Materi Gelombang Cahaya

Materi Kelas X   Materi Kelas XI   Materi Kelas XII   Kumpulan Rumus   Soal-Soal    Les/Privat

—————————————————————————————————————————————————–

1. Gelombang Bunyi
2. Gelombang Cahaya
3. Rangkaian Arus Searah
4. Listrik Statis
5. Medan Magnet
6. Induksi Elektromagnetik
7. Rangkaian Arus Bolak-Balik
8. Fisika Modern dan Radioaktivitas

Klik salah satu materi pokok di atas yang ingin Anda pelajari!


Interferensi

Sudah tahukah kalian apakah interferensi itu ? Interferensi adalah gabungan dua gelombang atau lebih. Cahaya merupakan gelombang yaitu gelombang elektromagnetik. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati. Beberapa contoh terjadinya interferensi cahaya dapat kalian perhatikan pada penjelasan berikut.

Interferensi Celah Ganda

Pada tahun 1804 seorang fisikawan bernama Thomas Young (1773-1829) dapat mendemonstrasikan interferensi cahaya. Young melewatkan cahaya koheren (sinar-sinarnya sefase dan frekuensi sama) melalui dua celah sempit yang dikenal dengan celah ganda.

 

Perhatikan Gambar di atas, dua berkas cahaya koheren dilewatkan pada celah ganda kemudian dapat mengenai layar. Pada layar itulah tampak pola garis-garis terang. Pola garis-garis terang dan gelap inilah bukti bahwa cahaya dapat berinterferensi.

Interferensi cahaya terjadi karena adanya beda fase cahaya dari kedua celah tersebut. Berkas cahaya dari S1 dan S2 yang sampai pada layar terlihat berbeda lintasan sebesar ΔS = d sin θ. Perbedaan panjang lintasan inilah yang dapat menimbulkan fase antara dua berkas cahaya tersebut berbeda. Interferensi akan saling menguatkan jika berkas cahaya sefase dan saling melemahkan jika berlawanan fase. Sefase berarti berbeda sudut fase Δθ = 0, 2π, 4π, ….. Sedangkan berlawanan fase berarti berbeda sudut fase Δθ = π, 3π, 5π, … . Syarat ini dapat dituliskan dengan beda lintasan seperti persamaan berikut.

Perhatikan kembali sebelumnya. Untuk sudut θ kecil ( θ ≤ 120) akan berlaku : sin θ ≈ tg θ berarti selisih lintasannya memenuhi hubungan berikut.

Contoh

Interferensi pada Lapisan Tipis

Kalian tentu pernah main air sabun yang ditiup sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar matahari akan terlihat warna-warni. Cahaya warna-warni inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun. Interferensi ini terjadi pada sinar yang dipantulkan langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan. Syarat terjadinya interferensi memenuhi persamaan berikut.

Contoh

Difraksi Cahaya

Difraksi adalah pelenturan suatu gelombang. Berarti difraksi cahaya dapat didefinisikan sebagai pelenturan cahaya yaitu saat suatu cahaya melalui celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru. Sifat-sifat difraksi pada cahaya ini dapat dibuktikan dengan melihat pola interferensi yang terjadi pada layar saat dipasang dibelakang celah. Ada beberapa peristiwa difraksi yang dapat kalian pelajari. Cermati pada penjelasan berikut.

Celah Tunggal

Cobalah kalian buat suatu celah sempit dan lewatkan sinar monokromatik pada celah itu maka saat dibelakangnya dipasang layar akan tampak pola interferensi pada layar. Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini terlihat adanya garis-garis gelap. Sedangkan pola terangnya lebar. Terang pusat akan melebar setengah bagian lebih lebar pada kedua sisi. Dari kejadian ini dapat dituliskan syarat-syarat interferensi sebagai berikut.

