Modul Optik New 2

5/25/2018 Modul Optik New 2

1/38

MODUL

POLARISASI

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari modul ini diharapkan mahasiswa dapat:

1. Mendeskripsikan Sejarah Polarisasi

2. Mendeskripsikan Pengertian Polarisasi

3. Mendeskripsikan Polarisasi dengan Absorpsi Selektif

4. Mendeskripsikan Polarisasi dengan Pemantulan

. Mendeskripsikan Polarisasi dengan Pembiasan !anda

". Mendeskripsikan Polarisasi dengan #amburan

Pendahuluan

$aha%a adalah hal %ang mendasar bagi hampir semua kehidupan dibumi. &anaman

mengubah energi %ang dihantarkan oleh sinar matahari menjadi energi kimia melalui proses

fotosintesis. Selain itu' (aha%a adalah (ara kita %ang utama untuk men%ampaikan dan

menerima informasi dari dan menuju benda)benda disekitar kita diseluruh alam semesta.Sebelumn%a kita telah mempelajari bahwa gelombang elektromagnetik adalah

gelombang trans*ersal. Artin%a' *ektor medan listrik dan medan medan magnetn%a %ang

berhubungan dengan medan elektromagnetikn%a tegak lurus arah rambat gelombang. +alam

pembahasan kali ini akan ditunjukkan bahwa pada kondisi tertentu' gelombang)gelombang

trans*ersal tersebut dengan *ektor)*ektor medan listrik dalam semua arah trans*ersal

memungkinkan dapat dipolarisasikan dengan berbagai (ara. #al ini berarti han%a *ektor

medan listik berarah tertentu saja %ang akan ada dalam gelombang terpolarisasin%a

1


2/38

+alam modul optik ini'diharapkan mahasiswa dapat memahami konsep dasar

polarisasi gelombang (aha%a' sehingga diharapkan lebih termoti*asi dan mudah memahami

dan mempelajari pengertian polarisasi' mendeskripsikan proses untuk menghasilkan (aha%a

%ang terpolarisasi dari %ang tidak terpolarisasi' %aitu Polarisasi dengan absorpsi selektif'Polarisasi dengan Pemantulan'Polarisasi dengan pembiasan ganda dan Polarisasi dengan

#amburan. +engan demikian' modul ini juga diharapkan dapat meningkatkan hasil belajar

pada mata kuliah ,ptik ini' khususn%a pada Materi Polarisasi.

Polarisasi

A. Sejarah Polarisasi

Studi mengenai (aha%a dimulai dengan mun(uln%a era optika klasik %ang

mempelajari besaran optik seperti: intensitas' frekuensi atau panjang gelombang' polarisasi

dan fase (aha%a. Sifat)sifat (aha%a dan interaksin%a terhadap sekitar dilakukan dengan

pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi' dan pendekatan sifat optik

fisisn%a %aitu: interferensi' difraksi' dispersi' polarisasi. Masing)masing studi optika klasik ini

disebut dengan optika geometris -en:geometri(al opti(s dan optika fisis -en:ph%si(al opti(s.

Pada pun(ak optika klasik' (aha%a didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik

dan memi(u serangkaian penemuan dan pemikiran' sejak tahun 1/3/ oleh Mi(hael 0arada%

dengan penemuan sinar katode' tahun 1/ dengan teori radiasi massa hitam oleh !usta*

ir(hhoff' tahun 1/ udwig 5olt6mann mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat

menjadi diskrit' teori kuantum sebagai model dari teori radiasi massa hitam oleh Ma7 Plan(k

pada tahun 1/ dengan hipotesa bahwa energi %ang teradiasi dan terserap dapat terbagi

menjadi jumlahan diskrit %ang disebut elemen energi' 8. Pada tahun 19' Albert 8instein

membuat per(obaan efek fotoelektrik' (aha%a %ang men%inari atom mengeksitasi elektronuntuk melejit keluar dari orbitn%a. Pada pada tahun 124 per(obaan oleh ouis de 5roglie

menunjukkan elektron mempun%ai sifat dualitas partikel)gelombang' hingga ter(etus teori

dualitas partikel)gelombang. Albert 8instein kemudian pada tahun 12" membuat postulat

berdasarkan efek fotolistrik' bahwa (aha%a tersusun dari kuanta %ang disebut foton %ang

mempun%ai sifat dualitas %ang sama. ar%a Albert 8instein dan Ma7 Plan(k mendapatkan

penghargaan obel masing)masing pada tahun 121 dan 11/ dan menjadi dasar teori

kuantum mekanik %ang dikembangkan oleh ban%ak ilmuwan' termasuk ;erner #eisenberg'

2


3/38

iels 5ohr' 8rwin S(hro% =. !lauber dan lain)lain.

8ra ini kemudian disebut era optika modern dan (aha%a didefinisikan sebagai

dualisme gelombang trans*ersal elektromagnetik dan aliran partikel %ang disebut foton.Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 13 dengan ditemukann%a sinar maser' dan

sinar laser pada tahun 1"9. 8ra optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika

klasik' tetapi memperkenalkan sifat)sifat (aha%a %ang lain %aitu difusi dan hamburan.

Salah satu (ara untuk melihatn%a adalah karena perubahan medan listrik dan magnetik

%ang merambat melalui ruang' membentuk gelombang elektromagnetik. !elombang ini

memiliki amplitudo (aha%a dan panjang gelombang -%ang merupakan warna (aha%a dan

sudut di mana ia bergetar' %ang disebut polarisasi. ?ni adalah penafsiran klasik' %ang berujung

menjadi Persamaan Ma7well. +alam teori kuantum modern' radiasi elektromagnetik terdiri

dari partikel %ang disebut foton' %akni paket -@kuanta@ energi %ang bergerak pada ke(epatan

(aha%a. +alam pandangan partikel (aha%a' berkas (aha%a adalah jumlah foton' warna (aha%a

adalah energi %ang terkandung dalam setiap foton.

Sumber Internet

http:ph%s.unpad.a(.idwp)(ontentuploads299923)propagasi)danpolarisasi (aha%a.pdf

Pengertian Polarisasi

Polarisasi adalah peristiwa pen%erapan arah bidang getar dari gelombang. !ejala

polarisasi han%a dapat dialami oleh gelombang trans*ersal saja' sedangkan gelombang

longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. 0akta bahwa (aha%a dapat mengalamipolarisasi menunjukkan bahwa (aha%a merupakan gelombang trans*ersal.

Pada umumn%a' gelombang (aha%a mempun%ai ban%ak arah getar. Suatu gelombang

%ang mempun%ai ban%ak arah getar disebut gelombang tak terpolarisasi' sedangkan

gelombang %ang memilki satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi.

!ejala polarisasi dapat digambarkan dengan gelombang %ang terjadi pada tali %ang

dilewatkan pada (elah. Apabila tali digetarkan searah dengan (elah maka gelombang pada

tali dapat melewati (elah tersebut. Sebalikn%a jika tali digetarkan dengan arah tegak lurus

(elah maka gelombang pada tali tidak bisa melewati (elah tersebut.

3
http://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/3-propagasi-danpolarisasi%20cahaya.pdfhttp://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/3-propagasi-danpolarisasi%20cahaya.pdf


4/38

Gambar dari Buku Giancolli

Sinar alami seperti sinar Matahari pada umumn%a adalah sinar %ang tak terpolarisasi.

$aha%a dapat mengalami polarisasi dengan berbagai (ara' antara lain karena peristiwapemantulan' pembiasan' bias kembar' absorbsi selektif' dan hamburan.

