Gelombang Cahaya -

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik dgn spektrum yg terbatas (spektrum optik atau spektrum terlihat ), dimana pada spektrum tertentu tersebut gelombang elektromagnetik dapat terlihat yg kemudian kita sebut sebagai cahaya. Tidak ada batasan yg eksak tentang spektrum optik tersebut, akan namun mata normal manusia mampu menerima/mencicipi gelombang elektromagnetik dgn panjang gelombang antara 400 sampai 700 nm (yang kita sebut selaku cahaya terlihat ).

gelombang cahaya tampak

Selain cahaya ialah gelombang, cahaya pula mampu dikatakan terdiri dr partikel yg disebut foton. Arah getar cahaya tegak lurus terhadap arah rambatnya, jadi gelombang cahaya dikategorikan sebagai gelombang transversal.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Hukum Bernoulli

Teori Relativitas

Daftar Isi

Sifat Gelombang Cahaya

Gelombang cahaya mempunyai empat karakteristik utama, yaitu:

Dispersi Cahaya

Dispersi merupakan pembiasan cahaya putih (cahaya polikromatik) menjadi komponennya yaitu cahaya monokromatik. Dispersi akan terjadi dikala cahaya putih melewati medan pembias.

Kita mampu memperhatikan sifat cahaya ini dgn memakai prisma sebagai medan pembias. Pada prisma, cahaya yg masuk akan mengalami pembiasa dua kali, yakni ketika masuk ke prisma & saat keluar ke prisma.

dispersi cahaya

Pelangi merupakan salah satu teladan dispersi cahaya yg mampu kita amati dengan-cara alami. Air hujan membiaskan cahaya matahari sehingga cahaya terdispersi menjadi berbagai cahaya terlihat yg kita sebut selaku pelangi.

Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya merupakan penjumlahan superposisi dua gelombang cahaya atau lebih yg dapat menimbulkan terbentuknya gelombang lain.

Interferensi cahaya pada celah ganda terjadi alasannya adanya beda fase cahaya dr cahaya yg melalui kedua celah tersebut. Tatkala suatu sumber cahaya yg sama persis frekeuensi & panjang gelombangnya melalui dua buah celah, maka akan terjadi superposisi yg menimbulkan munculnya garis-garis gelap & terperinci pada layar.

Momen Inersia

interferensi cahaya

Karena superposisi gelombangnya memiliki sudut interferensi, persamaannya dapat ditulis sebagai:

$d \cdot \sin \theta = m \cdot \lambda$

Perhatikan gambar diatas, jikalau sudut nya sungguh kecil ( $\sin \theta \approx \tan \theta$ ) sehingga nilai $\sin \theta$ sebesar y/l, maka persamaannya menjadi:

Untuk pita terperinci:

$d \frac y l = m \cdot \lambda$

Untuk pita gelap:

$d \frac y l = (m - \frac 1 2 ) \cdot \lambda$

Di mana:

d = jarak antar celah (m)

θ = sudut interferensi

m = orde (0,1,2,…)

? = panjang gelombang (m)

y = jarak pita orde-m ke terang sentra (m)

l = jarak celah ke layar (m)

Difraksi Cahaya

Difraksi merupakan pelenturan cahaya dikala cahaya lewat celah sehingga cahaya akan terpecah-pecah menjadi bagian-pecahan yg lebih kecil & memiliki sifat cahaya yg gres.

Difraksi Celah Tunggal:

Saat cahaya lewat celah yg sangat kecil maka dapat terjadi kejadian terbentuknya pita gelap & terang yg disebut sebagai difraksi celah tunggal. Setelah cahaya lewat celah tersebut, terbentuklah cahaya gres (dengan menganggap celah sebagai sumber cahaya gres) yg menyebar ke segala arah.

difraksi cahaya celah tunggal

Pada difraksi celah tunggal, pita terperinci akan menutup satu orde-m. Maka persamaannya menjadi:

Untuk pita jelas:

$d \frac y l = (m + \frac 1 2 ) \cdot \lambda$

Untuk pita gelap:

$d \frac y l = m \cdot \lambda$

Difraksi pada kisi (Celah Banyak)

Jika sebuah cahaya monokromatis dilewatkan pada lempeng kisi atau celah banyak, maka akan terbentuk pola difraksi berupa pola gelap & terang pada layar. Kisi ialah susunan celah yg sejajar & memiliki ukuran yg sama, & dapat dibentuk dgn cara menciptakan ukiran-ukiran pada lempeng beling atau logam memakai ujung intan.

Hubungan antara banyaknya celah dgn jarak antar celah dirumuskan selaku :

$d = \frac 1 N$

Di mana: N = konstanta kisi (garis/m)

Pada difraksi celah banyak, pola terang & gelang sama dgn Interferensi.

Untuk pita terang:

$d \frac y l = m \cdot \lambda$

Untuk pita gelap:

$d \frac y l = (m - \frac 1 2 ) \cdot \lambda$

Polarisasi Cahaya

Polarisasi cahaya merupakan berkurangnya intensitas cahaya yg diakibatkan oleh berkurangnya komponen pada gelombang cahaya. Polarisasi cuma dapat terjadi pada gelombang transversal. Polarisasi cahaya mampu terjadi akhir pemantulan, pembiasan, perembesan & hamburan.

Efek Fotolistrik

Polarisasi balasan pembiasan:

Jika sinar pantul tegak lurus dgn sinar biasnya, maka sinar pantul akan terpolarisasi. Besarnya sudut polarisasi dapat dihitung dgn persamaan:

$\tan i_p = \frac n_2 n_1$

Di mana:

i_p = sudut polarisasi

n₂ = indeks bias tujuan

n₁ = indeks bias asal

Polarisasi balasan perembesan:

Jika intensitas cahaya terpolarisasi, maka sesudah melalui polarisator pertama, maka persamaan intensitas cahaya menjadi:

$I_1 = \frac 1 2 I_0$

Di mana:

I₁ = intensitas cahaya sesudah melewati polarisator (cd)

I₀ = intensitas sumber cahaya (cd)

Contoh Soal Gelombang Cahaya & Pembahasan

Seberkas cahaya monokromatik dgn panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada kisi difraksi. Jika kisi mempunyai 400 garis tiap cm sudut deviasi sinar 30⁰, maka banyaknya garis terperinci pada layar yakni…

A. 24

B. 25

C. 26

D. 50

E. 51

Pembahasan:

Dari soal, dikenali:

$\theta = 30^ \circ$

$\lambda = 500 nm = 5 \times 10^ -7 m$

$N = 400 \frac garis cm = 4 \times 10^ 4 \frac garis m$

Pertama, tentukan hubungan antara banyaknya celah dgn jarak antar celah:

$d = \frac 1 N$

$d = \frac 1 4 \times 10^4 m$

Lalu, kita bisa peroleh orde m-nya:

$d \cdot \sin \theta = m \cdot \lambda$

$\frac 1 4 \times 10^4 \cdot \sin 30^ \circ = m \cdot 5 \times 10^ -7$

$m = 25$

Jadi, banyaknya garis terang pada layar yaitu 25 pada belahan atas, 25 pada belahan bawah, & 1 pada pusatnya di tengah. Sehingga total banyaknya garis jelas yg terbentuk yakni:

m = 25 + 25 + 1

m = 51

Makara, jawaban yg benar yaitu E

Kontributor: Ibadurrahman

S2 Teknik Mesin FT UI

Materi Sosiologiku.com lainnya:

Energi Potensial & Energi Kinetik

Hukum Ohm

Listrik Statis