Unduh fis 12 optika fisis
Optika Fisis
Warna Benda
• Benda yang memantulkan suatu gelombang cahaya tertentu akan berwarna seperti cahaya yang
dipantulkannya.
• Dalam ruang yang tidak ada cahaya, semua benda terlihat hitam karena tidak ada cahaya yang
datang dan dipantulkan
• Warna primer adalah warna dasar yang dapat dipakai untuk membentuk warna lain, misalnya
merah, biru dan hijau.
• Warna sekunder adalah warna campuran dari dua warna primer, misalnya kuning, sian dan
magenta.
• Warna komplemen adalah warna yang jika disatukan membentuk warna putih, misalnya hijau +
magenta → putih.
Filter Cahaya:
Warna filter cahaya sama dengan warna cahaya yang diteruskannya, sedangkan warna lain diserap
oleh filter tersebut.
Warna Filter
Warna yang diteruskan
merah
hijau
biru
kuning
magenta
sian
me + ji
ku + hi
bi + ni + u
me + ji + ku + hi
me + ji + bi + ni + u
ku+hi+bi+ni+u
Dispersi Pada Prisma
Dispersi
adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya
monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma.
Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah
mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
Sudut dispersi
Φ = δu - δm
Φ = (nu - nm)β
δm = sudut deviasi merah
δu = sudut deviasi ungu
nu = indeks bias untuk warna ungu
nm = indeks bias untuk warna merah
Catatan :
Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah kita gunakan susunan Prisma
Akhromatik.
Φtot = Φ kerona - Φflinta = 0
Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita gunakan susunan prisma pandang
lurus.
Dtot = Dkerona - Dflinta = 0
Interferensi Pada Lapisan Tipis Planparalel
Sinar datang L menghasilkan warna-warna di atas permukaan
lapisan (misal minyak) dengan syarat:
(2m -1)1/2 λ
terang (maks)
(2m)1/2 λ
gelap (min)
2 nd cos r =
Jika sinar datang tegak lurus permukaan lapisan maka cos r =
1
Gbr. Plan Paralel
m = Orde = 1, 2, 3, ........
λ = panjang gelombang cahaya di udara
n= indeks bias lapisan
Difraksi Dan Interferensi
Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber cahaya yang
koheren (cahaya dengan beda fase tetap).
Percobaan Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang
koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga pada layar terjadi
pola-pola terang (interferensi koostruktif = maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum).
Rumus percobaan Young dan Fresnel untuk celah ganda (dua celah) adalah sama, yaitu:
p.d
(2m) 1/2 λ
terang (maks)
(2m - 1) 1/2 λ
gelap (min)
=
..l
p = jarak terang/gelap ke pusat
d = jarak dua celah terdekat
l = jarak sumber-layar
m = orde = 1,2,3, .........
λ = panjang gelombang cahaya
Jarak antara 2 garis yang berdekatan (terang ke terang atau gelap ke gelap) adalah λ, sehingga
p.d
l
..
=λ
Gbr. Difraksi dan Interferensi
Untuk difraksi dan interferensi pada celah tunggal (satu celah) rumusnya menjadi:
p.d
(2m - 1) 1/2 λ
terang (maks)
(2m) 1/2 λ
gelap (min)
=
..l
Difraksi (Lenturan) Kisi
Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah banyak) disinari oleh cahaya
monokromatik.
Jarak antara dua celah terdekat disebut konstanta
kisi (d).
Karena 1 > d maka p.d / l ~ d sin θ.
Jadi rumusnya:
d sin θ = m λ → d [ 1/ ∑ garis - 1]
Gbr. Difraksi Kisi
m = orde = 1,2,3, ........
Polarisasi (Pengkutuban)
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah
getar.
Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan (Hukum Brewster)
tg ip = n2/n1
ip + r = 90º
ip = sudut polarisasi
Gbr. Polarisasi Pemantulan
Polarisator karena penyerapan selektif
I = ½ Io cos² θ
θ = sudut antara analisator dan polarisator
Io = Intensitas yang datang
I = Intensitas yang diamati
Gbr. Polarisasi Penyerapani
Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3), kuarsa, mike, kristal
gula,topaz, dan es.
Contoh:
1. Pada interferensi Young dipergunakan sinar dengan panjang gelombang 5000 Angstrom. Jarak kedua
celah 1 mm, jarak layar ke celah 1 m. Berapakah jarak antara pita terang pertama den pita terang
keenam?
Jawab:
Selisih pita terang keenam (m6) dan pertama (m1) : m = m6 - m1 = 5
P.d / 1 = (2m) ½ λ = p . 10-3/1 = (2.5) . ½ . 5000 . 10-10 →
p = 25 . 10-4 m = 2,5 mm
2. Cahaya putih diarahkan ke kisi yang memiliki 5000 goresan/cm. Hitunglah sudut difraksi orde ke-2
untuk cahaya merah yang panjang gelombangnya 800 nm!
Jawab:
Konstanta kisi (jarak antara dua celah) → d = 1/5000 cm = 2.10-6 m
Rumus kisi difraksi :
m λ = d sin θ
2 . 800 . 10-9 = 2.10-6 . Sin θ → Sin θ = 0.8 → θ = 53
Warna Benda
• Benda yang memantulkan suatu gelombang cahaya tertentu akan berwarna seperti cahaya yang
dipantulkannya.