Uraian Matematis tentang jenis Polarisasi :

&elah kita ketahui bahwa (aha%a merupakan gelombang ele(tromagnet trans*ersal. ebih

lanjut lagi telah disinggung mengenai ma(am)ma(am gelombang terpolarisasi' antara lain

gelombang terpolarisasi linier. !elombang ele(tromagnet %ang terpolarisasi linier adalah

gelombang %ang bidang tempat orientasi dari medan listrik dan magnetn%a konstan'

meskipun arah dan besar simpangan medann%a berubah)ubah menurut fungsi waktu. 5idang

tempat orientasi dari medan listrik ini kemudian disebut juga sebagai bidang getar. 5idang

getar ini selain terdari dari *e(tor medan listrik -B juga memuat C' %aitu *e(tor perambatan

gelombang- arah k sama dengan gerak gelombang.

Andaikan kita mempun%ai dua buah gelombang elektromagnetik %ang harmoni( dan

terpolarisasi linier' bergerak di dalam medium %ang sama pada sebuah rungan dengan arah

rambat %ang sama' maka kedua *ektor B tersebut akan membentuk gelombang resultan %ang

terpolarisasi linear pula. Sebalikn%a bila kedua gelombang elektromagnetik tersbut

mempun%ai arah *e(tor medan B %ang saling tegak lurus' resultan kedua gelombang

elektromagnetik tersebut dapat terpolarisasi linier' dapat pula tidak.

1. Polarisasi linier (Polarisasi Bidang) bila gelombang tersebut han%a bergetar

pada satu bidang getar -datar %aitu amplitudo dan arah medan tetap.

ita pandang *e(tor)*ektor opti( B dalam bentuk :

B%-7't D Bo%(os - k7) t D 8o%E (os - k7) t 2-2a

B6

-7't D Bo6

(os - k7) t F D 8o6

G (os - k7) t F 2-2b

4


5/38

+engan adalah beda fase relati*e antara kedua gelombang itu' dan kedua gelombang

itu merambat dalam arah HF -bagaimana srsh rsmbst dan letak bidang getar kedua

gelombang tersebut E dan G adalah *ektor satuan pada arah positif sumbu % dan 6.

>esultan dari kedua gelombang tersebut pada persamaan adalah :B -7't D B%-7't F B6-7't

Sekarang kita bekerja dengan komponen B -7't %aitu B%-7't F B6-7't' tanpa *ektor

8%-7't D 8o%(os -k7) t 2-3a

86-7't D 8o6(os -k7) t 2-3b

1. D 2 mI -mD 9'1'2J.

D kelipatan genap dari ID kelipatan bulat dari 2 I

5erarti 8%-7't dan 86-7't memiliki fase %ang sama' maka persamaan -2)3a dan

-2)3b dapat ditulis

8%-7't D 8o%(os -k7) t

86-7't D 8o6(os -k7) t'untuk m D 9Apabila persamaan 86dibagi persamaan 8%akan diperoleh

D 2-4a

Persamaan -2)4a adalah persamaan garis dengan gradien %ang positif' jika 8%

sejajar dengan % dan 86 sejajar dengan sumbu 6' persamaan gelombang

resultann%a adalah

-7't D -8 o%E F 8o6 K (os -k7) t

5


6/38

!ambar gelombang terpolarisasi linear -Sumber : !elombang dan ,ptik

2. D -2 mF1 -mD 9'1'2J.

D kelipatan ganjil dari

5erarti B -7't D B%-7't F B6-7't berlawanan fase

Persamaan -2)3a dan -2)3b dapat ditulis :

B%-7't D 8o%(os - k7) t

B6-7't D 8o6(os - k7) t F untuk m D 9

D )8 o6(os -k7) t

=ika B6-7't dibagi B%-7't akan diperoleh :

D 2-4b

Persamaan -2)4b merupakan persamaan garis lurus juga dengan gradien negarif.

Persamaan gelombang resultann%a adalah :

B -7't D --8 o%E F 8o6 K (os -k7) t

6


7/38

2. Polarisasi melingkar

APabila kedua *e(tor opti( pada persamaan -2)2a dan -2)2b memiliki amplitudo

%ang sama besar %aitu D D 8o dan beda fase D -2 mF1 ' untuk mD

9'1'2J.. atau merupakan kelipatan ganjil dari

1. D ' untuk m D 9

Persamaan gelombang resultann%a :

-7't= 8o 2-

omponen%a :

8% D 8o (os

86 D 8o

D ) 8o sin

(os D ' maka sin D 2

=adi' = 2 , dikuadratkan menjadi

2 = 1-

2 + 2 = 1

7


8/38

2-6

Atau Ey2+ Ez

2 = 8o 2 adalah persamaan lingkaran

2. = - ( 2m + 1 ) = - , untuk m = 0

Persamaan gelombang resultann%a :

-7't= 8o 2-!

omponen%a :

8% D 8o(os maka (os

86 D 8o

= ) 8o sin ' maka sin

Sin D

=adi' D 2 ' dikuadrankan menjadi

2 D 1) D 1' tepat sama dengan persamaan -2)" atau 8%2F 862 D 8o 2

edua gelombang resultan dengan D memiliki perbedaan arah putar. 5esar

amplitudo tetap' tetapi arah putarn%a berlawanan. Lntuk D arah putar

berlawanan jarum jam ' sedangkan untuk D ) ' arah putarn%a searah jarum

jam. Arah ini dilihat pada bidang pro%eksi %ang dibuat di 7 D 9 dan arah rambat

gelombang pada arah 7 positif ke arah pengamat.

8


9/38

Suatu gelombang %ang terpolarisasi linear dapat kita buat dari dua buah

gelombang terpolarisasi lingkaran %ang berlawan arah putar' tetapi mempun%ai

amplitudo %ang sama.

3. Polarisasi elliptis

1. =ika pada Persamaan -2) atau -2) amplitude 89% dan 8o6 tidak sama besar'

maka resultan kedua persamaan tersebut menjadi :

-7't= 8o % E(os

2-"

omponen%a :

B%-7't D 8o%(os - k7) t

B6-7't D 8o6(os - k7) t F untuk m D 9

D )8 o6(os -k7) t+engan (ara %ang sama pada pembahasan polarisasi lingkaran' diperoleh

persamaan

2 F 2 D 1

2-#

Persaamaan ini adalah persamaan elips

2. =ika adalah beda fase %ang tidak dengan nol -9' atau kelipatan masing)

masing walaupun D gelombang resultann%a tetap menghasilkan

polarisasi elips dengan sumbu panjang atau pendek bukan pada sumbu % atau 6.

$%&'%( )%*+ :

9


10/38

1. &uliskan persamaan gelombang %ang terpolarisasi linear dengan amplitudo E0 dan

merambat sepanjang garis pada bidang xoy pada sudut 4o dengan sumbu 7 dan

bidang getarn%a pada bidangxoy.

,aab :

9 DE97 E0y

D E97 E0y

D E9 - )

E0 adalah amplitudo gelombang %ang ditan%akan

Lntuk menentukan persamaan gelombang gunakan : D 9(os - . N Ot

Adalah arah rambat' *e(tor perambatan.

D k , k =

D x - y = - )

Dx Fy

10


11/38

. D k - . D - )

=adi 9 (os k. OtQ

2. &uliskan persamaan gelombang %ang terpolarisasi linear dengan amplitudo E0 dan

merambat sepanjang garis pada bidang xoy pada sudut 4o dengan sumbu x dan

bidang getarn%a sejajar sumbuz.

