Gelombang Elektromagnetik (Cahaya) XI Akselerasi Gelombang Elektromagnetik (Cahaya) Dinayanti Farida Magfira Ramadhanti Emia Regita M Hazril JP Kintan Alifah

Interferensi Cahaya Optika Fisis Polarisasi Cahaya Difraksi Cahaya Pemantulan Lapisan Tipis Pembiasan Ganda Hamburan Celah Banyak (Kisi) Celah Tunggal Penyerapan Selektif Kisi Celah Ganda Hukum Malus

Difraksi (Celah Tunggal) Difraksi atau lenturan cahaya adalah peristiwa terjadinya terang dan gelap pada layar karena pembelokan arah rambat cahaya pada celah sempit Pada difraksi celah tunggal tiap celah menjadi sumber gelombang baru.

Jika jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari lebar celah a (l >> a), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l (Pada gambar awal p = y.).

Difraksi (Kisi) Jika semakin banyak celah pada kisi yang memiliki lebar sama, maka semakin tajam pola difraksi dihasilkan pada layar. Misalkan, pada sebuah kisi, untuk setiap daerah selebar 1 cm terdapat N = 5.000 celah. Artinya, kisi tersebut terdiri atas 5.000 celah per cm.

Kisi difraksi terdiri dari sejumlah celah sejajar yang serba sama Kisi difraksi terdiri dari sejumlah celah sejajar yang serba sama. Kisi dibuat dengan membuat goresan halus pada keping kaca. Umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan/cm, sehingga jarak antara 2 celah sangat kecil yaitu sekitar 1/5000 = 20.000 A. Kisi transmisi (Transmission grating) : kisi dengan celah yang memungkinkan cahaya dapat melewatinya. Kisi refleksi (Reflection grating) : kisi dengan celah yang memantulkan cahaya.

Kisi Difraksi (semakin jauh maka semakin baik) Dispersi: Seberapa jauh kisi dapat memisahkan 2 buah garis terang D = m/(dcosθ) (semakin jauh maka semakin baik) Daya Pisah: Ketebalan dari masing-masing garis terang R = Nm (semakin tipis maka semakin baik)

Intensitas utama menajam dengan meningkatnya N

Kisi difraksi digunakan untuk menganalisa spektrum cahaya dari suatu sumber cahaya, misalnya : Zat kimia yang dibakar Lampu yang diisi dengan zat berbeda Bintang

Polarisasi Cahaya (Light Polarization) Adalah: peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah getar. Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa: 1. pemantulan 2. pembiasan dan pemantulan 3. bias kembar 4. absorbsi selektif 5. hamburan

Polarisasi Karena Pemantulan (Polarization due to Reflection)

Polarisasi Karena Absorbsi Selektif (Polarization due to Selected Absorption)

Polarisasi Karena Pembiasan Ganda (Polarization due to Double Refraction)

Polarisasi Karena Hamburan (Polarization due to Scattering)

Lapisan Tipis (Frenell / Fresnell) INTERFERENSI Celah Ganda (Thomas Young) Celah Banyak (Kisi) Young dan Fresnell melakukan percobaaan interferensi yang berbeda. Young dengan celah Ganda , menimbulkan pola gelap terang (monokromatik) . Fressnell dengan Lapisan tipis yang menimbulkan pola pelangi (polikromatik). Lapisan Tipis (Frenell / Fresnell)

INTERFERENSI CELAH GANDA Adalah peristiwa penggabungan dua gelombang cahaya atau lebih akibat dari adanya sebuah celah ganda yang membuat gelombang bertabrakan. Interferensi dapat bersifat membangun (jika sefase) dan merusak (jika berlawanan fase). Syarat utama : kedua sumber gelombang koheren (selalu memiliki beda fase tetap/fase sama).

Fase dan Beda Fase sefase, bila keduanya berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi. berlawanan fase jika perpindahan keduanya tepat berlawanan arah, Beda fase antara dua gelombang => ukuran seberapa jauh (dalam sudut) sebuah titik pada salah satu gelombang berada di depan atau di belakang titik yang bersesuaian dari gelombang lainnya.

