Besaran – besaran dalam pengukuran cahaya 1 Kuat cahaya atau Intensitas Cahaya I
tergantung pula pada ferkuensinya. Laju perambatan fasa gelombang hanya tergantung pada sifat dasar yang dimiliki oleh mediumnya.
B. Besaran – besaran dalam pengukuran cahaya B.1 Kuat cahaya atau Intensitas Cahaya I
Intensitas cahaya adalah energi cahaya yang lewat melalui suatu satuan luas penampang tiap satuan waktu, atau daya P yang melewati suatu satuan luas
penampang A Hirose dan Lonngren, 1984 c
I
2 2
ω ξ
ρ
υ
=
Dengan κ
ω
= c
yang merupakan kecepatan gelombang cahaya dan ρ
v
adalah massa jenis dari medium yang dilalui gelombang cahaya,
ξ adalah amplitudo dan
ω adalah kecepatan sudut. Sehingga berdasarkan devinisi intensitas cahaya diperoleh:
A P
I =
2.22 I = Intensitas cahaya Wattm
2
P = Daya Watt A = Luas penampang m
2
Satuan intensitas dengan demikian adalah [wattm
2
]. Untuk sumber gelombang yang berupa titik, penampang yang dilewati gelombang, yaitu muka gelombangnya adalah
luasan bola Lea prasetio, 1992 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Arus cahaya dari sumber cahaya memancar ke segala arah. Arus cahaya Φ
yang dipancarkan per satuan sudut ruang pada satu arah tertentu disebut kuat cahaya rata-rata I
r
, maka:
δ
Φ =
r
I
2.23 Sudut ruang didefinisikan sebagai sudut yang terbentuk dari pusat bola yang
memotong luas permukaan bidang bola Sears. Zemansky, 1962
Gambar 2.4 Definisi sudut ruang
Pengukuran ste-radian dari sudut ruang didefinisikan sebagai
2
r A
=
δ 2.24
Jika luas A tepat sama dengan r
2
, maka sudut ruang adalah satu steradian. Karena luas bola 4
π r
2
maka sudut ruang total pada suatu titik adalah
2 2
4 r
r π
δ = = 4
π ste-radian 2.25
Untuk menghitung intensitas sumber cahaya titik yang berada pada pusat bola pada gambar 2.4 menggunakan persamaan
δ
d d
I Φ
=
2.26 I = Intensitas cahaya wattm
2
B.2. Kuat Penerangan
Bila ada arus cahaya dari sumber cahaya berupa titik jatuh pada permukaan bidang bola seluas A, maka permukaan tadi menjadi terang. Jumlah arus cahaya yang
mengenai satu satuan luas bidang yang disinari disebut sebagai kuat penerangan E dengan satuan lumenm
2
=lux
2
m lumen
A rata
rata E
Φ =
−
2.27 Untuk memperoleh kuat penerangan yang merata sebesar 1 lux pada bidang seluas
1m
2
dibutuhkan arus cahaya sebesar 1 lumen. Semakin besar arus cahaya
Φ, semakin besar juga kuat cahaya I maka kuat penerangan E dapat ditentukan dari persamaan 2.23 dan 2.27 sehingga
diperoleh:
A I
E
δ
=
2
r I
E =
2.28 Persamaan 2.28 Disebut hukum utama kuadrat fotometri
Dari gambar 2.5a dapat dijelaskan bahwa jumlah arus cahaya yang jatuh pada bidang bola A dan B tetap sama, akan tetapi kuat penerangan pada bidang A lebih
besar dibandingkan pada bidang B, karena dipengaruhi oleh jarak yang berbeda PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.5a Perbandingan jumlah arus yang jatuh pada bidang bola A dan B
Gambar 2.5b Bidang sangat kecil di P yang berada pada bidang kerja
Bila bidang B terbentang n kali lebih jauh dari bidang A terhadap titik-tengah sumber cahaya maka berdasarkan persamaan 2.28 kuat penerangan pada titik B adalah 1n
2
lebih lemah dari kuat penerangan yang terdapat pada titik A. Berdasarkan persamaan 2.28, dari gambar 2.5b dapat dihitung juga bahwa di
titik P lebih tepat : bidang sangat kecil di P yang berada pada bidang kerja θ
Cos d
I E
2
=
2.29 Dan karena
θ
Cos t
d =
2.30 Maka diperoleh persamaan umum untuk menghitung kuat penerangan akibat sumber
cahaya titik. θ
3 2
Cos d
I E
=
2.31 Keterangan
E =Kuat penerangan pada suatu titik yang disinari oleh sumber cahaya titik, dengan satuan lumenm
2
atau lux PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
I = Intensitas cahaya dari sumber cahaya d = Jarak dari lampu ke titik di bidang yang disinari
θ = Sudut yang dibentuk oleh garis yang tegak lurus dengan sinar dari lampu terhadap bidang yang disinari.
B.3 Kecerlangan
Kecerlangan atau kepadatan cahaya atau luminasi B adalah intensitas cahaya persatuan luas bidang yang bercahaya Mangunwijaya, 1981. Bila ada dua bidang
sumber cahaya yang kuat penerangan rata-rata sama tetapi luas keduanya tidak sama, maka bidang yang luasnya lebih kecil akan tampak lebih cemerlang dan menyilaukan
dari pada bidang yang luasnya lebih besar. Pada bidang kecil itulah seluruh kekuatan cahaya dipadatkan dan karenanya nampak cemerlang. Dalam praktek biasanya
sumber cahaya dianggap sebagai sistem sumber dengan intensitas rata-rata tertentu dan menghasilkan kuat penerangan rata-rata tertentu.
Jika 1 cm
2
bidang yang memancarkan cahaya berkekuatan 1 cd ke arah garis normal bidang, maka bidang tersebut mempunyai kecerlangan 1 sb. Atau :
2
m A
cd I
sb B
rata rata
=
−
2.32 B = Luminasi kecerlangan dalam stilb sb
I = Intensitas cahaya Wattm
2
A = Luas bidang bola m
2
Dari gambar 2.6 dapat ditunjukan bahwa cahaya dipancarkan oleh sumber cahaya dengan kekuatan cahaya 1 cd mengenai permukaan sebuah bola dengan jari-
jari 1m, sehingga untuk setiap titik pada permukaan bola akan menerima kuat penerangan sebesar 1 lux.
Gambar 2.6 Bola yang mempunyai sumber cahaya dengan kekuatan cahaya 1 cd di T
Lumen merupakan satuan arus cahaya flux cahaya. Fluks cahaya sebesar 1 lumen dipancarkan dari sumber cahaya dengan kekuatan 1 cd yang berada dipusat
bola dengan jari-jari 1m yang menembus bidang kulit bola seluas 1m
2
. Gabriel,1990