Power Point Optika Fisis | Ilmu Pengetahuan Optika Fisis
OPTIKA FISIS
Oleh : Heri Agung Priyanta
pa itu Optika Fisis … ?
Optika
Fisis
adalah
mempelajari
cabang
sifat-sifat
terdefinisikan
oleh
studi
cahaya
optik
cahaya
yang
yang
tidak
geometris
dengan
pendekatan sinarnya.
Definisi sifat cahaya dalam optik fisis dilakukan dengan
pendekatan
frekuensi
tinggi
(Inggris:high
approximation atau short wave approximation)
frequency
Sifat Gelombang Cahaya
Cahaya merupakan gelombang
transversal yang termasuk
gelombang elektromagnetik. Cahaya
dapat merambat dalam ruang hampa
dengan kecepatan 3 x 108 m/s.
Sifat2 cahaya :
• Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
• Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
• Dapat mengalami pelenturan (difraksi)
• Dapat dijumlahkan (interferensi)
• Dapat diuraikan (dispersi)
• Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
• Bersifat sebagai gelombang dan partikel
Indeks Bias
• Kecepatan cahaya di udara hampa : 3.108 ms-1
(berlaku untuk semua gelombang
elektromagnet)
• Laju tersebut akan berkurang di udara, kaca, air
atau benda lainnya
• n = c/v
• Nilai n ≥ 1
• Nilai n sedikit bervariasi terhadap panjang
gelombang cahaya.
Medium
n = c/v
Udara hampa
Udara , pada STP
Air
Alkohol etil
Kuarsa lebur
Kaca korona
Api cahaya
Plexiglass
Garam dapur
Berlian
1,0000
1,0003
1,333
1,36
1,46
1,52
1,58
1,51
1,53
2,42
1. Difraksi
Jika sebuah gelombang permukaan air tiba
pada suatu celah sempit, maka gelombang
ini akan mengalami lenturan/pembelokan
sehingga terjadi gelombang-gelombang
setengah lingkaran yang melebar didaerah belakang celah tersebut.
Difraksi Cahaya pada
Celah Tunggal
DIFRAKSI
Difraksi Cahaya pada Kisi
1. Difraksi Cahaya pada Celah
Tunggal
Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah
sempit, maka cahaya akan di belokan /dilenturkan
Dengan Syarat :
Pita terang utama O akan menjadi lebih lebar jika celah
dipersempit. Jika lebar celah sama dengan panjang gelombang
(λ) maka minimum pertama akan terjadi pada sudut θ = 90°
2. Difraksi Cahaya pada
Kisi
Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah
banyak) disinari oleh cahaya monokromatik. Jarak antara dua celah
terdekat disebut konstanta kisi (d).
Dengan syarat :
Keterangan:
d : konstanta kisi = 1/N , dengan N = jumlah celah/cm
2. Interferensi
Interferensi adalah penjumlahan superposisi dari
dua
gelombang
cahaya atau
lebih
yang
menimbulkan pola gelombang yang baru.
•
Interferensi dapat bersifat membangun dan
merusak. Bersifat membangun jika beda fase
kedua gelombang sama sehingga gelombang
baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari
kedua gelombang tersebut.
• Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180
derajat,
sehingga
menghilangkan
kedua
gelombang
saling
Syarat Interferensi Cahaya :
Kedua sumber cahaya harus
bersifat kokeren (Kedua sumber
cahaya mempunyai beda
fase,frekuensi dan amplitude
sama)
Thomas Young
Membuat dua sumber cahaya dari satu sumber cahaya, yang dijatukan pada dua buah celah
sempit.
HASIL
Hasil interferensi dari dua sinar/cahaya koheren menghasilkan pola terang dan gelap.
1. Interferensi
maksimum/terang/konstruktif,terjadi jika:
Secara matematika
2. Interferensi
Minimum/Gelap/Destrutip,terjadi jika
Keterangan :
P = Jarak dari terang/gelap ke-m dengan terang pusat
S1 = Sumber cahaya
S2 dan S3 = Dua sumber cahaya baru.
