1

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala

kebesaran dan limpahan nikmat yang diberikan-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan

makalah berjudul “Cahaya sebagai Gelombang“.

Dalam penulisan percobaan ini, berbagai hambatan telah kami alami. Oleh karena itu,

terselesaikannya makalah ini tentu saja bukan karena kemampuan kami semata-mata.

Namun karena adanya dukungan dan bantuan dari pihak-pihak yang terkait.

Sehubungan dengan hal tersebut, perlu kiranya kami dengan ketulusan hati

mengucapkan terima kasih kepada Bapak Pengajar Mata Pelajaran Fisika kelas XII IPA 4

yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan makalah ini. Kami juga berterima

kasih kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah

membantu menyelesaikan makalah ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik

dan saran sangat diharapkan demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini

bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Makassar, September 2010

Penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................................................................. 1

DAFTAR ISI.................................................................................................................................................................. 2

BAB I PENDAHULUAN............................................................................................................................................ 3

A. Latar Belakang.................................................................................................................................................. 3

A) Tujuan.......................................................................................................................................................... 3

B) Rumusan Masalah.................................................................................................................................. 3

BAB II ISI....................................................................................................................................................................... 4

A. Interferensi Cahaya........................................................................................................................................ 4

A) Paduan Gelombang................................................................................................................................ 4

B) Beda Lintasan........................................................................................................................................... 5

C) Kondisi Interferensi...............................................................................................................................5

D) Syarat interferensi maksimum :.......................................................................................................5

E) Syarat interferensi minimum............................................................................................................6

F) Interferensi Celah Ganda :.................................................................................................................. 6

B. Difraksi Cahaya................................................................................................................................................. 9

A) Pengertian.................................................................................................................................................. 9

B) Jenis Difraksi Cahaya.............................................................................................................................9

B. Polarisasi Cahaya.......................................................................................................................................... 18

A) Polarisasi karena Pembiasan dan Pemantulan.......................................................................19

B) Polarisasi karena Bias Kembar......................................................................................................20

C) Polarisasi karena Absorfsi Selektif...............................................................................................21

D) Polarisasi karena Hamburan.......................................................................................................... 23

3

C. Dispersi Cahaya............................................................................................................................................. 24

A) Sudut dispersi........................................................................................................................................24

B) Penyebab dispersi cahaya................................................................................................................25

BAB IV PENUTUP................................................................................................................................................... 27

A. Kesimpulan...................................................................................................................................................... 27

B. Saran................................................................................................................................................................... 27

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................................................ 28

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Nganu

A) TUJUAN

Untuk mengetahui dan memahami gejala dan ciri gelombang cahaya.

B. RUMUSAN MASALAH

Makalah ini akan membahas tentang: bagaimana cahaya sebagai gelombang?

5

BAB II

ISI

A. INTERFERENSI CAHAYA

Interferensi Cahaya adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil

interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren,

yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap.

Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu

Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau

konstruktif)

Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau

destruktif)

A) PADUAN GELOMBANG

Saling menguatkan Saling Melemahkan

6

B) BEDA LINTASAN

Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempit mempunyai perbedaan

(beda lintasan), hal ini yang menghasilkan pola interferensi.

C) KONDISI INTERFERENSI

D) SYARAT INTERFERENSI MAKSIMUM :

Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yg sama

(sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol atau bilangan bulat kali panjang

gelombang .λ

Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0 disebut terang pusat, m=1 disebut

terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah

d (l >> d), maka sudut sangat kecil, sehingga sin = tan = p/l, dengan demikian θ θ θ

Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang

7

E) SYARAT INTERFERENSI MINIMUM

Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o, yaitu jika selisih

lintasannya sama dgn bilangan ganjil kali setengah .λ

Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebut gelap

ke-1, dst. Mengingat sin = tan = p/l, maka θ θ

Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang.

Jarak antara dua garis terang yg berurutan sama dgn jarak dua garis gelap

berurutan.

Jika jarak itu disebut p, maka :Δ

F) INTERFERENSI CELAH GANDA :

Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801.

Ketika dua gelombang cahaya yang koheren menyinari dua celah sempit, maka

akan teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar.