MONO KROMATIK

Dengan p adalah jarak terang ke-n ke pusat terang. Konstruktif Inteferensi maksimum (konstruktif) (pola terang) Jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang = nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya. d sin θ = n λ;  n = 0, 1, 2 … n =  orde terang .  n = 0 disebut terang pusat, n = 1 disebut terang ke-1 dst. Karena jarak celah ke layar  l  jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l,   pd/l = nλ , Dengan p adalah jarak terang ke-n ke pusat terang.

DESTRUKTIF Pada perhitungan garis terang menggunakan rumus di atas, nilai n = 0 untuk terang pusat, n = 1 untuk terang garis terang pertama, n = 2 untuk garis terang kedua, dan seterusnya. Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika selisih lintasan kedua sinar merupakan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang.  d sin θ = (n – ½ )λ;    n = 1, 2, 3 …… Bilangan m disebut orde gelap.  Tidak ada gelap ke 0.  Untuk n = 1 disebut gelap ke-1 dst.    Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka   :             pd/l = (n – ½ )λ Dengan p adalah jarak gelap ke-n ke pusat terang.

POLI KROMATIK

Hubungan Difraksi dengan Interferensi Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka cahaya akan di belokan /dilenturkan seperti gambar berikut : Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil I nterferensi menghasilkan pola warna pelangi.

Jika seberkas sinar monokromatik jatuh pada kisi difraksi, akan terjadi peristiwa difraksi dan interferensi seperti pada gambar berikut :

Rumus Interferensi pada Celah banyak/kisi difraksi kebalikan dari rumus interferensi pada celah tunggal Interferensi maksimum (terjadi pola terang) d sin θ = (2n) ½ λ = n λ atau         d p/l  = (2n) ½ λ= nλ ,     n = 1,2,3 , ….dst Interferensi Minimum (terjadi pola gelap) d sin θ = (2n – 1) ½ λ      atau        d.p/l= (2n – 1) ½ λ ,      n = 1, 2, 3, ……dst d = konstanta kisi=lebar celah = 1/N (N = banyak celah/goresan),   θ= sudut belok=sudut difraksi n = bilangan asli= orde λ = panjang gelombang, l= jarak celah ke layar, p = jarak antara dua terang atau gelap

Warna pada gelombang sabun, lapisan minyak, warna bulu burung merah, dan burung kalibri bukan disebabkan oleh pembiasan. Hal ini terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Sinar datang (AB) jatuh pada selaput tipis dengan tebal lapaisan (d), oleh selaput akan dibiaskan sinar (BC)  dan dua sinar dipantulkan yaitu sinar (BD) dan EF, kedua sinar s1 dan s2 akan berinterferensi di retina mata, sehingga kita bisa melihat gelembung sabun berwarna warni, Jika cahaya yang dijatuhkan pada selaput tipis cahaya monokhromatik, maka pada gelembung sabun tidak akan terlihat warna pelangi, melainkan warna terang dan gelap.

Jadi Intinya …. Pemisahan warna warna dari cahaya polikromatik disebabkan karena cahaya mengenai lapisan tipis dengan ketebalan berbeda dengan berbagai panjang gelombang dan mengalami interferensi konstruktif .

Interferensi Saling Menguatkan (Terang) Masih di …Lapisan Tipis Interferensi Saling Menguatkan (Terang) 2 n d    = ( m + 1/2 ) l Jika cahaya yang jatuh pada lapisan tipis membentuk sudut q yang relatif besar, maka : 2 n d cos q = ( m + 1/2 ) l Dengan m = 0, 1, 2, 3, . . . .

Interferensi Saling Melemahkan (Gelap) Masih di …Lapisan Tipis Interferensi Saling Melemahkan (Gelap) 2 n d = m . l Jika cahaya yang jatuh pada lapisan tipis membentuk sudut q yang relatif besar, maka : 2 n d cos q = m . l Dengan m = 1, 2, 3, . . . . Keterangan : n = Indeks bias lapisan d = tebal lapisan tipis (m) l = Panjang Gelombang (m) m = bilangan orde

Perbedaan MONOKROMATIK dan POLIKROMATIK Ada dua jenis cahaya, 1. Cahaya polikromatik adalah cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Contoh cahaya polikromatik adalah cahaya putih. 2. Cahaya monokromatik adalah cahaya yang hanya terdiri atas satu warna dan satu panjang gelombang. Contoh cahaya monokromatik adalah cahaya merah dan ungu.