,aab :

9 DE0

DE0 (os . OtQ

3. &entukan jenis polarisasi dari gelombang :

-z,t) DE0

,aab :

Ex -z,t) DE0 sin -kz t)

Ey -z,t) D )E0 (os -kz t)

11


12/38

D ' amplitudo sama berarti gelombang terpolarasasi lingkaran. Lntuk menentukan

arah putar' gelombang dipro%eksikan pada bidangxoy -arah rambat kezpositif' di z

D 9' tentukan letak titik pro%eksi pada t = 9' t D

Ex -9' t D )E0 sin

Ey -9' t D )E0 (os

Ex -9' 9 D 9

Ey -9' 9 D )E0

Pada t D P maka D t D . P D

Ex D )E0

Ey D 9

=adi arah putar searah jarum jam' disebut jenis polarisasi melingkar putar kanan

dilihat kea rah sumber -arah rambat mendekati pengamat

12


13/38

Sumber Internet

http:www.ph%s.itb.a(.idRkhbasararsip0?1291!elombang8M.pdf

Polarisasi dengan Absorpsi Selektif

Pada tahun 13/' 8.#. and -19)11 menemukan sebuah bahan' %ang disebutn%a

Polaroid' %ang memolarisasikan (aha%a dengan (ara absorpsi selektif melalui molekul)

molekul %ang terorientasi. 5ahan tersebut dibuat dalam lembaran tipis dari rantai hidrokarbon

%ang panjang. embaran ini diregangkan selama pembuatann%a sehingga molekul rantai

panjangn%a menjadi lurus. Setelah lembarann%a di(elupkan dalam (airan %ang mengandungiodine' maka molekul)molekuln%a menjadi koduktor listrik %ang baik. 5agaimana pun juga'

keban%akan konduksi terjadi disepanjang rantai)rantai hidrokarbonn%a karena elektron)

elektronn%a dapat dengan mudah bergerak han%a pada rantai)rantai tersebut. #asiln%a'

molekul)molekuln%a dengan segera mera%ap (aha%a %ang *ektor medan listrikn%a sejajar

panjang' dan meloloskan (aha%a %ang wektor medan listrikn%a tegak lurus panjangn%a.

ita la6imn%a menga(u pada arah tegak lurus rantai molekul sebagai sumbu

transmisi. +alam polarisator ideal' semua (aha%a dengan %ang sejajar sumbu transmisiakan dihantarkan' dan semua (ah%a dengan tegak lurus sumbu transmisin%a akan diserap.

Pada gambar dibawah ini menunujukkan berkas sinar %ang tidak terpolarisasi %ang

datang pada lembaran polarisasi pertama' %ang disebut polarisator. ,leh karena sumbu

transmisin%a berorientasi *ertikal' maka (aha%a %ang dihantarkan melewati lembaran ini akan

dipolarisasikan se(ara *ertikal. embaran Polarisasi kedua %ang disebut dengan analisator '

akan memotong berkas tersebut.

)umber : Buku /isika )ains dan 'eknik0 amond * )era

Pada gambar itu juga' sumbu transmisi analisatorn%a dibuat bersudut terhadap

sumbu polarisatorn%a. ita men%ebut *ektor medan listrik garis transmisi pertama sebagai 89

. omponen 89 %ang tegak lurus sumbu analisator benar)benar diserap. omponen 89 %ang

sejajar sumbu analisator' %ang diloloskan melewati analisator' adalah

13
http://www.phys.itb.ac.id/~khbasar/arsip/FI1201/GelombangEM.pdfhttp://www.phys.itb.ac.id/~khbasar/arsip/FI1201/GelombangEM.pdf


14/38

89 (os . ,leh karena intensitas dari berkas transmisin%a berbeda seiring berubah kuadrat

besarn%a' maka disimpulkan bahwa intensitas berkas -terpolarisasi %ang dihantarkan

melewati analisator berubah seiring dengan

cos2

+imana ?maks adalah ?ntensitas dari berkas terpolarisasi %ang datang ke analisator. Pern%ataan

ini dikenal sebagai (ukum Malus ' berlaku pada dua buah bahan polarisasi %ang sumbu

transmisin%a membentuk sudut satu sama lain. +ari persamaan ini' kita lihat bahwa

intensitas dari berkas %ang diteruskan akan maksimum ketika kedua sumbu transmisin%asejajar - D 9 atau 1/9T dan akan nol -diserap sempurna oleh analisator ketika kedua sumbu

transmisin%a saling tegak lurus. Uariasi dalam intensitas transmisi melewati sepasang

lembaran polarisasi.

(ukum Malus

Polarisator adalah alat untuk membuat (aha%a %ang tak terpolarisasi menjadi

terpolarisasi linear setelah (aha%a tersebut keluar dari polarisator. Setiap polarisisator

mempun%ai arah sumbu transmisi tertentu. =adi' arah polarisasin%a sama dengan arah

sumbu tranmisi ini. =ika di belakang polarisator diletakkan polarisator lain %ang

bersifat sebagai analisator' dan dipasang sejajar polarisator pertama dan tegak lurus

arah rambat maka adalah sudut antara kedua arah transmisi polarisator dan

analisator tersebut' berlaku.

? D ?9(os 2 ' ?9D ? maksbila D 9' artin%a kedua arah transmisi sejajar

?9D ?ntensitas dari (aha%a %ang masuk ke polarisator pertama

? D ?ntensitas (aha%a setelah keluar dari analisator

#ukum ini men%atakan berapa ban%ak (aha%a %ang terpolarisasi liniear-dalam persen Lntuk membuktikan (aha%a %ang keluar dari analisator itu

14


15/38

terpolarisasi linear' maka analisator diputar dan setiap diputar 99 ' terjadi gelap dan

terang bergantian. =ika (aha%a %ang masuk ke polarisator itu (aha%a alamiah dengan

intensitas ?9V maka intensitas %ang keluar adalah 12 ?9 . =ika $aha%a %ang masuk

terpolarisasi linear' maka %ang keluar adalah ?9VWaitu harga ?maks

$%&'%( )%*+ :

1. &iga polari6er linier tersusun tegak lurus terhadap sumbu utama ' dimana (aha%a

natural menjadi dengan irradians . =ika polari6er pertama dan terakhir saling

tegak lurus dan polari6ern%a %ang ditengah berotasi dengan ke(epatan terhadap

sumbu. &uliskan persamaan irradians ? sinar pergi sebagai fungsi dari .

Jawab :

$aha%a %ang keluar dari polari6er pertama akan terpolarisasi *ertikal dengan

fluks .

Menurut hukum Malus' irradians %ang keluar dari polari6er kedua - %ang

bersudut terhadap %ang pertama adalah dimana . sudut

antara sumbu transmisi polari6er kedua dan ketiga adalah 9

=ika harga batas $ diabaikan' maka irradians %ang keluar dari polari6er ketiga

adalah X

? D

D -

15


16/38

D

arena (os 4

D 1)/

Maka : ? D

D

Memang tern%ata irradians %ang timbul berosilasi 4 kali ke(epatan rotasi .