Interferensi optik dapat terjadi jika dua gelombang (cahaya) secara simultan

hadir dalam daerah yang sama.

8

1kr2kr

r

Interferensi konstruktif terjadi jika:

Interferensi destruktif terjadi jika:

1m

2mm

1kr2kr

S1 S2 d

PpSumbu sistem r1 r2

r

l

m

1m

2m

9

S1 S2 d

PpSumbu sistem r1 r2

r

Penentuan panjang gelombang

Dari gambar diperoleh:

l

10

B. DIFRAKSI CAHAYA

A) PENGERTIAN

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya

halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar

Difraksi cahaya adalah pelenturan cahaya yaitu saat suatu cahaya mulai melalui

celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil

dan memiliki sifat seperti cahaya baru.

Difraksi cahaya adalah peristiwa pelenturan cahaya yang akan terjadi jika

cahaya melalui celah yang sangat sempit. Gejala ini dapat kita lihat dengan

mudah pada cahaya yang melewati sela jari yang kita rapatkan kemudian kita

arahkan pada sumber cahaya yang jauh.

Difraksi cahaya adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan cahaya oleh

celah sempit sebagai penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya

berinterferensi satu sama lain sehingga menghasilkan daerah penguatan dan

pelemahan.

B) JENIS DIFRAKSI CAHAYA

1. Difraksi Celah Tunggal

Perhatikan gambar di samping.

Pada titik O dilayar B semua sinar memiliki

panjang lintasan optis yang sama karena semua

sinar yang jatuh di O memiliki intensitas

maksimum. Sekarang kita tinjau titik P. Sinar

meninggalkan celah dengan sudut . Sinar rθ 1 berasal dari pusatnya. Jika dipilih

sudut sedemikian hingga selisih lintasannya adalah θ12

λ maka r1 dan r2

berlawanan fase dan tidak memberikan efek apapun pada P. Setiap sinar dari

setengah bagian atas celah akan dihapuskan oleh pasangannya yang berasal dari

11

bagian bawah, yaitu mulai dari titik 12

d bagian bawah. Titik P akan minimum

pada pola difraksi dan memiliki intensitas O. Syarat keadaan ini adalah :

Pita terang utama O akan menjadi lebih lebar jika celah dipersempit. Jika lebar

celah sama dengan panjang gelombang (λ¿maka minimum pertama akan terjadi

pada sudut = 90°.θ

12

dsinθ=n12

λ ataud sin θ=n λ ……. (1.1 )

θ→kecil maka tanθ = sinθ

sehingga tanθ = Pl

sinθ

Contoh soal :

Celah tunggal yang lebarnya 0,1 mm disinari berkas cahaya dan panjang gelombang 4.000 A°, apabila pola difraksi ditangkap pada layar yang jaraknya 20 cm dari celah. Tentukan jarak antara garis gelap ketiga dari pusat terang?

Dik : d = 0,1 mm = 10-4 m

= 4.000 A° = 4 x 10-7 m

l = 20 cm = 2 x 10-1

Jarak garis gelap ketiga dari pusat terang dapat dihitung dari rumus jarak gelap ke-n dari pusat jarak.Jadi,

d sin = n θ

P dl

=n λ

Untuk garis gelap ketiga maka n = 3

P=

3lλd

12

2. Difraksi pada Kisi

Difraksi cahaya juga terjadi jika cahaya melalui

banyak celah sempit terpisah sejajar satu

sama lain dengan jarak konstan. Celah

semacam ini disebut kisi difraksi atau sering

disebut dengan kisi. Kisi adalah sebuah

penghalang yang terdiri atas banyak celah

sempit. Jumlah celah dalam kisi dapat

mencapai ribuan pada daerah selebar 1cm. Selain itu perlu juga kita ketahui apa

itu difraksi kisi? Difraksi kisi merupakan piranti untuk menghasilkan spectrum

dengan menggunakan difraksi atau interferensi yang tersusun oleh celah sejajar

dalam jumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam

orde 1.000/mm).Tetapan kisi d= 1N

. Bila banyaknya garis (celah)/satuan

panjang, misalnya cm adalah N. Perhatikan gambar di samping.

