Optika Fisis

5/20/2018 Optika Fisis

1/36

OPTIKA FISISAudry 3IPA2 - 6

Felicia A 3IPA2 - 13

Ivan DP 3IPA2 - 15

Joan 3IPA2 - 17

Jordy 3IPA2 - 18


2/36

A. CIRICIRI

GELOMBANG CAHAYA


3/36

POLARISASICAHAYA

Polarisasi cahaya adalah terserapnya sebagian

arah getar cahaya.

Cahaya yang sebagian arah getarnya terserap

disebut cahayaterpolar isasi.

Jika cahaya hanya mempunyai satu arah getar

tertentu disebut cahaya terpolarisasi l inear


4/36

Cahaya terpolarisasi dapat di peroleh dari cahaya tidak

terpolarisasi yaitu dengan menghilangkan (

memindahkan ) semua arah getar dan melewatkan salah

satu getar saja. Ada 4 cara untuk melakukan haltersebut, yaitu:

- Penyerapan selektif

- Pemantulan

- Pembiasan ganda- Hamburan


5/36

Jika cahaya alami tak terpolarisasi yang jatuh pada

polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas I0,

maka cahaya terpolarosas yang melewati polarisator I1adalah

I1= I0


6/36

Menurut Hukum Malus, hubungananatara I2dan I1dapat dinyatakan oleh

I2= I1cos2= I0cos2

dengan = sudut anara sumbu transmisi analisator

dengan sumbu transmisi polarisator.

Intensitas cahaya yang diteruskan oleh sistem polaroidmencapai maksimumjika kedua sumbu polarisasi adalah

sejajar (= 0 atau 180) dan mencapai minimumjikakedua polarisasi saling tegak lurus atau = 90 .


7/36

POLARISASIDENGANPENYERAPANSELEKTIF

Teknik untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi

dapat menggunakan polaroid sebagai contohnya.

Polaroid akan meneruskan gelombang-gelombang

yang arah getarnya sejajar dengan sumber

transmisi dan menyerap gelombang-gelombangpada arah getar lainnya. Oleh karena itu teknik ini

disebut dengan penyerapan selekt i f.


8/36

POLARISASIDENGANPEMANTULAN

Cahaya menjadi terpolarisasi akibat pemantulan

dari kaca jendela dan permukaan air. Ada 3

kemungkinan yang terjadi pada cahaya yang di

pantulkan, yaitu :

Cahaya pantul tak terpolarisasi

Cahaya pantul terpolarisasi sebagian

Cahaya pantul terpolarisasi sempurna (seluruhnya)


9/36

David Brewster menunjukan bahwa ketiga kemungkinan

tersebut bergantung pada besaran sudut datang cahaya

1. sudut datang 0 ---> cahaya pantul tak

terpolariasi

2. sudut datang antara 0 dan 90 ---> cahaya

pantul terpolarisasi sebagian

3. sudut datang mempunyai nilai tertentu--> cahaya

pantul terpolarisasi sempurna

sudut datang yang menghasilkan sinar pantul terpolarisasi

sempurna disebut sudut polarisasiatau sudut brewster


10/36

HUKUM BREWSTER

tan B = n2/ n1

jika cahaya datang dari udara (n1= 1) menuju

bahan dengan index bias n (n2=n), maka:tan B = n/1

atau

tan B = n


11/36

POLARISASIDENGANPEMBIASANGANDA

Dekomposisi sinar cahaya menjadi dua sinar

cahaya yang disebut ordinary ray dan extraordinary

ray

Pembiasan ganda terjadi saat cahaya melalui

kristal kalsit atau kuarsa


12/36

POLARISASIDENGANHAMBURAN

Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium,

partikel-partikel medium akan menyerap dan

memancarkan kembali sebagian cahaya itu.

Ada 3 cahaya yang diradiasikan yaitu :

- cahaya tak terpolarisasi

- cahaya yang terpolarisasi sebagian

- cahaya yang terpolarisasi sempurna

Contoh : langit yang tampak biru


13/36

EFEKDOPPLERPADAGELOMBANG

ELEKTROMAGNETIK

Efek doppler pada gelombang elektromagnetik

tidak bergantung pada kecepatan medium

Efek doppler diterapkan pada senjata radar

cvff relsp 1


14/36

B. DIFRAKSI CAHAYA


15/36

PENGERTIAN

Jika muka gelombang bidangtiba pada suatu celah sempit(lebarnya lebih kecil dari

panjang gelombang), makagelombang ini akanmengalami lenturan sehingga

terjadi gelombang-gelombangsetengah lingkaran yangmelebar di belakang celahtersebut. Peristiwa ini dikenaldengan difraksi. Difraksimerupakan pembelokancahaya di sekitar suatupenghalang /suatu celah.


