. Presentasikan hasil pengamatan yang telah kamu lakukan di depan kelas 9. Peringatan: a. Hati-hatilah dalam menggunakan peralatan laboratorium. b. Jaga kebersihan lingkungan dan tubuhmu c. Setelah selesai, kembalikan peralatan pada tempat semula dalam keadaan baik. Sumber: Dok. CAP Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 52

4. Pembiasan Ganda

Gejala pembiasan ganda merupakan fenomena rumit yang terjadi pada kristal kalsit atau kristal plastik yang ditegangkan, misalnya selofen. Pada kebanyakan zat, laju cahaya adalah sama untuk semua arah. Pada kristal kalsit, laju cahaya bergantung arah rambat pada material tersebut. Zat semacam ini disebut zat isotropik. Ketika berkas cahaya masuk pada zat isotropik, berkas tersebut terpisah menjadi dua bagian yang disebut berkas sinar biasa dan sinar luar biasa. Berkas-berkas ini terpolarisasi dalam arah yang saling tegak lurus dan berjalan dengan kecepatan yang berbeda. Ada arah tertentu pada zat di mana kedua cahaya merambat dengan kecepatan yang sama. Arah ini disebut sumbu optik. Saat cahaya membentuk sudut terhadap sumbu optik, berkas- berkas cahaya tersebut akan berjalan pada arah yang berbeda dan keluar secara terpisah pada ruang. Jika bahan tersebut diputar, berkas cahaya yang luar biasa akan berputar di ruang. Contoh Soal Tentukanlah besar sudut datang polarisasi pada kaca dengan indeks bias 1,5 Penyelesaian: Diketahui: n 1 = 1 n 2 = 1,5 Ditanyakan: T p = . . .? Jawab: T 1 2 1,5 1,5 1 p tan n n T p = 56,3° sinar luar biasa n 2 n 1 sumbu optik sinar biasa Gambar 3.12 Peristiwa polarisasi akibat pembiasan ganda Tp n 2 n 1

F. Penerapan Cahaya dalam Teknologi

Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa cahaya sangat penting bagi kita. Oleh karena itu para ilmuwan terus mempelajari tentang cahaya. Sejauh ini para ilmuwan telah menghasilkan penemuan-penemuan baru yang menakjubkan, misalnya laser, serat optik, dan hologram. Berikut ini akan kita pelajari penemuan-penemuan tersebut. Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 53

1. Laser

Laser adalah akronim dari light amplification by stimulated emission of radiation. Laser merupakan sumber cahaya yang memancarkan berkas cahaya yang koheren. Laser termasuk cahaya monokromatik. Laser mempunyai intensitas dan tingkat ketelitian yang sangat tinggi, sehingga laser banyak digunakan dalam berbagai peralatan. Laser pertama kali dikembangkan pada tahun 1960. Penerapan laser dalam kehidupan sehari-hari antara lain sebagai pemindai barcode di supermarket, alat pemutar CD atau DVD, laser printer, dan dioda laser. Di bidang kedokteran, laser digunakan sebagai pisau bedah dan untuk menyembuhkan gangguan akomodasi mata.

2. Serat Optik

Selain contoh-contoh di atas, pemanfaatan laser juga dapat diterapkan dalam bidang telekomunikasi. Dalam bidang telekomunikasi, laser digunakan untuk mengirim sinyal telepon dan internet melalui suatu kabel khusus yang disebut serat optik. Serat optik merupakan suatu serat transparan yang digunakan untuk mentransmisi cahaya, misalnya laser. Dengan menggunakan serat optik, data yang dikirim akan lebih cepat sampai. Karena kecepatan data tersebut sama dengan kecepatan cahaya, yaitu 3 . 10 8 ms.

3. Hologram

Perkembangan laser juga merambah bidang fotografi. Penggunaan laser dalam fotografi dikenal sebagai holografi. Holografi adalah pembuatan gambar-gambar tiga dimensi dengan menggunakan laser. Hasil yang diperoleh pada proses holografi disebut hologram. Mekanisme holografi adalah sebagai berikut. Objek yang akan dibuat hologram disinari dengan laser. Objek tersebut kemudian memantulkan sinar dari laser. Perpaduan antara laser dengan sinar yang dipantulkan objek akan mem- berikan efek interferensi. Efek interferensi inilah yang memberikan bayangan objek tiga dimensi. Materi di atas hanyalah sebagian penerapan cahaya dalam bidang teknologi. Cobalah kamu cari contoh lain penerapan cahaya dalam berbagai bidang di perpustakaan atau di internet Sebaiknya Tahu Komputer Optik Dalam komputer optik, informasi dibawa oleh denyut cahaya yang cepat, bukan oleh aliran elektron yang lambat. Seperti kabel serat optik, komputer optik dapat membawa banyak sinyal yang berbeda dalam waktu yang bersamaan secara paralel. Proses ini dikenal dengan pemrosesan paralel yang akan menjadikan komputer optik lebih kuat daripada komputer elektronik yang hanya melakukan satu pekerjaan dalam satu waktu dikenal sebagai pemrosesan seri. Sumber: Jejak Sejarah Sains: Cahaya, Pakar Raya. 2006. Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 54 Rangkuman 1. Cahaya termasuk gelombang tranversal sehingga cahaya mengalami gejala dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi. 2. Dispersi cahaya terjadi karena perbedaan indeks bias masing-masing warna cahaya penyusun cahaya putih. n m n j n k n h n b n n n u 3. Interferensi cahaya terjadi jika dua berkas cahaya yang koheren memiliki frekuensi yang sama dan beda fase yang tetap mengenai suatu titik secara bersamaan. 4. Difraksi cahaya terjadi jika cahaya melalui banyak celah sempit terpisah sejajar satu sama lain dengan jarak konstan. 5. Polarisasi cahaya adalah pengutuban arah getar gelombang cahaya yang disebabkan oleh penyerapan, pemantulan, hamburan, dan pembiasan ganda. 6. Penerapan cahaya dalam teknologi antara lain adalah laser, serat optik, dan holografi. Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 55 Soal-soal Uji Kompetensi