Dari gambar dapat disimpulkan bahwa : Jika cahaya melewati 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. Syarat interferensi tersebut dapat dilihat dari

persamaan berikut :

Ket : d = jarak antara celah (m)

= sudut berkas cahaya terhadap arah gerak lurusθ

= panjang gelombang

m = orde (m = 1,2,3,…)

Interferensi maksimum : d sinθ = m → m = 0,1,2,..

Interferensi minimum : d sinθ = (m−12 ) λ → m = 1,2,3,…

13

3. Daya Urai Optik

Alat-alat optik seperti lup, teropong, dan mikroskop memiliki kemampuan

untuk memperbesar bayangan benda. Namun, perbesaran bayangan benda yang

dihasilkan terbatas. Kemampuan perbesaran alat-alat optik itu selain dibatasi

oleh daya urai lensa juga dibatasi oleh pola difraksi yang terbentuk pada

bayangan benda itu.

Contoh soal :

Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 2.000 garis tiap cm. Orde terang kedua membentuk sudut 12° terhadap horizontal. Berapakah

a. Panjang gelombang cahaya yang digunakan?b. Jarak antara pola terang berdekatan jika layar dipasang pada jarak 40 cm dibelakang kisi?

Solusi :

N = 2.000 gsrid/cm

d = 1

2000=5 x10−4 cm=5 x10−4 m

= 12°, m = 2θ

l = 40 cm = 0,4 m

a. Orde terang terjadi jika memenuhi persamaan d sin = m θ 5 x10−6sin 12 °=25 x10−6 x 0,208=2¿5,2 x10−7 m

b. Jarak antara pola terang selalu sama yaitu sama dengan jarak terang pertama dengan terang pusatdyl

=mλ

5 x 10−6 y10−1 =1 x 5,2 x 10−7

14

Gambar Pola difraksi yang dibentuk oleh sebuah celah bulat

Pola difraksi yang dibentuk oleh sebuah celah bulat terdiri atas bintik terang

pusat yang dikelilingi oleh cincin-cincin terang dan gelap seperti pada Gambar

di atas. Pola tersebut dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar di bawah

ini.

Gambar Daya urai suatu lensa

D = diameter lubang

l = jarak celah ke layar

dm = jari-jari lingkaran terang

θ  = sudut deviasi

Jari-jari lingkaran terang (dm atau r) yang terbentuk dapat diartikan daya pisah

pola difraksi yang terbatas. Jika cahaya melalui ruang hampa atau udara, daya

urai dari celah lingkaran dapat ditentukan dengan persamaan

r=1,22λlD

Menurut Rayleigh dan Jeans, kriteria jarak antara kedua maksimum tersebut

paling kecil sama dengan jari-jari lingkaran terang. Maksimum yang kedua jatuh

pada minimum yang pertama, atau jarak sudut antara kedua pusat bayangan,

yaitu

sin θ=rl=1,22

λD

Untuk sudut yang kecil,

θ=rl=1,22

λD

Keterangan:

r = daya urai (m)

l = jarak benda dari lensa (m)

15

= panjang gelombang cahaya (m)λ

D = diameter lubang

Ө = sudut deviasi

Contoh Soal

Ketika diameter mata diperbesar sampai 5 mm, berapa jarak minimum antara

dua sumber titik yang masih dapat dibedakan oleh mata pada jarak 80 cm dari

mata?

Panjang gelombang cahaya di udara 600 nm dan indeks bias mata 43

.

Perhatikan gambar berikut.

Jawab:

Diketahui : diameter lensa (D) 5 mm = 5 × 10-3 m

panjang gelombang cahaya ( ) = 600 nm = λ 6× 10-7 m

indeks bias n = 43

Panjang gelombang cahaya ketika memasuki mata diperoleh dengan:

λmata=λn=6 ×10−7

43

m=4,5 ×10−7 m

Jarak titik benda ke lensa (L) = 80 cm = 0,8 m

Daya urai lensa mata dapat dihitung (dm = r)

dm=r=(1,22)(λ)(L)

D

¿(1,22)(4,5 ×10−7)(0,8 m)

5 ×10−3 m

= 8,78× 10-5 m

16

4. Difraksi Sinar-X

Sinar-X merupakan radiasi

elektromagnetik berenergi

tinggi yang dihasilkan

akibat interaksi antara

berkas elektron eksternal

dengan elektron pada kulit

atom.