• Dalam ruang yang tidak ada cahaya, semua benda terlihat hitam karena tidak ada cahaya yang
datang dan dipantulkan
• Warna primer adalah warna dasar yang dapat dipakai untuk membentuk warna lain, misalnya
merah, biru dan hijau.
• Warna sekunder adalah warna campuran dari dua warna primer, misalnya kuning, sian dan
magenta.
• Warna komplemen adalah warna yang jika disatukan membentuk warna putih, misalnya hijau +
magenta → putih.
Filter Cahaya:
Warna filter cahaya sama dengan warna cahaya yang diteruskannya, sedangkan warna lain diserap
oleh filter tersebut.
Warna Filter
Warna yang diteruskan
merah
hijau
biru
kuning
magenta
sian
me + ji
ku + hi
bi + ni + u
me + ji + ku + hi
me + ji + bi + ni + u
ku+hi+bi+ni+u
Dispersi Pada Prisma
Dispersi
adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya
monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma.
Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah
mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
Sudut dispersi
Φ = δu - δm
Φ = (nu - nm)β
δm = sudut deviasi merah
δu = sudut deviasi ungu
nu = indeks bias untuk warna ungu
nm = indeks bias untuk warna merah
Catatan :
Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah kita gunakan susunan Prisma
Akhromatik.
Φtot = Φ kerona - Φflinta = 0
Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita gunakan susunan prisma pandang
lurus.
Dtot = Dkerona - Dflinta = 0
Interferensi Pada Lapisan Tipis Planparalel
Sinar datang L menghasilkan warna-warna di atas permukaan
lapisan (misal minyak) dengan syarat:
(2m -1)1/2 λ
terang (maks)
(2m)1/2 λ
gelap (min)
2 nd cos r =
Jika sinar datang tegak lurus permukaan lapisan maka cos r =
1
Gbr. Plan Paralel
m = Orde = 1, 2, 3, ........
λ = panjang gelombang cahaya di udara
n= indeks bias lapisan
Difraksi Dan Interferensi
Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber cahaya yang
koheren (cahaya dengan beda fase tetap).
Percobaan Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang
koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga pada layar terjadi
pola-pola terang (interferensi koostruktif = maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum).
Rumus percobaan Young dan Fresnel untuk celah ganda (dua celah) adalah sama, yaitu:
p.d
(2m) 1/2 λ
terang (maks)
(2m - 1) 1/2 λ
gelap (min)
=
..l
p = jarak terang/gelap ke pusat
d = jarak dua celah terdekat
l = jarak sumber-layar
m = orde = 1,2,3, .........
λ = panjang gelombang cahaya
Jarak antara 2 garis yang berdekatan (terang ke terang atau gelap ke gelap) adalah λ, sehingga
p.d
l
..
=λ
Gbr. Difraksi dan Interferensi
Untuk difraksi dan interferensi pada celah tunggal (satu celah) rumusnya menjadi:
p.d
(2m - 1) 1/2 λ
terang (maks)
(2m) 1/2 λ
gelap (min)
=
..l
Difraksi (Lenturan) Kisi
Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah banyak) disinari oleh cahaya
monokromatik.
Jarak antara dua celah terdekat disebut konstanta
kisi (d).
Karena 1 > d maka p.d / l ~ d sin θ.
Jadi rumusnya:
d sin θ = m λ → d [ 1/ ∑ garis - 1]
Gbr. Difraksi Kisi
m = orde = 1,2,3, ........
Polarisasi (Pengkutuban)
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah
getar.
Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan (Hukum Brewster)
tg ip = n2/n1
ip + r = 90º
ip = sudut polarisasi
Gbr. Polarisasi Pemantulan
Polarisator karena penyerapan selektif
I = ½ Io cos² θ
θ = sudut antara analisator dan polarisator
Io = Intensitas yang datang
I = Intensitas yang diamati
Gbr. Polarisasi Penyerapani
Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3), kuarsa, mike, kristal
gula,topaz, dan es.
Contoh:
1. Pada interferensi Young dipergunakan sinar dengan panjang gelombang 5000 Angstrom. Jarak kedua
celah 1 mm, jarak layar ke celah 1 m. Berapakah jarak antara pita terang pertama den pita terang
keenam?
Jawab:
Selisih pita terang keenam (m6) dan pertama (m1) : m = m6 - m1 = 5
P.d / 1 = (2m) ½ λ = p . 10-3/1 = (2.5) . ½ . 5000 . 10-10 →
p = 25 . 10-4 m = 2,5 mm
2. Cahaya putih diarahkan ke kisi yang memiliki 5000 goresan/cm. Hitunglah sudut difraksi orde ke-2
untuk cahaya merah yang panjang gelombangnya 800 nm!
Jawab:
Konstanta kisi (jarak antara dua celah) → d = 1/5000 cm = 2.10-6 m
Rumus kisi difraksi :
m λ = d sin θ
2 . 800 . 10-9 = 2.10-6 . Sin θ → Sin θ = 0.8 → θ = 53