POLARISASI CAHAYA PERTEMUAN 12(OFC) Matakuliah : K0252 / Fisika Dasar II Tahun : 2007 POLARISASI CAHAYA PERTEMUAN 12(OFC)

1. POLARISASI LINIER – Pendahuluan Dari percobaan interferensi dan difraksi serta teori gelombang elektro -magnetik dapat disimpulkan bahwa cahaya merupakan gelombang . transversal Tipe getaran pada umumnya adalah eliptik , tersusunan dari dua getaran yang arah getarannya saling tegak lurus , berfrekuensi sama dengan amplitudo serta fase yang berbeda sedangkan tipe linier dan lingkaran adalah khusus Cahaya dihasilkan olek banyak sumber gelombang (muatan yang bergetar) yang fase dan arah getarannya bersifat acak sehingga pada umumnya cahaya bersifat tidak terpolarisasi seperti cahaya matahari . Gambar A . Sedangkan yang terpolarisai linier seperti Gambar B Gambar A Gambar B 3 Bina Nusantara

Fenomena cahaya terpolarisasi dapat digolongkan pada : ▪ Polarisai karena pemantulan ▪ Polarisasi karena Penyerapan ▪ Polarisasi karena pembiasan ganda ▪ Polarisasi karena hamburan 2. POLARISASI KARENA PEMANTULAN Cara sederhana untuk medapatkan cahaya yang terpolarisasi adalah . dengan pamntulan cahaya sebagai berikut . Sinar A dipantulkan oleh cermin P1 dan . sinar yang terpantul dipantulkan lagi . oleh cermin P2 . Ternyata apabila cer- . min P2 diputar terhadap poros cermin . P1 dan P2 kelipatan 900 ternyata caha . –ya terpantul B berintensitas nol . B P2 φ φ A P1 4 Bina Nusantara

Sudut pantul ini disebut sudut polarisasi - Hukum Brewster Menurut hukum Snellius n1 sin Φ1 = n2 sin Φ2 . Kalau n1 = 1 (untuk udara) , Φ1 = Φ dan n2 = n , Φ2 = Φ* dimana . Φ* = 900 maka hubungan antara sudut polarisasi Φ dan sudut bias . Φ* menjadi sin Φ = n sin Φ* atau n = sin Φ / sin Φ* = tg Φ ………………………(01) . ( Hukum Brewster) Sinar terpolarisasi bidang Sinar biasa Φ Φ n = 1 900 Φ* 5 Bina Nusantara

A = amplitudo cahaya terpolarisasi - Hukum Malus Bahan yang dapat mempolarisari cahaya biasa menjadi terpolarisasi . disebut polarisator sedangkan bahan yang dipergunakan untuk . mencek terpolarisasinya suatu cahaya disebut analisator . . Menurut Malus , intensitas cahaya yang ditransmisikan oleh analisa- . tor tergantung pada sudut antara bidang polarisator dan bidang ana- . lisator sebagaimana tergambar . A = amplitudo cahaya terpolarisasi A Bidang analisator A1 θ A2 Bidang polarisator 6 Bina Nusantara

Cahaya biasa memasuki polarisator Cahaya tak terpolarisasi Cahaya biasa memasuki polarisator polarisator Arah rambatan cahaya Terpolarisasi bidang sesuai arah polarisator Bina Nusantara

Prosentase polarisasi …………………(03) Hukum Malus : …………………(02) Prosentase polarisasi …………………(03) 3. Polarisasi karena penyerapan (Dikroisma) Sifat kristal pembias kembar ,dimana salah satu komponen terpolarisasi . diserap lebih kuat dari pada komponen yang lainnya . Contoh : kristal . . turmalin. Gambar C Sinar biasa terdiri atas komponen tegak lurus bidang gambar (warna . merah) dan komponen sejajar bidang gambar Amplitudo komponen . sejajar setelah masuk bahan tourmalin menjadi makin kecil (diserap) . sedang komponen sejajar tetap besarnya . 8 Bina Nusantara

4. Polarisasi karena pembiasan ganda (Bias kembar) Yang sejajar diserap ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Gambar C 4. Polarisasi karena pembiasan ganda (Bias kembar) Sebagian kristal non kubik ( misal: kuarsa , turmalin , kalsit) bersifat . non – isotrop artinya : kecepatan cahaya tidak sama ke semua arah . , . Dalam bahan yang demikian laju cahaya tergantung pada arah ramba- . tan .Cahaya yang masuk dalam bahan tersebut terbagi menjadi dua . berkas ; yaitu berkas cahaya biasa (ordiner) dan berkas cahaya luar . biasa (extra ordiner) . • Sinar Biasa ( sinar ordiner ) Sinar yang kecepatan rambatnya pada suatu medium sama ke semua . arah . Sinar biasa Yang diteruskan komponen tegak bidang gambar warna merah BAHAN TOURMALIN 9 Bina Nusantara

Gambar sumbu optik dari kalsit (CaCO3 ) • Sinar Luar Biasa Sinar yang kecepatan rambatnya pada suatu medium tidak sama ke semua arah . • Sumbu Optik Suatu arah pada kristal, dimana sinar biasa dan sinar luar biasa merambat dengan kecepatan yang sama Gambar sumbu optik dari kalsit (CaCO3 ) 780 780 1020 Sumbu optik 10 Bina Nusantara

5. POLARISASI LINGKARAN DAN ELIPS Pada kondisi kristal tertentu , sinar biasa dan sinar luar biasa melalui jalan yang sama, tapi dengan kecepatan yang berbeda.Setelah keluar dari kristal , kedua sinar akan berselisih fase , yang akan menghasil - kan sinar terpolarisasi , yang bentuknya tergantung dari beda fase. Untuk beda fasenya : π/2 , 3π/2 , atau kelipatan ganjil dari π/2 , geta- ran yang dihasilkan akan berupa lingkaran. Untuk selisih fasenya : 0 , π , 2π, 3π , atau setiap kelipatan bulat dari π , getaran yang dihasilkan akan linier . Untuk semua selisih fasa lainnya, getaran yang dihasilkan akan berupa ellips. 6. POLARISASI KARENA HAMBURAN CAHAYA Hamburan cahaya: fenomena penyerapan cahaya dan pemancaran- nya kembali oleh suatu medium/ benda. Cahaya datang pada medium penghambur ( cahaya datang tak terpolarisasi ) dalam arah sumbu Z : cahaya yang dihamburkan pada arah sumbu X . dipolarisasi pada arah sumbu Y , sedangkan cahaya yang dihamburkan pada arah sumbu Y dipolarisasi pada arah X . Gambar D 11 Bina Nusantara

Gambar D Atom-atom penyerap dan memancarkan kembali cahaya Cahaya terpolarisasi bidang Cahaya tak terpolarisasi Cahaya terpolarisasi bidang Bina Nusantara

simulasi / animasi polarisasi http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/filters/index.html http://www.enzim.hu/~szia/cddemo/edemo14.htm http://www.enzim.hu/~szia/cddemo/edemo10.htm 13 Bina Nusantara

Sampai Jumpa 14 Bina Nusantara