Spektrum sinar-x

memiliki:

Panjang gelombang antara 10-10 – 1 nm;

Frekuensi antara 1017 – 1020 Hz;

Energi antara 103 – 106 eV.

Panjang gelombang sinar-x memiliki orde yang sama dengan jarak antara atom.

Berkas sinar-X yang memiliki panjang gelombang beberapa angstrom akan

dihamburkan jika dikenakan pada sebuah kristal zat padat. Pada arah tertentu,

gelombang hamburan ini akan mengalami interferensi konstruktif (saling

menguatkan), sedangkan pada arah lain gelombang ini dapat mengalami

insterferensi destruktif (saling melemahkan). Keteraturan letak atom-atom dan

struktur zat padat dapat diketahui dengan cara menganalisis pola difraksi dan

interferensi yang dihasilkan.

Pengamatan struktur zat padat menggunakan difraksisinar-X ini kali pertama

dilakukan oleh W.L Bragg tahun 1913. Alat yang digunakan untuk mengamati

struktur zat padat disebut spektrometer sinar-X.

Perhatikan gambar di samping.

Seberkas sinar-X yang memiliki panjang

gelombang ditembakkan pada kristalλ

17

dengan sudut . Berkas sinar tersebut mengenai atom A pada bidang pertamaθ

dan atom B pada bidang kedua. Interferensi konstruktif hanya dapat terjadi jika

kedua sinar-X tersebut dihamburkan sejajar dan beda jalan yang ditempuhnya

adalah , 2 , 3 dan seterusnya. Jadi, untuk menghasilkan interferensiλ λ λ

konstruktif maka beda jalan yang harus ditempuh adalah n (n adalah bilanganλ

bulat).

Persamaan difraksi dapat ditulis sebagai berikut.

2d sin = θ nλ

dengan:

n = bilangan bulat yang menyatakan orde difraksi (n = 0, 1, 2, 3, ...)

= sudut datang/sudut hamburan = sudut berkas dan bidang atomθ

= panjang gelombang sinar-Xλ

d = jarak antaratom dalam kristal atau jarak antarbidang kisi

Contoh Soal

Seberkas sinar-X dengan panjang gelombang 1,25 Å digunakan untuk

menganalisis sebuah kristal. Interferensi konstruktif terjadi pada sudut 17,46o

dan 36,87o. Hitung jarak antarbidang kisi kristal tersebut.

Jawab:

Diketahui : = 1,25 Å = 1,25λ × 10-10 m

q1 = 17,46o

q2 = 36,87o

untuk n1 = 1 → d=n1λ

2 sin θ1

=(1 )(1,25× 10−10 m)

(2 )(0,3) = 2,08 × 10-10 m

18

untuk n2 = 2 → d=n2λ

2 sin θ2

=(2 )(1,25× 10−10 m)

(2 )(0,6) = 2,08 × 10-10 m

Jarak antara bidang kisi pada suatu kristal selalu tetap. Dari perhitungan

tersebut, didapat harga d = 2,08 × 10-10 m atau d = 2,08 Å.

Prinsip Difraksi Sinar-X

Sinar-X terpancar dari tabung sinar-X

Difraksi sinar-X yang konvergen diterima slit

Sinar-X diterima detektor, diubah menjadi sinyal listrik

Sinyal ini dihitung sebagai analisa pulsa tinggi

Interaksi sinar-X dengan material

1) Energi berkas sinar-X terserap oleh atom

2) Energi berkas sinar-X dihamburkan oleh atom

Difraksi Sinar-X

1) Proses hamburan sinar-X oleh bahan kristal

2) Difraksi bergantung pada struktur kristal dan panjang gelombang

a. Jika ( ) > ukuran atom, tidak terjadi difraksiλ

b. Jika ( ) < ukuran atom, terjadi difraksiλ

Difraksi sinar-x telah membuktikan untuk menjadi teknik bernilai tinggi untuk

menjelaskan struktur kristal dan untuk memahami struktur suatu materi.

