PPT Optika Fisis

OPTIKA
FISIS

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
Udara hampa
Udara , pada STP
Air
Alkohol etil

Kaca
Kuarsa lebur
Kaca korona
Api cahaya
Plexiglass
Garam dapur
Berlian

n = c/v
1,0000
1,0003
1,333
1,36
1,46
1,52
1,58
1,51
1,53
2,42

Pembiasan : Hukum Snell

n1 sin θ1 = n2 sin θ2

Pembiasan melalui kaca datar
a. Berapa sudut bias θA
pada kaca ?
b. Berapa sudut θB dari
berkas yang muncul
dari kaca ?

Penjelasan
n1 = 1,00

; udara

n2 = 1,50

; kaca

a. (1,00) sin 600 = ( 1,50) sin θA
θAnn = 35,20
1

2

b. sin θB = ( n1/n2 ) sin θA
= ( 1,50/1,00 ) ( 0,577 )
= 0,866
θB = 60,00

Pantulan internal sempurna

Sin θc = n2/n1

( sudut kritis )

Pantulan internal sempurna

Serat optik

Aplikasi serat optik
 Telekomunikasi :
mentransmisikan percakapan
telepon,sinyal video dan data
komputer
 Medis : bronchoscope,
colonoscope dan endoscope

Jika cahaya berjalan dari satu medium
ke medium yang lainnya ,
> frekuensi tetap
> panjang gelombang berubah

λ2/ λ1 = v2/v1 = n1/n2

Panjang gelombang bergantung pada n
v = f λn , λn = v / f = c / n f = f λ / nf
λn = λ / n

Dualisme cahaya
 Cahaya sebagai partikel


Cahaya sebagai gelombang

Interferensi

Eksperimen Celah Ganda Young

Interferensi

Interferensi konstruktif (saling menguatkan)
d sin θ = m λ ,

m = 0,1,2,…

Interferensi destruktif (saling mehilangkan)
d sin θ = ( m +1/2)λ ,

m = 0,1,2,…

Interferensi

Interferensi

Apa yang terjadi pada pola interferensi jika,
a. Cahaya datang 500 nm diganti dengan cahaya
dengan panjang gelombang 700 nm ?
b. Celah-celah tersebut dijauhkan ?

Penjelasan

a.Ketika λ bertambah tetapi d tetap
sama, maka θ bertambah besar dan
pola interferensinya menyebar.
b.Menambah jauh jarak celah d akan
memperkecil θ untuk tiap orde,
sehingga garis-garis akan lebih dekat.

Spektrum tampak
Dua sifat cahaya yang dapat langsung
dideskripsikan dengan teori gelombang ;
> Intensitas ( ~ A2 )
Warna ( ~ λ dan f)
 Cahaya tampak ( 400 nm – 750 nm )
( Ungu – merah )

Penyebaran cahaya putih menjadi
spektrum lengkap disebut dispersi

Sinar Tampak (visible light)
Sinar tampak memiliki spektrum yang sempit dimana
gelombang EM ini dapat ditangkap oleh mata manusia
normal. Sinar merah memiliki frekuensi terendah atau
memiliki panjang gelombang terpanjang diantara sinar
tampak, sedangkan sinar ungu mempunyai frekuensi
tertinggi dan panjang gelombang terpendek.

Cahaya Tampak

Aplikasi cahaya tampak di bidang medis dapat dilakukan dengan
cara yang sangat sederhana disebut transillumination, yaitu dengan
cara menyinari bagian tubuh tertentu. Pasien ditempatkan di
ruangan gelap sehingga bagian tubuh yang disinari akan nampak
kemerah-merahan.
Dengan melihat intensitas cahaya yang
diteruskan akan dapat dianalisa apakah suatu gumpalan misalnya,
bersifat padat atau bersifat cair. Ini dapat memberikan indikasi tipe
tumor.
Beberapa panjang gelombang sinar tampak dapat diserap secara
selektif oleh suatu permukaan. Suatu contoh, permukaan tahi lalat
lebih banyak menyerap gelombang warna hijau dibandingkan
permukaan kulit normal. Dengan demikian dimungkinkan untuk
menghilangkan tahi lalat dengan penyinaran warna hijau dengan
intensitas tinggi.