2. ?ntensitas (aha%a %ang tidak terpolarisasi sebesar 3'9 wm2 masuk pada dua lensa

film polarisasi %ang sumbu)sumbu transmisin%a membentuk sudut "9 9 . 5erapa

intensitas (aha%a %ang ditransmisikan oleh kedua film tersebutY=awab :

?ntensitas (aha%a %ang ditransmisikan oleh film pertama adalah setengah dari

intensitas masukn%a' atau 1' wm2 . +engan mengingat intensitas ini ?9 %ang

ditransmisikan oleh film kedua adalah

? D ?9 (os2 D - 1' wm2 (os2 "99

D - 1' wm2 -9'9992

D 9'3 wm2

Polarisasi dengan Pemantulan

Saat (aha%a %ang tidak terpolarisasi dipantulkan dari sebuah bidang batas permukaan

datar diantara dua medium transparan' seperti udara dan ka(a atau udara dan air' (aha%a %angdipantulkan terpolarisasi sebagian. &ingkat polarisasi bergantung pada sudut datang dan

16


17/38

indeks bias kedua medium tersebut. Saat sudut datang sedemikian rupa sehingga sinar)sinar

%ang dipantulkan dan dibiaskan saling tegak lurus' maka (aha%a %ang dipantulkan

terpolarisasi se(ara keseluruhan. #asil tersebut ditemukan melalui per(obaan oleh Sir +a*id

5rewster pada tahun 1/12.

=ika seberkas pola (aha%a alamiah dijatuhkan pada permukan bidang batas dua

medium' maka sebagian (aha%a akan mengalami pembiasan dan sebagian lagi mengalami

pemantulan. Sinar bias dan sinar pantul akan terpolarisasi sebagian. =ika sudut sinar datang

diubah)ubah' pada suatu saat sinar bias dan sinar pantul membentuk sudut 9Z. Pada keadaan

ini' sudut sinar datang -i disebut sudut polarisasi -ip karena sinar %ang terpantul mengalami

polarisasi sempurna atau terpolarisasi linear. Menurut #ukum Snellius'

n1sin ip= n2sin r' dengan rF ipD 9 atau r =9 N ip

selanjutn%a dapat dituliskan

n1sin ipD n2sin -9 N ipDn2(os ip

...... .......................................

Sudut ipdisebut sudut polarisasi atau sudutBrewster' %aitu sudut datang pada sinar

bias dan sinar pantul membentuk sudut 9Z.

+alam sebuah kristal tertentu' (aha%a alamiah %ang masuk ke dalam kristal dapat

mengalami pembiasan ganda. Pembiasan ganda ini dapat terjadi karena kristal tersebut

memiliki dua nilai indeks bias. Perhatikan !ambar 23' tampak ada dua bagian sinar %ang

dibiaskan %ang han%a mengandung E//dan %ang lain han%a mengandung.=adi' indeks bias

serta lajuE//dan adalahtidak sama.

17


18/38

!um"#$ %am"a$ & %#'om"an an *tk

arena Polarisasi (aha%a %ang dipantulkan' maka ka(amata)ka(amata %ang dibuat

dari material polarisasi menjadi sangat efektif untuk mengurangi kilauan (aha%a. =ika (aha%a

dipantulkan dari sebuah permukaan hori6ontal seperti sebuah danau atau salju diatas tanah'

bidang datang akan menjadi *ertikal dan medan listrik dari (aha%a %ang dipantulkan sebagian

berkas akan menjadi hori6ontal. a(amata %ang terpolarisasi dengan sebuah sumbu transmisi

*ertikal akan mengurangi kilauan dengan men%erap ban%ak (aha%a %ang dipantulkan.

*,*' P%+*)*)

$a5aa *lamia5

$aha%a %ang dikatakan tidak terpolarisasi -(aha%a alamiah D natural ligh sebenarn%a

terpolarisasi linear dengan periode 19)/detik' sesuai periode pan(aran atom)atom dari sumber

(aha%a. ,leh karena atom)atom itu ban%ak sekali' maka terjadi siperposisi gelombang)

gelombang %ang dipan(arkan dengan frekuensi sama' tetapi tak ada hubungan fase' %ang

berarti gelombang hasil superposisi akan terpolarisasi singkat sekali - waktu kurang dari 19)/

detik. =adi jika berkas)berkas gelombang %ang tak berhubungan tadi terus menerus

dipan(arkan' keadaan polarisasi terus berubah tanpa dapat diramalkan. =adi (aha%a alamiah

-D (aha%a tak terpolarisasi dikatakan juga terpolarisasi elips dengan bentuk %ang berubah)

ubah (epat sekali dan tak beraturan -random' a(ak atau hasil superposisi antara 2 gelombang

liniear %ang saling tegak lurus' tidak koheren. +engan perkataan lain beda fase berubah

dengan (epat sekali dan tak beraturan. 5iasann%a (aha%a itu bukan terpolarisasi total ataupun

tak terpolarisasi' tetapi merupakan (ampuran keduann%a. #al ini dikatakan terpolarisasi

liniear sebagian. =adi' derajat polarisasi din%atakan sebagai :

PD

18


19/38

=ika ?p: ?ntensitas (aha%a %ang terpolarisasi liniear

?a : ?ntensitas (aha%a %ang tak terpolarisasi -alamiah

=adi P adalah suatu pe(ahan dan dapat din%atakan dalam persen.

?pD ? maks) ? minmen%atakan bahwa untuk terpolarisasi elips harga ? berkisar antara ? maksdan ? min

=adi P D D 2-62

+engan ? min D ?a-berkas %ang saling tegak lurus memiliki intensitas sama artin%a :

?a D 9 [ ? \D 9 [.

Lntuk terpolarisasi liniear' P D 1

Lntuk terpolarisasi lingkaran ? tetap -] 9' ? maka D ? minD tetap' maka PD 9

Lntuk terpolarisasi elips' 9 ^ P ^ 1

+apat disimpulkan bahwa :

PrD derajat polarisai sinar %ang dipantulkan D

Pt D derajat polarisasi sinar %ang dibiaskan D

$%&'%( )%*+ :

1. kita ketahui bahwa koefisien amplitudo pemantulan tegak lurus dan sejajar bidang

jatuh adalah :

P&7+)**& )%*+-)%*+

19


20/38

#itung sudut polarisasi untuk pemantulan eksternal pada batas permukaan udara)

gelas . &entukan pula tingkat polarisasi sinar pantul untuk sinar datang

%ang tidak terpolarisasi pada sudut .

=awab :

#ukum 5rewster dapat ditulis :

Maka

Sinar (aha%a natural di udara dengan sudut "'3 sebagian akan dipantulkan dan

sebagian akan ditransmisikan. +engan demikian jika sinar datang dapat dianggap

tersusun dari dua (aha%a orthogonal %ang tidak koheren dan bertingkat P' maka

gelombang pantuln%a adalah (aha%a tingkat P %ang sejajar dengan bidang permukaan

. ini merupakan (ara termudah untuk menentukan sumbu transmisi

lempengan Polaroid. 5ila melalui permukaan hori6ontal' maka sumbu transmisin%a

pun hori6ontal.

2. Matahari terbit diatas sebuah kolam %ang tenang' sudutn%a akan terbentuk kalauba%angan %ang tejadi di permukaan air benar)benar terpolarisasi linier sejajar bidang

permukaan -n air D 1'33. #itung sudut %ang bersangkutan. Pada sudut berapa' sinar

transmisin%a menjalar ke dalam air Y

=awab :

#ukum 5rewsterX

&an

20


21/38

Sudut diatas adalah sudut antara sinar matahari dengan garis *erti(al. maka X

Sumber Internet

http:skp.unair.a(.idrepositor%!uru?ndonesiaPolarisasi$aha%a_&ienartina_111"2.pdf

Polarisasi dengan Pembiasan Ganda

5ahan optis isotropis adalah bahan %ang mempun%ai indeks bias sama di setiap titik'sehingga ke(epatan fasa gelombangn%a sama di semua arah. 5ahan %ang seperti ini adalah

ristal kubus seperti a $l' juga 6at non $r%stallin seperti gelas' plasti(' air ' dan udara.