19

B. POLARISASI CAHAYA

Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang. Gejala

polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang

longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami

polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal.

Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar. Suatu

gelombang yang mempunyai banyak arah getar disebut gelombang tak terpolarisasi,

sedangkan gelombang yang memilki satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi.

Gejala polarisasi dapat digambarkan dengan gelombang yang terjadi pada tali yang

dilewatkan pada celah. Apabila tali digetarkan searah dengan celah maka gelombang

pada tali dapat melewati celah tersebut. Sebaliknya jika tali digetarkan dengan arah

tegak lurus celah maka gelombang pada tali tidak bisa melewati celah tersebut.

Dapat dikatakan, Polarisasi cahaya adalah pembatasan atau pengutuban dua arah

getar menjadi satu arah getar.

Gelombang cahaya yang belum terpolarisasi mempunyai dua arah getar. Ketika

cahaya tersebut dilewatkan pada sebuah celah (polarisator), cahaya mengalami

pengutuban (polarisasi) sehingga cahaya hanya mempunyai satu arah getar.

20

Sinar alami seperti sinar Matahari pada umumnya adalah sinar yang tak

terpolarisasi. Cahaya dapat mengalami polarisasi dengan berbagai cara, antara lain

karena peristiwa pemantulan dan pembiasan, bias kembar, absorbsi selektif, dan

hamburan.

A) POLARISASI KARENA PEMBIASAN DAN PEMANTULAN

Ketika cahaya mengenai bidang batas dua medium optik dengan kerapatan

berbeda, sebagian cahaya akan dipantulka dan sebagian lainya akan dibiaskan.

Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan para ilmuwan Fisika

menunjukkan bahwa polarisasi cahaya karena pemantulan dan pembiasan dapat

terjadi apabila cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang dibiaskan saling tegak

lurus atau membentuk sudut 90o.

Di mana cahaya yang dipantulkan merupakan cahaya yang terpolarisasi

sempurna, sedangkan sinar bias merupakan sinar terpolarisasi sebagian. Sudut

datang sinar yang dapat menimbulkan cahaya yang dipantulkan dengan cahaya

yang dibiaskan merupakan sinar yang terpolarisasi.

Sudut datang dan sudut pantul pada saat polarisasi maksimum disebut sudut

Brewster atau sudut polarisasi (iP). Pada saat sinar pantul dan sinar bias saling

tegak lurus (membentuk sudut 90o) akan berlaku ketentuan bahwa : ip + r = 90o

atau r = 90o - i  

n1

n2

Sinar datangSinar pantul

21

Menurut hukum Snellius,

n1 sin ip = n2 sin r

n1 sin ip = n2 sin (90 - ip)

n1 sin ip = n2 cos ip dimana sin i pcos i p

=n 1n 2

dengan:

ip = sudut polarisasi (sudut Brewster) n1 = indeks bias medium 1

r = sudut bias n2 = indeks bias medium 2

Contoh Soal:

Seberkas sinar datang pada permukaan zat cair yang memiliki indeks bias 4/3.

Jika indeks bias udara = 1, tentukan besarnya sudut Brewster.

Jawab:

tan ip = n 1n 2

Tan ip = 1

3/4

Tan ip = 43

dimana tan 530 = 4/3

ip = 530

Jadi, sudut Brewster-nya adalah 530

B) POLARISASI KARENA BIAS KEMBAR

Tan ip = n 1n 2

22

Polarisasi karena bias kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu

bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada

kristal kalsit.

Bias ganda merupakan sifat yang dimiliki beberapa kristal tertentu (terutama

kalsit) untuk membentuk dua sinar bias dari suatu sinar datang tunggal. Gejala

pembiasan ganda merupakan fenomena rumit yang terjadi pada kristal kalsit atau

kristal plastik yang ditegangkan, misalnya selofen

Pada kebanyakan zat, laju cahaya adalah sama untuk semua arah. Pada kristal

kalsit, laju cahaya bergantung arah rambat pada material tersebut. Zat semacam ini

disebut zat isotropik.