Contoh

Sebuah celah memiliki lebar 0,2 mm disinari cahaya berkas sejajar dengan panjang gelombang 5000 . Jika sebuah layar ditempatkan 100 cm di belakang celah, maka tentukan:

  1. jarak garis gelap ke-1 dari terang pusat
  2. lebar terang pusat

Penyelesaian:

D = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m

λ = 5000 = 5 x 103 . 10-10 = 5 x 10-7 m

l = 100 cm = 1 m

  1. jarak garis gelap pertama (m = 1) dari terang pusat memenuhi:
  1. lebar terang pusat

Terang pusat dibatasi oleh dua garis gelap pertama (setelah kiri dan kanan), berarti lebar terang pusat tersebut memenuhi:

Kisi Difraksi

Sudah tahukan kalian dengan kisi difraksi itu? Kisi difraksi disebut juga celah majemuk yaitu celah-celah sempit yang tertata rapi dengan jarak yang cukup dekat. Pada kisi ini biasanya tertulis data N garis/cm. Dari nilai N ini dapat ditentukan jarak antara celah (d) dengan hubungan sebagai berikut.

Jika cahaya melawati celah majemuk (kisi) maka cahaya itu akan mengalami difraksi atau pelenturan. Bukti difraksi pada kisi ini dapat dilihat dari pola-pola interferensi yang terjadi pada layar yang dipasang dibelakangnya. Pola interferensi yang dihasilkan memiliki syarat-syarat seperti pada celah ganda percobaan Young. Syarat interferensi tersebut dapat dilihat pada persamaan berikut.

Contoh

 Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 2000 garis tiap cm. Orde terang kedua membentuk sudut 120 terhadap horisontal. Berapakah:

  1. Panjang gelombang cahaya yang digunakan
  2. jarak antar pola terang berdekatan jika layar di pasang pada jarak 40 cm di belakang kisi?

Penyelesaian

Diketahui

N = 2000 garis/cm

q = 120

m = 2

l = 40 cm = 0,4 m

Ditanyakan

  1. λ = …..?
  2. Dy = ….?

Jawab

  1. Orde terang terjadi memenuhi persamaan berikut
  2. jarak antara pola terang selalu sama yaitu sama dengan jarak terang pertama dengan terang pusat, sehingga berlaku:

Polarisasi Cahaya

Pernahkah Anda menggunakan kacamata hitam? Dapatkah Anda membedakan intensitas atau tingkat kecerahan cahaya sebelum dan sesudah menggunakan kacamata? Ketika menggunakan kacamata, Anda akan mendapatkan cahaya di sekeliling Anda menjadi lebih redup. Kenyataan tersebut terjadi karena cahaya yang mengenai mata telah terpolarisasi oleh kacamata hitam Anda.

Polarisasi adalah peristwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang. Berbeda dengan interferensi dan difraksi yang dapat terjadi baik pada gelombang transversal maupun longitudinal, polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. Untuk memahami peristiwa ini, perhatikan gambar berikut.

Ketika arah getar gelombang tali sejajar sumbu polarisator (bayangkan sebagai sebuah pintu terbuka), seluruh arah getar gelombang akan terserap. Akan tetapi, ketika arah getar gelombang tegak lurus dengan sumbu polarisator, tidak ada arah getar yang terserap. Secara gelombang dapat diilustrasikan pada Gambar berikut.

Ketika gelombang cahaya belum terpolarisasi, arah getar gelombang ada yang vertikal dan horisontal, tetapi ketika gelombang cahaya sudah terpolarisasi arah getar gelombang hanya ada yang vertikal saja.

Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh berbagai macam diantaranya: 1. Polarisasi cahaya karena pemantulan dan pembiasan, 2. Polarisasi karena serapan selektif dan 3. Polarisasi karena hamburan.

——————————————————————————————————————————

Wisata Fisika

Berikut merupakan kumpulan materi fisika yang dapat Anda pelajari dengan mengklik salah satu materi yang ingin dipelajari. Sudah siap? Ayo kita mulai!

Kelas X 

Kelas XI 

Kelas XII 


Related Post


 1. Gelombang Bunyi
2. Gelombang Cahaya
3. Rangkaian Arus Searah
4. Listrik Statis
5. Medan Magnet
6. Induksi Elektromagnetik
7. Rangkaian Arus Bolak-Balik
8. Fisika Modern dan Radioaktivitas
Iklan