5iasan%a ristal adalah bahan anissotropis. +a%a ikat atom dalam `awan ele(tron berbeda)

beda pada masing)masing arah' sehingga demikian pula dengan indeks biasn%a. +isini kita

akan membahas ristal birefringent uniaksial - s%stem trigonal' he7agonal' dan tetragonal .

ristal seperti ini mempun%ai sumbu simetri tunggal - biasan%a berubah arah %ang disebut

sumbu optis' dan menunjukan dua ma(am indeks bias utama. +imana osilasi medan (aha%a

sejajar dan tegak lurus sumbu optis. Sebagai (ontoh adalah $al(ite dan $a $o3. !ugusan

karbonat ini -$,3 tersusun pada bidang)bidang sejajajar %ang tegak lurus pada sumbu

simetri lipat tiga' sumbu optis. +istribusi atom ini tentu saja anistropis dan berpengaruh pada

(aha%a %ang melaluin%a.

Menurut prinsip #u%gen : +alam 6at %ang homogen% isotropis' setiap titik pada

permukaan gelombang dianggap sebagai sumber anak gelombang sekunder %ang dapat

menutupi beberapa waktu kemudian sesuai dengan gelombang primer pada waktu tersebut.

21
http://skp.unair.ac.id/repository/GuruIndonesia/PolarisasiCahaya_TienKartina_11162.pdfhttp://skp.unair.ac.id/repository/GuruIndonesia/PolarisasiCahaya_TienKartina_11162.pdf


22/38

Anak gelombang sekunder adalah sferis bergerak ke segala arah dengan ke(epatan dan

frekuensi %ang sama denga gelombang primer.

+alam bahan medium kita bisa katakana bahwa gelombang primer menstimulasikan

atom)atom untuk mengemisikan gelombang sekunder pada lapisan atom berikutn%a.Bire8ringence atau 9embiasan ganda adalah sebuah fenomena rumit %ang terjadi pada

ristal)kristal kalsit -(al(ite atau kristal)kristal nonkubik -non(ubi( lainn%a dan pada

plastik)plastik %ang ditegangkan seperti selofen -(ellophane. Pada keban%akan material' laju

(aha%a adalah sama ke semua arah. Material)material seperti ini disebut isotropik.

+isebabkan struktur atomn%a' material)material birefringent adalah anisotropik. aju (aha%a

bergantung pada arah rambatan%a melalui material)material tersebut. Saat seberkas (aha%a

masuk pada material)material tersebut' berkas tersebut mungkin terpisah menjadi dua berkas

%ang disebut berkas sinar biasa dan berkas sinar luar biasa. 5erkas)berkas ini terpolarisasi

dalam arah %ang saling tegak lurus' dan berjalan dengan ke(epatan berbeda. 5ergantung pada

orientasi relatif material dan (aha%a %ang masuk -datang ' sinar)sinar -berkas)berkas

tersebut mungkin juga berjalan dengan arah %ang berbeda)beda.

!e"raksi ganda atau #ire"ringen$e atau dou#le re"ra$tion adalah dekomposisi sinar(aha%a menjadi dua sinar (aha%a %ang disebut ordinar% ra% dan e7traordinar% ra%.

>efraksi ganda terjadi pada saat gelombang (aha%a melalui medium material

anisotropik seperti kristal kalsit atau 5oron nitrat. =ika material tersebut mempun%ai sumbu

optis atau sumbu anisotropik tunggal' maka pembiasan %ang terjadi disebut unia7ial

birefringen(e dengan 2 buah indeks bias material anisotropik' masing)masing untuk 2 buah

arah polarisasi dengan intensitas menurut persamaan:

n = ne no

+i mana no dan neadalah indeks bias untuk polarisasi tegak lurus ordinar% ra% dan

polarisasi paralel e7traordinar% ra% terhadap sumbu anisotropik. >efraksi ganda juga dapat

terjadi dengan sumbu anisotropik ganda %ang disebut bia7ial birefringen(e atau

trirefringen(e' seperti %ang terjadi pada pembiasan sinar (aha%a pada material anisotropik

la%akn%a kristal atau berlian. Lntuk material sema(am ini' tensor indeks bias n' se(ara umummemiliki tiga eigen*alues %ang berbeda' %aitu na' nc and n%.

22


23/38

Polarisasi ole5 kristal di9loid

&ristal diploid adalah ristal %ang dapat men%erap se(ara selektif salah satu

komponen %ang tegak lurus dari (aha%a alam -takterpolarisasi. ristal ini mempun%ai sumbu

%ang jika medan listrik (aha%a terpolarisasi linier sejajar dengan sumbu ini dating pada

ristal' maka (aha%a akan diteruskan dengan redaman %ang sangat ke(il. Sumbu ini disebut

sumbu mudah atau sumbu polarisasi.

'a(#ar .polarisasi oleh &ristal diploid -Sumber !ambar : &eori dan Soal ,ptik ' Agus

+jamhoer dkk

5iasan%a dipasang dua buah ristal diploid sebagai polarisator dan %ang lain sebagai

analisator. =ika sumbu mudah kedua ristal saling tegak lurus' maka tidak ada (aha%a %ang

sampai dapat menembus analisator -medan listrik terserap sempurna.

=ika sumbu mudah analisator membentuk sudut terhadap sumbu mudah polarisator' maka

(aha%a akan dapat sampai pada pengamat dengan intensitas sebesar:

*+D*0 $os

+engan:

*+D ?ntensitas (aha%a setelah melewati analisator

?9D ?ntensitas (aha%a sebelum melewati analisator

D Sudut %ang dibentuk antara sumbu mudah polarisator dan analisator

23
http://hendragalus.files.wordpress.com/2011/11/gambar7.png


24/38

$%&'%( )%*+ :

1. #arga n D ne )no sering disebut sebagai birefrigensi. Suatu bahan dikatakatan

birefringent uniaksial positif atau negati*e' tergantung pada tanda n. Anggap titik

sumber berada pada bahan ini juga' gambarkan muka gelombang No dan Ne.=awab :

+alam (al(ite %ang merupakan birefrigent uniaksial negati*e' 1'4/" * D 1'"/ * \D

( ' jadi

* * \. &ambahan lagi gelombang e dan o bergerak dengan ke(epatan sferis o dan

gelombang ellipsoid e merupakan tangent pada sumbu optis ' seperti pada gambar U)

14 -a

Sumber Gambar : Teori dan Soal Optik

e(epatan maksimum gelombang e' %aitu * ' terjadi pada arah tegak lurus sumbu

optis.

!ambar U)14 -b' menggambarkan ristal uniaksial positif' misaln%a kwarsa. +i sini

neno 'berarti* * \. =adi * merupakan ke(epatan minimum gelombang e' %angterjadi dalam arah gerak lurus sumbu optis.

Sumber Internet

http:ph%s.unpad.a(.idwp)(ontentuploads299923)propagasi)danpolarisasi)(aha%a.pdf

Polarisasi dengan Hamburan

24
http://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/3-propagasi-danpolarisasi-cahaya.pdfhttp://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/3-propagasi-danpolarisasi-cahaya.pdf


25/38

#amburan - s(attering adalah peristiwa pan(aran gelombang elektromagnetik. +ari

getaran ele(tron)elektron suatu medium %ang dikenai (aha%a. $aha%a %ang dihamburkan ini

adalah resulta dari gelombang %ang datang dari radiasi ele(tron. !elombang resultan ini

mempun%ai intensitas maksimum pada arah gelombang datang. Pada arah kesampingberkurang sekali intensitasn%a. =ika (aha%a merambat dalam gas' lebih ban%ak hamburan

kesamping' sebab ele(tron)elektron gas %ang bergetar berjarak besar satu sam lain dan tidak

terikat erat seperti pada benda rigid. =adi ele(tron dalam gas berdiri sendiri tidak saling

bergantung. $aha%a %ang dihamburkan kesamping oleh partikel gas terpolarisasi sebagian

atau seluruhn%a' sekalipun (aha%a %ang datang tidak terpolarisasi.