Ketika berkas cahaya masuk pada zat isotropik, berkas tersebut terpisah

menjadi dua bagian yang disebut berkas sinar biasa dan sinar luar biasa. Berkas-

berkas ini terpolarisasi dalam arah yang saling tegak lurus dan berjalan dengan

kecepatan yang berbeda.

Sinar yang lurus disebut cahaya biasa, yang memenuhi hukum Snellius dan sinar

ini tidak terpolarisasi. Sedangkan sinar yang dibelokkan disebut sinar luar biasa

karena tidak memenuhi hukum Snellius dan sinar ini adalah cahaya yang

terpolarisasi.

C) POLARISASI KARENA ABSORFSI SELEKTIF

Polarisasi dengan absorfsi selektif diperoleh dengan memasang dua buah

polaroid. Yaitu polarisator dan analisator. Polaroid adalah suatu bahan yang dapat

menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu

23

bidang getar. Seberkas sinar yang telah melewati polaroid hanya akan memiliki satu

bidang getar saja sehingga sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang

terpolarisasi. Polaroid banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain

untuk pelindung pada kacamata dari sinar matahari (kacamata sun glasses) dan

polaroid untuk kamera.

Polaroid terdiri atas molekul panjang yang rumit yang tersusun paralel satu

sama lain.

Intensitas cahaya yang lewat akan diperkecil setengahnya karena setengah dari

cahaya tersebut dihilangkan.

Rumus:

E2 = E cos θ

I1 =12

I0

24

I2 = I1 cos2θ

I2 = 12

I0 cos2θ

Polarisasi akibat penyerapan terjadi jika cahaya melalui zat yang dapat

memutar bidang polarisasi gelombang cahaya. Zat semacam ini disebut zat optik

aktif. Contoh zat ini adalah larutan gula.

Contoh soal:

Suatu cahaya tak terpolarisasi mengenai palaroid pertama dengan intensitas Io.

Tentukan intensitas cahaya yang keluar dari sistem palaroid, yang terdiri dari dua

palaroid. Jika sudut antara kedua sumbu transmisi adalah 30o.

Jawab:

Jika intensitas cahaya yang datang ke palaroid pertama (polarisator) adalah Io

dan intensitas cahaya yang keluar dari Polaroid kedua (analisator) adalah I2 maka

digunakan rumus

I2 = 12

I0 cos2θ

I2 = 12

I0 (cos 30) 2

I2 = 12

I0 (12√3¿

2

I2 = 38

I0

D) POLARISASI KARENA HAMBURAN

Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa

terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang

menyelubungi Bumi. Cahaya matahari yang terhambur oleh partikel debu dapat

terpolarisasi. Itulah sebabnya pada hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru.

I2 = I1 cos2θ =12

I0 cos2θ

25

Hal itu disebabkan oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif

dibandingkan dengan cahaya-cahaya warna yang lainnya. Jadi bias dikatakan

bahwa hammburan adalah penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh

partikel-partikel yang terlihat sebagai cahaya terpolarisasi sebagian.

C. DISPERSI CAHAYA

Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-

cahaya monokromatik (merah, jingga, kuning, hijau,

biru, dan ungu) pada prisma lewat pembiasan atau

pembelokan. Hal ini membuktikan bahwa cahaya putih

terdiri dari harmonisasi berbagai cahaya warna dengan

berbeda-beda panjang gelombang.

Sebuah prisma atau kisi kisi mempunyai

kemampuan untuk menguraikan cahaya menjadi warna warna spektralnya. Indeks

cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat

diuraikan menjadi komponen komponennya Untuk cahaya ultraviolett adalah prisma

dari kristal untuk cahaya putih adalah prisma dari kaca untuk cahaya infrarot adalah

prisma dari garam batu.

Pada gambar di samping, garis jelas

bahwa dari cahaya warna merah

hingga warna biru, frekuensinya (f)

semakin besar. Karena cepat rambat

semua cahaya sama, maka semakin

besar frekuensi semakin pendek

panjang gelombangnya ( ) dan sebaliknya. Ini membuktikan bahwa cahaya warna biruλ

memliki panjang gelombang paling pendek, sedangkan cahaya warna merah memiliki

panjang gelombang paling panjang.