A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat

1. Sebuah prisma tipis dengan sudut pembias 12 o dan indeks bias 1,50. Besarnya sudut datang agar terjadi deviasi minimum adalah . . . . a. 12° b. 9° c. 6° d. 3° e. 1,5° 2. Sebuah prisma tipis dengan indeks bias 1,5 memiliki deviasi minimum di udara 4°. Deviasi minimum prisma tersebut jika di dalam air n air = 4 3 adalah . . . . a. 8° b. 4° c. 2° d. 1° e. 0,5° 3. Seberkas cahaya putih menembus prisma dengan sudut pembias 10 o . Jika indeks bias cahaya merah dan ungu masing-masing 1,51 dan 1,53 maka besarnya sudut dispersi pada prisma tersebut adalah . . . . a. 0,1° b. 0,2° c. 0,3° d. 0,4° e. 0,5° 4. Pada percobaan Young digunakan gelombang cahaya dengan panjang gelombang 4.500 A R dengan jarak antara celah dengan layar 2 meter. Jika jarak antarcelah 0,5 mm maka jarak pita terang ketiga dari pusat terang adalah . . . . a. 0,9 mm b. 1,8 mm c. 2,7 mm d. 3,6 mm e. 5,4 mm 5. Pita gelap ketiga terletak pada jarak 2 mm dari pusat terang pada percobaan interferensi dengan menggunakan cahaya 540 nm 1 nm = 10 -9 m . Jika jarak antara celah dan layar 1 meter maka lebar celah yang digunakan adalah . . . . a. 0,3 mm b. 0,4 mm c. 0,5 mm d. 0,6 mm e. 0,7 mm 6. Seorang siswa melakukan percobaan difraksi cahaya dengan menggunakan kisi difraksi 300 garismm. Ia mendapatkan pita terang pertama untuk suatu cahaya monokromatik berjarak 1,8 cm dari pusat terang. Panjang gelombang cahaya yang ia gunakan adalah . . . . a. 4.000 angstrom b. 4.500 angstrom c. 5.000 angstrom d. 5.500 angstrom e. 6.000 angstrom 7. Hal-hal berikut adalah akibat dari peristiwa difraksi cahaya, kecuali . . . . a. bayangan pada alat optik menjadi kabur b. terbatasnya daya pemisah alat optik c. terjadinya biasan warna pelangi pada ujung bayangan d. terbentuknya lingkaran pelangi di sekeliling bulan e. mata kita tak mampu memisahkan dua sumber cahaya yang sangat berdekatan Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 56 8. Jika tak ada atmosfer yang menye- lubungi bumi maka pada siang hari langit akan berwarna . . . . a. merah b. kuning c. biru d. putih e. hitam 9. Suatu medium optik memiliki indeks bias 3 maka sudut datang sinar datang agar terjadi polarisasi cahaya akibat pemantulan adalah . . . . a. 30° b. 45° c. 60° d. 75° e. 90° 10. Berikut ini adalah gejala yang timbul akibat polarisasi cahaya, kecuali . . . . a. langit terlihat biru pada siang hari b. pemutaran bidang getar pada larutan gula c. cahaya kelihatan lebih redup setelah menembus kaca rayban d. pantulan cahaya yang datang dengan sudut tertentu pada medium optik kelihatan lebih redup e. adanya garis-garis gelap pada spektrum matahari

B. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat

1. Seberkas cahaya monokromatik dilewatkan pada sebuah prisma dengan sudut pembias 60 o . Jika indeks bias untuk warna merah dan ungu masing-masing 1,51 dan 1,53, tentukanlah sudut dispersi pada prisma 2. Dua buah celah terpisah pada jarak 1 mm satu sama lain. Seberkas cahaya dengan panjang gelombang 700 nm melewati celah tersebut sehingga terjadi pola interferensi cahaya. Jika jarak celah ke layar 2 meter, tentukanlah jarak dua pita terang yang berdekatan 3. Seberkas cahaya putih dilewatkan pada kisi difraksi 1.000 gariscm. Jika panjang gelombang cahaya merah dan ungu masing-masing 7.000 angstrom dan 4.000 angstrom, serta jarak kisi ke layar 1 meter, tentukanlah jarak pita merah dan ungu untuk orde pertama 4. Indeks bias kaca plan paralel yang terbuat dari kaca kerona crown adalah 1,52. Tentukanlah sudut datang sinar datang agar terjadi polarisasi 5. Jelaskan cara pengukuran jarak bumi–bulan dengan menggunakan sinar laser Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 57 LISTRIK STATIS BAB 4 Tahukah kamu, petir terjadi karena adanya loncatan muatan listrik awan bermuatan ke bumi? Ya, tetapi bagaimana awan dapat bermuatan listrik? Mungkinkah benda-benda lain juga dapat bermuatan listrik? Kita juga akan mempelajari bagaimana sifat muatan-muatan listrik tersebut.Tentunya juga mengenai pemanfaatan sifat muatan tersebut bagi kepentingan kita. Mungkin saja. Nah . . . pada bab ini kita akan mempelajari listrik statis. Di dalamnya akan dibahas mengenai bagaimana sebuah benda dapat bermuatan listrik. Jadi, setelah mempelajari bab ini kita lebih memahami konsep muatan listrik statis serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.