Sumber Gambar : Optik dan Gelombang

+i a ada ele(tron %ang bergetar karena dikenai gelombang (aha%a alamiah dari

bawah. Seorang pengamat di b menerima radiasi elektron dengan *e(tor 8 tegak lurus

bidang gambar' jadi terpolarisasi liniear - 8 . Sebab semua komponen tegak lurus sampai di

b ' sedangkan pengamat di ( dan d menerima gelombang terpolarisasi sebagianX karena dari a

kedua komponen sampai juga di ( dan d.Pengamat %ang melihat (aha%a %ang diteruskan atau dihamburkan ke belakag tidak

dapat mengamati efek polarisasi apapun karena kedua komponen akan meman(ar sama

ban%ak pada kedua arah ini. $ontohn%a adalah hamburan sinar matahari oleh molekul)

molekul atmosfer bumi . jika tidak ada atmosfer' langit akan ampak hitam ke(uali jika kita

melihat langsung kea rah matahari. =ika kita amati langit %ang tidak berawan sengan sebuah

polisator ' maka paling tidak (aha%an%a akan terpolarisasi sebagian. $aha%a %ang

dihamburkan oleh langit ini didominasi oleh warna biru' maka dari itu warna langit %ang(erah adalah biru. +an warna langit senja hari didominasi warna merah sehingga langit

25

a


26/38

berwarna merah. 0rekuensi warna biru adalah sesuai dengan frekuensi dari getaran ele(tron

dan komponen %ang tegak lurus . sedangkan pada tempat tempat %ang miring' terdapat

(ampuran komponen sehinggan warna berkurang' makin miring kebawah makin kearah

frekuensi warna merah.

5erkas (aha%a %ang melewati gas akan mengalami polarisasi sebagian karena

partikel)partikel gas dapat men%erap dan meman(arkan kembali (aha%a %ang mengenain%a.

Pen%erapan dan peman(aran (aha%a oleh partikel)partikel gas disebut ha(#uran.,leh karena

peristiwa hamburan ini' langit pada siang hari tampak berwarna biru. #al tersebut

dikarenakan partikel)parikel udara men%erap (aha%a matahari dan meman(arkan kembali

-terutama (aha%a biru. +emikian pula' pada pagi hari dan sore hari' partikel)partikel udara

akan menghamburkan lebih ban%ak (aha%a merah -melalui kolom udara %ang lebih panjang

sehingga pada pagi dan sore hari' (aha%a matahari tampak lebih ban%ak meman(arkan (aha%a

merah. Sebalikn%a' di bulan tidak ada %ang dapat menghamburkan (aha%a matahari karena

bulan tidak memiliki atmosfir. ,leh karena itu' atmosfir bulan akan tampak gelap.

(*MBU*& $*(*7*

Sebuah gelombang (aha%a' %ang jatuh pada sebuah benda padat %ang tembus (aha%a '

akan men%ebabkan ele(tron)elektron didalam benda padat tersebut berosilasi se(ara periodi(

karena pengaruh *e(tor listrik %ang berubah)ubah terhadap waktu dari gelombang %ang

masuk tersebut . gelombang %ang berjalan melalui medium tersebut adalah resultan

gelombang masuk dan resultan radiasi %ang berasal dari elktorn)eletron %ang berosilasi.

!elombang resultan mempun%ai intensitas maksimum didalam arah sinar masuk' %ang

nilain%a turun se(ara (epat pada masing)masing sisi benda . kurangn%a hamburan %ang

men%amping' %ang pada pokon%a akan lengkap di dalam sebuah ristal sempurna %ang

besar' terjadi karena muatan)muatan %ang berosilasi didalam medium beraksi se(arakooperatif dan koheren.

5ila (aha%a lewat melalui suatu gas' maka kita mendapatkan lebih ban%ak lagi

hamburan %ang men%amping. +i dalam kasus ini maka ele(tron)elektron %ang berosilasi'

karena terpisah satu sama lain oleh jarak)jarak %ang relati*e besar dan tidak terikat bersama

di dalam sebuah struktur tegar' akan beraksi se(ara bebas dan bukan se(ara koperatif. =adi

pembatalan gangguan gelombang karena struktur tegar %ang tidak berada di dalam arah ke

depan adalah kurang (enderung terjadi' lebih ban%ak terdapat hamburan %ang men%amping.

26


27/38

$aha%a %ang dihamburkan kesamping dari suatu gas dapat dipolarisasi eluruhn%a atau

sebagian' walaupun (aha%a %ang masuk tersebut tidak terpolarisasi. !ambar 4/)21

memperlihatkan sebuah sinar %ang tak terpolarisasi %ang bergerak ke atas pada halaman

gambar dan menumbuk sebuah atom gas di a. ele(tron)elektron di a akan berosilasi didalammenanggapi komponen)komponen listrik dari gelombang masuk' dan gerak ele(tron)elektron

adalah eki*alen dengan dua dipole %ang berosilasi %ang sumbu)sumbun%a din%atakan oleh

panah dan titik di a .sebuah dipole %ang berosilasi tidak beradiasi sepanjang garis aksin%a

sendiri. =adi seorang pengamat di b tidak akan menerima radiasi dari dipole %ang din%atakan

oleh panah di a. radiasi %ang sampai kepadan%a seluruhn%a akan datang drai dipole %ang

din%atakan oleh titik di aX jadi radiasi akan terpolarisasi bidang' dengan bidang getarann%a

%ang lewat melalui garis ab dan normal kepada halaman gambar .

!ambar 4/)21 (aha%a dipolarasikan baik sebagian - ( da d maupun seluruhn%a -b oleh

hamburan dari sebuah molekul gas di a. - Sumber : +a*id #allida% : 0isika

Pengamat)pengamat di ( dan di d akan mendeteksi (aha%a %ang terpolarisasi

sebagian' karena dipole %ang din%atakan oleh panah di a akan beradiasi sebagian di dalam

arah)arah ini. Pengamat)pengamat %ang memandang (aha%a %ang ditransmisikan dan (aha%a

%ang dihamburkan balik tidak akan mendeteksi sesuatu efek polarisasi kedua)dua dipole di a

akan menghasilkan radiasi %ang sama di dalam kedua arah ini.