A) SUDUT DISPERSI

26

F = du - dm

F = (nu - nm)b

dm = sudut deviasi merah du = sudut deviasi ungunu = indeks bias untuk warna ungunm = indeks bias untuk warna merah

Catatan :

Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah kita gunakan

susunan Prisma Akhromatik.

Ftot = F kerona - Fflinta = 0

Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita gunakan susunan

prisma pandang lurus.

Dtot = Dkerona - Dflinta = 0

sudut-sudut pembias kecil

maka rumus tersebut dapat

ditulis dalam bentuk

(n1k – 1) 1 = (n2k – 1) 2β β

Sudut deviasi total dapat

ditentukan dari hubungan berikut :

total = (n1m – 1) 1 -δ β   (n2m – 1) 2β

= (n1u – 1) 1 -β   (n2u – 1) 2β

B) PENYEBAB DISPERSI CAHAYA

Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya memiliki

panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-

beda.

27

Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa warna, yaitu merah, hijau dan biru.

Putih disebut warna polikromatik, yaitu warna cahaya yang masih bisa

diuraikan lagi menjadi warna-warna dasar.

Merah, hijau dan biru merupakan warna dasar atau warna monokromatik, yaitu

warna cahaya yang tidak dapat diuraikan kembali.

A.

28

BAB IV

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dari pembahasan diatas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1) Pola interfensi dua celah

Interferensi maksimum Pdl

=¿mλ

Interferensi minimum Pdl

=¿(2m – 1)12λ

2) Pola interfensi oleh lapisan tipis

Interferensi maksimum:

2nd cos r ¿(2m + 1)12λ

Interferensi minimum 2nd cos r = mλ

3) Pola difraksi oleh celah tunggal

Difraksi maksimum

2nd cos r ¿(2m – 2)12λ

Difraksi minimum: d sin = mθ λ

4) Pola difraksi kisi

Difraksi maksimum: d sin = mθ λ

Difraksi minimum: d sin = (2m + 1)θ12λ

5) Polarisasi selektif oleh dua pelat polaroid

I1 = 12

Io dan I2 = 12

I0 cos2 θ

Sudut polarisasi (ip)

tan ip = n2

n1

29

6) Sudut deviasi dari sebuah cahaya yang datang dari suatu medium dan melalui

sebuah prisma dengan sudut pembias tertentu adalah sebagai berikut.

δ=β (n p

nm

−1)

Jika medium yang dimaksud adalah udara (nm = 1) maka persamaannya menjadi

δ=β (n p−1)

7) Sudut dispersi sebuah prisma

δ=δ u−δm

Bentuk lain persamaan sudut dispersi prisma adalahφ=(nu−nm) β

8) Hubungan antarsudut pembias dari susunan prisma akromatik adalah sebagai

berikut.

β2=(nu1−nm1)(nu2−nm2)

β1

B. SARAN

Sebaiknya ilmu-ilmu fisika yan g dipaparkan dalam makalah kami lebih diaplikasikan

dan dimanfaatkan agar ilmu pengetahuan dan teknologi dapat lebih berkembang.

30

DAFTAR PUSTAKA

Damari Ari, Sri Handayani. 2009. Fisika Untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: Pusat

Perbukuan Dinas Pendidikan Nasional.

Kamajaya. 2008. Fisika untuk Kelas XII Semester 1 Sekolah Menengah Atas. Bandung:

Penerbit Grafindo Media Pratama.

Budiyanto Joko. 2009. Fisika untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: Pusat Perbukuan

Dinas Pendidikan Nasional.

Siswanto, Sukaryadi. 2009. Fisika untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: Pusat Perbukuan

Dinas Pendidikan Nasional.

31

Makalah

CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG

Disusun Oleh:

Kelompok VII (XII IPA 4)

SITI MUNAWAROH AZIS (3)

NUR INDAH RAHMADANI. S (4)

ELYZA AIMAN AZIZAH (5)

AMELYA CHRISTA HATTU (18)

SADLI SYARIFUDDIN (30)

SEKOLAH MENENGAH ATAS NEGERI 5 MAKASSAR

2010