D = Jarak antar dua sumber c
θ= Sudut belok,
a=l = Jarak antara dua sumber terhadap layar
(meter)
d = Jarak kedua sumber cahaya/celah(meter)
l = Jarak antara sumber cahaya dengan layar (meter)
m = Bilangan (1,2,3…dst)
λ = Panjang gelombang (meter, atau Amstrong)
3. Polarisasi
Polarisasi merupakan proses pengkutuban
atau
penyerapan/pemfilteran
cahaya
sehingga dihasilkan arah gelombang cahaya
yang sesuai. Polarisasi bisa kita rasakan
saat siang hari yang cerah warna langit
menjadi biru atau dalam dunia modern ini
polarisasi dimanfaatkan untuk pemakaian
kacamata polarisasi atau juga untuk
kacamata 3D
Refleksi
(Pemantulan)
Refraksi (pembiasan
ganda)
Polarisasi
Disebabkan karena
Absorbsi
(Penyerapan)
Hamburan
A. Polarisasi karena Refleksi
(Pemantulan)
Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul
dan sinar biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul
yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena
itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip + r = 90° atau r =
90° – ip . Dengan demikian, berlaku pula
Hukum Snellius
B. Polarisasi karena Refraksi (pembiasan
ganda)
Jika berkas kaca dilewatkan pada kaca, kelajuan cahaya yang
keluar akan sama ke segala arah. Hal ini karena kaca bersifat
homogen, indeks biasnya hanya memiliki satu nilai. Namun,
Cahaya yang melalui bahan dengan indeks bias ganda akan
mengalami pembiasan dalam dua arah yang berbeda.
Sebagian berkas akan memenuhi hukum Snellius (disebut
berkas sinar biasa), sedangkan sebagian yang lain tidak
memenuhi hukum Snellius (disebut berkas sinar istimewa)
C. Polarisasi karena Absorbsi
(Penyerapan)
Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan
polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan
menyerap cahaya dengan arah getar yang lain.
Gambar 1 : Skema polarisasi selektif
menggunakan filter polaroid. Hanya cahaya
dengan orientasi sejajar sumbu polarisasi
polaroid yang diteruskan.
Gambar 2 :Dua buah polaroid, polaroid
pertama disebut polarisator dan polaroid
kedua disebut analisator dengan sumbu
transmisi membentuk sudut
D. Polarisasi karena
Hamburan
Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium, partikel-partikel
medium akan menyerap dan memancarkan kembali sebagian
cahaya itu. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh
partikel-partikel medium ini dikenal sebagai fenomena
hamburan. Pada peristiwa hamburan, cahaya yang panjang
gelombangnya lebih pendek cenderung mengalami hamburan
dengan intensitas yang besar. Hamburan ini dapat diamati
pada warna biru yang ada di langit kita.
Oleh : Heri Agung Priyanta
pa itu Optika Fisis … ?
Optika
Fisis
adalah
mempelajari
cabang
sifat-sifat
terdefinisikan
oleh
studi
cahaya
optik
cahaya
yang
yang
tidak
geometris
dengan
pendekatan sinarnya.
Definisi sifat cahaya dalam optik fisis dilakukan dengan
pendekatan
frekuensi
tinggi
(Inggris:high
approximation atau short wave approximation)
frequency
Sifat Gelombang Cahaya
Cahaya merupakan gelombang
transversal yang termasuk
gelombang elektromagnetik. Cahaya
dapat merambat dalam ruang hampa
dengan kecepatan 3 x 108 m/s.
Sifat2 cahaya :
• Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
• Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
• Dapat mengalami pelenturan (difraksi)
• Dapat dijumlahkan (interferensi)
• Dapat diuraikan (dispersi)
• Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
• Bersifat sebagai gelombang dan partikel
Indeks Bias
• Kecepatan cahaya di udara hampa : 3.108 ms-1
(berlaku untuk semua gelombang
elektromagnet)
• Laju tersebut akan berkurang di udara, kaca, air
atau benda lainnya
• n = c/v
• Nilai n ≥ 1
• Nilai n sedikit bervariasi terhadap panjang
gelombang cahaya.
Medium
n = c/v
Udara hampa
Udara , pada STP
Air
Alkohol etil
Kuarsa lebur
Kaca korona
Api cahaya
Plexiglass
Garam dapur
Berlian
1,0000
1,0003
1,333
1,36
1,46
1,52
1,58
1,51
1,53
2,42
1. Difraksi
Jika sebuah gelombang permukaan air tiba
pada suatu celah sempit, maka gelombang
ini akan mengalami lenturan/pembelokan
sehingga terjadi gelombang-gelombang
setengah lingkaran yang melebar didaerah belakang celah tersebut.