Sebuah (ontoh %ang sudah dikenal adalah hamburan (aha%a matahari oleh molekul)molekul atsmofer bumi. Seandain%a atmosfer tersebut tidak ada'maka langit akan kelihatan

hitam ke(uali bila kita langsung memandang matahari. #al ini telah dijelaskan oleh

pengukuran)pengukuran %ang dibuat di ats atmosfer di dalam keadaan ruang angkasa %ang

berawak dan %ang tidak berawak. ita dapat dengan mudah memeriksa dengan sebuah

pengutup bahwa (aha%a dari langit %ang tak berawan setidak)tidakn%a adalah terpolarisasi

sebagian. en%ataan ini digunakan di dalam eksplorasi kutub di dalam apa %ang dinamakan

ko(pas (atahari solar $o(pass). +i dalam alat ini kita menentukan arah denganmemperhatikan sifat polarisasi (aha%a matahari %ang dihamburkan. Seperti %ang sudah

27


28/38

sangat diketahui maka kompas magnet tidak berguna di daerah)daerah ini. &elah diketahui

bahwa lebah mengarahkan dirin%a di dalam penerbangann%a diantara sarangn%a dan sumber

tepung sari berdasarkan polarisasi (aha%a dari langit X mata lebah mengandung alat

pengindera polarisasi didalam mata lebah tersebut.&inggallah sekarang untuk menerangkan mengapa (aha%a %ang dihamburkan dari

langit adalah terutama berwarna biru dan mengapa (aha%a %ang diterima langsung dari

matahari)khususn%a pada waktu matahari terbenam bila panjang atmosfer %ang harus dilintasi

oleh (aha%a tersebut adalah paling besar)menjadi berwarna merah. Penampang sebuah atom

atau molekul untuk hamburan (aha%a bergantung pada panjang gelombang' dan (aha%a biru

dihamburkan se(ara lebih efektif daripada (aha%a merah. arena (aha%a biru sebagian besar

dihamburkan' maka (aha%a %ang ditransmisikan akan berwarna (aha%a matahari normal

dengan warna birun%a sebgaian besar hilangX maka (aha%a tersebut kelihatann%a akan lebih

kemerah)merahan.

en%ataan bahwa penampang hamburan untuk (aha%a biru adalah lebih tinggi

daripada penampang hamburan untuk (aha%a merah dapat dibuat wajar. Sebuah ele(tron di

dalam sebuah atom atau molekul terikat oleh ga%a)ga%a pemulihan %ang kuat. 8le(tron

tersebut mempun%ai sebuah frekuensi alami tertentu' seperti sebuah massa ke(il %ang

digantungkan di dalam ruang oleh sekumpulan pegas. 0rekuensi alami tersebut untuk

ele(tron)elektron di dalam atom)atom dan didalam molekul)molekul biasan%a berada

didalam sebuah daerah %ang bersesuaian dengan sinar ungu -*iolet atau sinar ultraungu

-ultra*iolet.

5ila (aha%a dibolehkan jatuh pada ele(tron)elektron %ang terikat seperti itu' maka

(aha%a tersebut akan menimbulkan osilasi)osilasi %ang dipaksakan pada frekuensi sinar

(aha%a %ang masuk. +i dalam s%stem resonan mekanis maka kita mungkin menggerakkan

s%stem tersebut se(ara paling efektif jika kita mempengaruhi s%stem tersebut dengan sebuah

ga%a luar %ang frekuensin%a adalah sedekat mungkin kepada frekuensi resonan alami. +idalam kasus (aha%a maka (aha%a biru adalah lebih dekat daripada (aha%a merah kepada

frekuensi resonan alami dari ele(tron %ang terikat tersebut. Maka' kita akan mengharapkan

(aha%a biru akan lebih efektif didalam men%ebabkan ele(tron berosilasi' dan dengan

demikian akan dihamburkan se(ara lebih efektif.

(*MBU*& *&G*P

etika sinar H ditemukan didalam tahun 1//' terdapat ban%ak spekulasi apakah sinarH tersebut adalah gelombang atau partikel. +idalam tahun 19" sinar H tersebut telah

28


29/38

dihasilkan sebagai gelombang trans*ersal oleh $harles !lo*er 5arkla -1/)144 dengan

eksperimen polarisasi.

5ila sinar H %ang tak terpolarisasi menumbuk blok penghambur S1 di dalam !ambar

4/)22' maka sinar H tersebut men%ebabkan ele(tron)elektron melakukan gerak osilasi.Pertimbangan)pertimbangan bagian terdahulu mengharuskan bahwa sinar H %ang dihambur

menuju blok kedua adalah terpolarisasi bidang seperti %ang diperlihatkan di dalam gambar

tersebut. Misalkanlah gelombang ini dihamburkan dari blok penghambur kedua' dan marilah

kita periksa radiasi %ang dihamburkan dari blok tersebut dengan merotasikan sebuah dete(tor

+ didalam sebuah budang %ang tegak lurus kepada garis %ang menghubungkan blok)blok

tersebut. 8le(tron)elekltron tersebut akan berosilasi sejajar terhadap satu sama lain' dan

kedudukan)kedudukan intensitas maksimum dan intensitas nol akan seperti %ang

diperlihatkan. Sebuah grafik peba(aan dete(tor sebagai sebuah fungsi dari sudut tern%ata

mendukung hipotesa bahwa sinar H adalah gelombang trans*ersal. Seandain%a sinar H

tersebut adalah arus partikel atau sebuah gelombang longitudinal' maka efek)efek ini

bagaimanapun tidak akan dimengerti dengan begitu mudah. =adi eksperimen penting 5arkla

telah membuktikan bahwa sinar H adalah sebagian dari spe(trum ele(tromagnet

Gambar 4"-22 sebua5 eks9erimen 5amburan rangka9 ang digunakan ole5 Barkla

untuk mem9erli5atkan ba5a snar ; adala5 gelombang trans


30/38

sudah terpolarisasi. Mengapa sinar harus terpolarisasi' karena sinar terpolarisasi

intensitasn%a sudah menge(il.

a(a mata >%ben' ka(a mata %ang digunakan saat terik matahari' seperti di pantai'

atau sedang naik sepeda motor' tujuann%a supa%a sinar %ang keluar dari ka(a r%ben'sudah terpolarisasai dan intensitas (aha%a menge(il tidak men%ebabkan silau.

*kti


31/38

searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. 5ahan)bahan %ang bersifat optis

aktif adalah 6at padat - solid state.

Misal: ristal)kristal anorganik -kuarsa dan ristal organi( -ben6il. =ika

terjadi fusi' melarut atau menguap' ristal akan kehilangan sifat optis aktif ini' artin%asifat optis aktif bahan)bahan ini bergantung pada susunan khas atom)atom dan

molekul)molekul ini %ang tidak terdapat pada 6at (air dan gas. 5ahan)bahan seperti

terpentin' gula'kamper' asam tartari( %ang tetap bersifat optis aktif dalam keadaan

fisis apapun X juga sebagai larutan. Akti*itas optis ini adalah hasil putaran dari

lintasan)lintasan ele(tron dalam molekul atom ristal bawah pengaruh getaran medan

elektromagnetik. 8le(tron bergetar pada garis lurus jika digunaka bahan isotropis

dan membentuk sudut jika digunakan bahan anisotrop%.