16/36

PRINSIPHUYGENS-FRESNEL

Prinsip Huygens-Fresnel : setiap titik dari muka-muka gelombang yang tidak

terganggu, pada saat tertentu bertindak sebagai sumber muka-muka gelombang

speris kedua (frekuensinya sama dengan sumber primer). Amplitudo medan optik

(listrik/magnet) di suatu titik merupakan superposisi dari muka-muka gelombang speris

tadi.

Jika panjang gelombang () lebih besar dibandingkan dengan lebar celah (d), maka

gelombang akan disebar keluar dengan sudut yang cukup besar.


17/36

PERBEDAAN DIFRAKSI DAN INTERFERENSI

Interferensi cahaya gelombang berasal dari duagelombang.

Pada difraksi berdasarkan prinsip HuygensFresnel cahaya yang masuk melalui celah sempitdianggap sebagai titik-titik sumber baru

Pada interferensi intensitas pola gelap-terangdianggap sama besar.

Akan tetapi pada difraksi terlihat sekali distribusiintensitas yang sangat berbeda. Pada bagianterangnya jauh lebih terang daripada bayanganya.

PADA DASARNYA KEDUANYA TERJADI AKIBATADANYA SUPERPOSISI GELOMBANG


18/36

MACAM-MACAM DIFRAKSI

DIFRAKSI FRESNEL DIFRAKSI FRAUNHOFER

Jarak sumber ke celah dan celah ke

layar dekat berkas tidak perlu sejajar

celah lebar dan tidak sempit

Topik yang dibicarakan adalah difraksioleh :

1. lubang bulat

2. celah persegi

3. penghalang berbentuk piringan

4. penghalang berbentuk lancip (tajam)

Letak sumber cahaya dan layar jauh

sekali dari celah. Berkas yang

memasuki celah harus sejajar dan

yang keluar dari celah harus sejajar

Topik yang akan dibicarakan adalah

difraksi oleh

1. Celah tunggal (single slit)

2. Lubang bulat (circular aperture)

3. Dua celah sempit

4. Kisi (celah banyak)

Jika sebuah difraksi fresnel ditempatkan lensa cembung pada sinar

yang masuk dan sinar yang keluar dari celah maka sinar dianggap

sejajar dan disebut sebagai difraksi faunhofer.

TUNGGAL


19/36

TUNGGAL


20/36


21/36

Jika jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari lebar celaha(l >> a), maka sudut sangat kecil, sehingga sin = tan

=p/l(Pada gambar awalp = y.).


22/36

C. INTERFERENSI

CAHAYA


23/36

PENGERTIAN

Interferensi cahaya tidaklah senyata interferensi

pada gelombang air atau bunyi. Sangat sukar

mengamati interferensi cahaya karena

gelombangnya yang sangat pendek dan cahaya

alamiah memiliki fase sembarang (random). Agarinterferensi cahaya dapat diamati, kedua sumber

gelombang haruslah koheren.

Koheren: kedua gelombang selalu memiliki beda

fase yang sama dan amplitudo yang hampir sama. Contoh interferensi cahaya: warna-warni lapisan

minyak diatas permukaan air.


24/36

PERCOBAANCELAHGANDAYOUNG

Gelombang cahaya yang berasaldari satu sumber keluar melaluikedua celah dan berlaku sebagaipasangan sumber cahaya koheren.

Cahaya menghasilkan interferensipada layar dengan pola teratur

yang terdiri atas pita-pita terangdan gelap silih berganti.

Pita terang terjadi jika cahayamengalami interferensi maksimum(konstruktif).

Pita gelap terjadi jika cahaya

mengalami interferensi minimum(destruktif).


25/36

ANALISIS

Intensitas cahaya di Padalah resultan dariintensitas cahaya darikedua celah.

Lintasan yang ditempuhcahaya dari celah 1 (S1P)lebih pendek dibandinglintasan cahaya daricelah 2 (S2P).

Selisih antara keduanyadisebut beda lintasan(S).

sin

sinsin

P-S

2

2

21

2

212

dS

dRSdRS

SSRS

RSSPS


26/36

Terjadi jika kedua gelombang

memiliki fase yang sama (sefase).Fase sama terjadi jika bedalintasan antara keduanya samadengan 0, ,2,3,.