Difraksi Cahaya pada
Celah Tunggal
DIFRAKSI
Difraksi Cahaya pada Kisi
1. Difraksi Cahaya pada Celah
Tunggal
Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah
sempit, maka cahaya akan di belokan /dilenturkan
Dengan Syarat :
Pita terang utama O akan menjadi lebih lebar jika celah
dipersempit. Jika lebar celah sama dengan panjang gelombang
(λ) maka minimum pertama akan terjadi pada sudut θ = 90°
2. Difraksi Cahaya pada
Kisi
Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah
banyak) disinari oleh cahaya monokromatik. Jarak antara dua celah
terdekat disebut konstanta kisi (d).
Dengan syarat :
Keterangan:
d : konstanta kisi = 1/N , dengan N = jumlah celah/cm
2. Interferensi
Interferensi adalah penjumlahan superposisi dari
dua
gelombang
cahaya atau
lebih
yang
menimbulkan pola gelombang yang baru.
•
Interferensi dapat bersifat membangun dan
merusak. Bersifat membangun jika beda fase
kedua gelombang sama sehingga gelombang
baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari
kedua gelombang tersebut.
• Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180
derajat,
sehingga
menghilangkan
kedua
gelombang
saling
Syarat Interferensi Cahaya :
Kedua sumber cahaya harus
bersifat kokeren (Kedua sumber
cahaya mempunyai beda
fase,frekuensi dan amplitude
sama)
Thomas Young
Membuat dua sumber cahaya dari satu sumber cahaya, yang dijatukan pada dua buah celah
sempit.
HASIL
Hasil interferensi dari dua sinar/cahaya koheren menghasilkan pola terang dan gelap.
1. Interferensi
maksimum/terang/konstruktif,terjadi jika:
Secara matematika
2. Interferensi
Minimum/Gelap/Destrutip,terjadi jika
Keterangan :
P = Jarak dari terang/gelap ke-m dengan terang pusat
S1 = Sumber cahaya
S2 dan S3 = Dua sumber cahaya baru.
D = Jarak antar dua sumber c
θ= Sudut belok,
a=l = Jarak antara dua sumber terhadap layar
(meter)
d = Jarak kedua sumber cahaya/celah(meter)
l = Jarak antara sumber cahaya dengan layar (meter)
m = Bilangan (1,2,3…dst)
λ = Panjang gelombang (meter, atau Amstrong)
3. Polarisasi
Polarisasi merupakan proses pengkutuban
atau
penyerapan/pemfilteran
cahaya
sehingga dihasilkan arah gelombang cahaya
yang sesuai. Polarisasi bisa kita rasakan
saat siang hari yang cerah warna langit
menjadi biru atau dalam dunia modern ini
polarisasi dimanfaatkan untuk pemakaian
kacamata polarisasi atau juga untuk
kacamata 3D
Refleksi
(Pemantulan)
Refraksi (pembiasan
ganda)
Polarisasi
Disebabkan karena
Absorbsi
(Penyerapan)
Hamburan
A. Polarisasi karena Refleksi
(Pemantulan)
Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul
dan sinar biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul
yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena
itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip + r = 90° atau r =
90° – ip . Dengan demikian, berlaku pula
Hukum Snellius
B. Polarisasi karena Refraksi (pembiasan
ganda)
Jika berkas kaca dilewatkan pada kaca, kelajuan cahaya yang
keluar akan sama ke segala arah. Hal ini karena kaca bersifat
homogen, indeks biasnya hanya memiliki satu nilai. Namun,
Cahaya yang melalui bahan dengan indeks bias ganda akan
mengalami pembiasan dalam dua arah yang berbeda.
Sebagian berkas akan memenuhi hukum Snellius (disebut
berkas sinar biasa), sedangkan sebagian yang lain tidak
memenuhi hukum Snellius (disebut berkas sinar istimewa)
C. Polarisasi karena Absorbsi
(Penyerapan)
Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan
polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan
menyerap cahaya dengan arah getar yang lain.
Gambar 1 : Skema polarisasi selektif
menggunakan filter polaroid. Hanya cahaya
dengan orientasi sejajar sumbu polarisasi
polaroid yang diteruskan.
Gambar 2 :Dua buah polaroid, polaroid
pertama disebut polarisator dan polaroid
kedua disebut analisator dengan sumbu
transmisi membentuk sudut
D. Polarisasi karena
Hamburan
Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium, partikel-partikel
medium akan menyerap dan memancarkan kembali sebagian
cahaya itu. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh
partikel-partikel medium ini dikenal sebagai fenomena
hamburan. Pada peristiwa hamburan, cahaya yang panjang
gelombangnya lebih pendek cenderung mengalami hamburan
dengan intensitas yang besar. Hamburan ini dapat diamati
pada warna biru yang ada di langit kita.