*&GUM*&

Polarisasi !elombang dapat terjadi han%a pada gelombang trans*esal

Polarisasi pada gelombang (aha%a -e.m adalah orientasi keadaan 8 -*ektor medan

listrik

Ma(am)ma(am polarisasi :

) Polarisasi linear

) Polarisasi ingkaran

) Polarisasi 8lips

Lntuk $aha%a Polarisasi linear dapat terjadi karena pantulan' pembiasan' hamburan

dan (aha%a %ang keluar dari polarisator

31


32/38

!elombang pada perbatasan dua media sebagian akan dipantulkan dan sebagian akan

diteruskan ke medium kedua -ditransmisi

oefisien amplitudo refleksi adalah perbandingan antara amplitudo gelombang %ang

ditransmisi dan amplitudo gelombang %ang datang >eflektansi adalah perbandingan antara intensitas gelombang %ang dipantulkan dan

intensitas gelombang %ang datang

&ransmitansi adalah perbandingan antara intensitas gelombang %ang diteruskan dan

intensitas gelombang %ang datang

Akti*itas ,ptis adalah peristiwa pemutaran bidang polarisasi

Tes Formatif

A.Pilihan !anda

1. Peristiwa pen%erapan arah bidang getar gelombang disebut..

a. Polarisasi

b. +ifraksi

(. >efleksi

d. ?nterferensi

2. Pada tahun 13/' 8.# and -19)11 menemukan sebuah bahan %ang disebutn%a..

32


33/38

a. inear

b. Polaroid

(. Polarisasi

d. &ransmisi

3. =ika dua elemen %ang mempolarisasikan ditempat berurutan pada seberkas (aha%a

%ang disebut..

a. Polari6er dan Anali6er

b. Absorpsi dan >efraksi

(. on*ergen dan +i*ergen

d. inear dan on inear

4. Peristiwa pemutaran bidang polarisasi merupakan pengertian dariJ.

a. Akti*itas optis

b. Akti*itas Polarisasi

(. Akti*itas &ransmitasi

d. Akti*itas >eflaktansi

. Perbandingan antara intensitas gelombang %ang dipantulkan dan intensitas gelombang

datang' merupakan pengertian dariJ

a. &ransmitansi

b. >eflaktansi

(. oefisien amplitudo transmisi

d. +itransmisi

". #itung sudut polarisasi sudut polarisasi untuk Pemantulan eksternal pada batas

permukaan udara gelas - nti D 1' . &entukan pula tingkat polarisasi sinar pantul untuk

sinar datang %ang tidak terpolarisasi pada sudut p J.

a. 19' T

b. 1'3 T

(. "'3T

d. 2'4T

33


34/38

. Perbandingan antara intensitas gelombang %ang diteruskan dan intensitas gelombang

%ang datang merupakan pengertian dariJ

a. >eflaktansi

b. oefiesien amplitudo transmisi(. +itransmisi

d. &ransmitansi

/. etika seberkas sinar %ang tidak terpolarisasi dipantulkan dari sebuah permukaan'

maka (aha%a %ang dipantulkan mungkin seluruhn%a terpolarisasi' setengahn%a

terpolarisasi atau tidak sama sekali bergantung padaJ

a. Sudutn%a

b. Sinar datang

(. Sinar Pantul

d. Sinar 5ias

. &ingkat Polarisasi bergantung pada..

a. Sudut Pantul dan Sudut datang

b. Sudut bias dan sudut Pantul

(. Sudut datang dan ?ndeks bias kedua medium

d. Sudut datang dan hamburan

19. Lntuk (aha%a' polarisasi linier dapat terjadi kerana adan%aJ

a. Pemantulan' pembiasan' hamburan dan (aha%a %ang keluar dari polarisator

b. Pemantulan' sudut bias' sudut datang' sudut pantul dan pembiasan

(. Pemantulan' pembiasan' hamburan dan sudut bias pada polarisator

d. Pemantulan' hamburan' sudut datang dan sudut bias pada polarisator

11. Seberkas (aha%a alamiah dilewatkan pada dua keping ka(a polaroid %ang arah

polarisasi satu sama lain membentuk sudut "9Z. =ika intensitas (aha%a alamiahn%a 199

; (m)2' tentukanlah intensitas (aha%a %ang telah melewati (aha%a polaroid ituJ

a. 12' ;(m)2

b. 1"' ; (m)2

(. 1/' ; (m)2

34


35/38

d. 1' ; (m)2

12.

B. )%*+-)%*+ ))*7

1. $aha%a sinar Sodium terkolimasi - oD /'3 nm jatuh tegak lurus pada keeping

(al(ite %ang sejajar di mana sumbu optisn%a tegak lurus sinar %ang bersangkutan.

#itung frekuensi dan panjang gelombang)gelombang No dan Ne di dalam keping

(al(ite.

2. Lraikanlah sifat utama dan state polarisasi gelombang :

-%'t D ) 89 (os -k% N t ) 89 (os -k%) t

3. Apa %ang terjadi bila gelombang terpolarisasi lingkaran putar kanan dan putar kiri

dijumlahkanY

4. 5erapa orientasi relati*e dari dua polari6er linier jika pada penerangan biasa

(aha%a %ang ke luar berkurang setengah kali harga transmisi maksimumn%a Y

. Seperti %ang di tunjukkan oleh gambar U)" -b sinar terpolarisasi linier dengan

bidang *ibrasi pada 49

dapat dirubah menjadi (aha%a sirkulasi %angmen%ebabkan 87 99 terhadap 8%. sesuai dengan sifat atas' ran(anglah sebuah

35


36/38

polari6er sirkular ke kanan' %aitu alat %ang dapat merubah (aha%a natural menjadi

(aha%a bertingkat >.

Kunci Jaaban Tes Formatif

A. Pilihan Ganda

1. a.Polarisasi

2. b.Polaroid

3. a.Polari6er dan Anali6er

4. a.Akti*itas optis. b.>eflaktansi

". (."'3T

. d.transmitansi

/. a.Sudutn%a

. (.Sudut datang dan ?ndeks bias kedua medium

19. a. Pemantulan' pembiasan' hamburan dan (aha%a %ang keluar dari polarisator

11. a. 12' ;(m)2

12.

!. "sian

1. 0rekuensi akan berubah jika memasuki medium' maka :

U D D '1 . 1914 #6

0rekuensi di atas adlah frekuensi gelombang %ang masuk maupun ke luar keeping.

Lntuk gelombang biasa :

D D D 3 mm

+an untuk gelembung luar biasa :

36


37/38

D D D 3" mm

2. State P' berada "99 terhadap bidang 76 amplitudo 2 89 dan menjalar dalam arah %

negatip

3.1-z, t)DE0 sin ) (os kanan

2-z, t)DE0 sin F (os kiri

-z, t) E -z, t) D 2E0 sin -k6 N adalah gelombang %ang memiliki amplitudo 2E0

dan bidang getar pada bidang xoz, amplitudo sejajar sumbu x artin%a gelombang

terpolarisasi linear.

4. $$aans t$ansms maksmum t#$a aa suaya ( maka m#nu$ut

/ukum a'us = (0) . a cos atau

5. angkah pertama adalah dengan membuat (aha%a tingkat P. =adi mulai dengan

Polaroid atau polari6er linier laian dengan sumbu tranmisi pada 4o. ?ni menghasilkan

komponen)komponen medan orthogonal %ang sama dan sefasa. Lntuk mendapatkan

(aha%a setingkat >' 87 harus di belakang 8% sebesar radian. ?ni menimbulkan

keeping gelombang seperempat %ang diarahkan dengan sumbu (epatn%a sejajar pada8%. Susunan %ang umum adalah polari6er linier Polaroid %ang bias membuat

gelombang seperempat dan terbuat dari pol%*in%l alkohol. ?ngat bahwa polari6er

sirkuler mempun%ai permukaan input dan output %ang berbeda.

#aftar Pustaka

37


38/38

#alida% +a*id >obert >esni(k.Physi$s rdEditions. =akarta : 8rlangga. 1/.

Serwa% A >a%mond =ohn ;. =ewett' =r . Physi$s "or $ientists and Enggineers

with 1odern Physi$s. $alifornia State Pol%te(hni( Lni*ersit%)Pomona :

&ipler' Paul A.2isika untuk ains dan 3eknik. =akarta : 8rlangga' 2991.

BUU **&G 2 +agi

Masukkan +ink nternet ,angan +u9a uk ?? M*+>

38

Documents

Modul Optik New 2