CAHAYA TAMPAK

Aplikasi penyerapan warna secara selektif digunakan dalam
pembedahan dengan sinar laser. Laser dengan panjang gelombang

tertentu dapat difokuskan dengan intensitas yang sangat tinggi.
Laser dengan panjang gelombang tertentu dapat dipilih sehingga
sinar yang dilepaskan secara selektif dapat diserap oleh darah
sehingga terjadi pemanasan dan membakar pembuluh darah.
Bayi yang baru terlahir utamanya yang terlahir prematur, sering
mengalami sakit kuning akibat liver mengeluarkan bilirubin
dalam darah secara berlebihan. Bilirubin adalah sampah yang
dikeluarkan saat bayi mengalami proses penurunan sel darah
merah. Proses penyembuhan dari sakit kuning dapat dipercepat
dengan menyinari bayi dengan sinar tampak utamanya ultra violet
(UV), yaitu dengan cahaya fluorecent. Saat dilakukan penyinaran
biasanya mata bayi ditutup untuk menghindari efek dari
penyinaran UV.

Contoh dispersi ; pelangi

Pelangi

Berlian ?
Kemilaunya merupakan kombinasi dispersi dan

pantulan internal sempurna. Berlian memiliki
indeks bias yang sangat tinggi (2,4), sudut kritis
untuk pantulan sempurna hanya 250 . Cahaya
datang jatuh pad banyak permukaan dalam
sebelum cahaya tersebut jatuh pada sudut yang
lebih kecil dari 250 dan keluar. Setelah sekian
banyak pantulan, cahaya telah menempuh jarak
yang cukup jauh sehingga warna-warna menjadi
terpisah cukup jauh untuk dapat dilihat satu
persatu dan dengan cemerlang ketika
meninggalkan kristal.

Difraksi.

Difraksi

D sin θ = m λ ,
( minimum )

m = 1,2,3, …

D sin θ = ( m + 1 )λ/2 , m = 0,1,2,…

( maksimum )

Spektrometer

Digunakan untuk identifikasi atom atau molekul. Ketika
gas dipanaskan maka gas tersebut akan memancarkan
spektrum garis.

Interferensi oleh film tipis

a. Busa sabun

b. lapisan tipis air bersabun c. lapisan tipis minyak pada

genangan air di jalan

Polarisasi
 Polarisasi hanya dapat terjadi untuk
gelombang transversal
 Contoh polarisasi bidang ; osilasi terjadi
pada bidang.

Model cahaya yang tidak terpolarisasi

Polaroid

Polaroid
Cahaya terpolarisasi bidang dapat
menggunakan kristal tertentu ; turmalin
dan polaroid
 Polaroid dapat digunakan sebagai alat
polarisasi
 Polaroid dapat digunakan sebagai
penganalisis untuk menentukan ;
> Apakah cahaya terpolarisasi
> Apa bidang polarisasi


Intensitas berkas terpolarisasi bidang yang
ditransmisikan oleh alat polarisasi,
I = I0 cos2θ

Dua polaroid yang disilangkan

Gelombang em

ENERGIA

elettrone
elettrone
nucleo

ATOMO nello stato
FONDAMENTALE

nucleo

ATOMO nello stato
ECCITATO

elettrone
elettrone
nucleo

ATOMO nello stato
ECCITATO

nucleo

ATOMO
diseccitato

fotone

elektron

B

elektron
nucleus

fotone UV

elektron

nucleus

B

fotone rosso

fotone verde

LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation)

elektron

fotone

2 fotoni
elektron

ATOM

ATOMO
diseccitato

emissione spontanea

ENERGIA
ATOMO diseccitato + 1 fotone
emissione eccitata
stato
fondamentale

stato
eccitato

ATOMO diseccitato + 2 fotoni

Amplification Laser

ENERGI

MATERIALE LASER

fotone

Eksitasi atom

Amplificazione Laser

Laser

Compact Disc e DVD
supporto di plastica
alluminio
(riflettente)
protezione

laser
0

lettore

1

1001…..

suono

Cellule fotoelettriche
OK!
laser

cellula
fotoelettrica

ALLARME!

laser

laser di potenza

laser dalam medis

odontoiatria
chirurgia generale

medicina estetica
oftalmologia

Thanks of your
attention
SEE YOU on final test