S = d sin = n dengan n = 0, 1, 2 , 3, .

n = 0 untuk pita terang pusat,

n = 1 untuk pita terang kedua,

n = 2 untuk pita terang ketiga, dst.

Terjadi jika kedua gelombang

memiliki fase yang berlawanan.

Fase sama terjadi jika bedalintasan antara keduanya samadengan ,1,2,.

S = d sin = (n + )

dengan n = , 1, 2, .

n = 0 untuk pita gelap kesatu,

n = 1 untuk pita gelap kedua,

n = 2 untuk pita gelap ketiga, dst.

Pita Terang Pita Gelap


27/36

JARAKPITAKE-NDARITERANGPUSAT

Sudut bernilai sangat kecil

sehingga:

sin tan = y/L

Pita Terang

dsin = n d(y/L) = n

yd/L = n

Pita Gelap

dsin = (n + ) d(y/L) = (n + )

yd/L = (n + )

Dengan n= 0, 1, 2, .


28/36

JARAKPITAYANGBERDEKATAN

Pita terang pusat berdekatandengan pita gelap ke-1,

Pita terang ke-1 berdekatandengan pita gelap ke-2, dst.

y : Jarak antara pita terang &pita gelap yang berdekatan.

y = L /2d

Jarak antara dua garis terang

atau dua garis gelapberdekatan adalah 2y, yaitusama dengan L/d


29/36

HUBUNGANYDENGANINDEKSBIASMEDIUM

y berbanding lurusdengan , berarti:

Panjang gelombang cahayadalam suatu mediumbergantung pada indeksbias medium n, denganpersamaan:

1n1= 2n2

Persamaan yangbentuknya mirip:

y2n

2=y

1n

1

2n2= 1n1v2n2= v1n1

n2sin 2= n1sin 1

1122

2

1

1

2

1

2

1

2

nyny

n

n

y

y

y

y


30/36

INTERFERENSIPADALAPISANTIPIS

Ketika cahayadipantulkan dari buihsabun atau dari layar tipisdari minyak yangmengambang dalam airterlihat bermacam-macam warna.

Hal ini akibat pengaruhinteferensi antara duagelombang cahaya yangdipantulkan pada

permukaan yangberlawanan dari lapisantipis larutan sabun atauminyak


31/36

Jika tidak ada

pengaruh lain, berkas-

berkas cahaya akan

menghasilkan

intrferensi konstruktifketika beda lintasan,

S, sama dengan

kelipatan ganda dari

panjang gelombang


32/36

Jika ada pengaruh lain, ketika cahaya dengan panjang

gelombang dari medium kurang rapat ke medium lebih

rapat, terjadi pembalikan fase 180

, terjadi pada peristiwapemantulan.

Jadi secara total, interferensi pada lapisan tipis

memperkenalkan pembalikan fase 180, yang setara

dengan beda lintasan, ke dalam pernyataan syarat

interferensi konstrukstif atau interferensi destruktif


33/36

terjadi bila kedua

gelombang yang berpadu

memiliki fase yang sama.

Jadi, interferensi

konstruktif (pola terang)

akan terjadi jika 2d cos r =(m ) ; m = 1, 2, 3,

dengan m = orde

interferensi.

terjadi bila kedua

gelombang yang berpadu

memiliki fase yang sama.

interferensi destruktif

(pola gelap) terjadi jika

2d cos r = m ; m= 0, 1,2, 3,

Interferensi Konstruktif Interferensi Destruktif


34/36

KISIDIFRAKSI

Kisi difraksi adalah alat terdiri atas banyak

celah dengan lebar yang sama. Lebar tiap

celah pada kisi difraksi disebut konstanta

kisi dan dilambangkan dengan d. Jikadalam sebuah kisi sepanjang 1 cm

terdapat Ncelah konstanta kisinya adalah:


35/36

Pola terang oleh kisi

difraksi diperoleh jika:

d sin =n,

dengan n =0, 1, 2, 3,

dengan dadalahkonstanta kisi dan

adalah sudut difraksi.

Interferensi minimum

(garis gelap) terjadi jika d sin = (n ),

dengan n=1, 2, 3,


36/36

TERIMAKASIH

Date post:	10-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	audry-nyonata
View:	33 times
Download:	2 times

Optika Fisis

Documents