GelombangCahaya

Di Susun Oleh :

Agusana (30413385)

Eko Septio Kurniawan (32413839) Elsa Zahara Askia (32413882) Ian Seta Ramadhan

(34413165) Indah Wulandari

(34413373) Luthfi Hadi Kurniawan (35413095) M Nurhadi

(36413054) Prihase Kartika Sari

(36413919)

1ID10

PETA KONSEP

Pengertian

Optika

Sifat-Sifat

Cahaya

Fakta Cahaya

Soal

Prihase

Gelombang

Cahaya

Pengertian

GELOMBANG

CAHAYA

Prihase

Gelombang

Definisi gelombang sendiri secara sederhana adalah getaran yang merambat.

Dalam sebuah gelombang sudah pasti ada getaran. Namun getaran tidak selalu berarti gelombang. 

Prihase

Cahaya

Dalam kajian ilmiah, cahaya digolongkan sebagai gelombang. Merupakan energi dengan bentuk gelombang elektromagnetik, kasat mata dan memiliki panjang gelombang yang berkisar di angka 380 sampai 750 nm.

Sementara itu, khusus dalam kajian fisika, gelombang cahaya sendiri diartikan sebagai radiasi elektromagnetik yang kasat mata maupun tidak.

Di sisi lain, cahaya diartikan sebagai paket partikel yang disebut foton.

Kedua definisi ini tidak berlawanan tetapi menunjukkan sifat cahaya secara bersama. Sifat ini dikenal dengan nama

“Dualisme Gelombang-Partikel”. 

Prihase

Optika

INTENSITAS

FREKUENSI

PANJANG GELOMBANG

POLARISASI

Prihase

OPTIKA (Bidang studi cahaya )Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti:intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut denganoptika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Prihase

INTENSITASIntensitas cahaya adalah besaran pokok fisika untuk mengukur daya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya pada arah tertentu per satuan sudut. Satuan SI dari intensitas cahaya adalah Candela (Cd). Dalam bidang optika dan fotometri (fotografi), kemampuan mata manusia hanya sensitif dan dapat melihat cahaya dengan panjang gelombang tertentu (spektrum cahaya nampak) yang diukur dalam besaran pokok ini.Intensitas cahaya monokromatik pada panjang gelombang adalah:

di mana

intensitas cahaya dalam satuan Candela, intensitas radian dalam unit W/sr, fungsi intesitas standar.

Intensitas cahaya total untuk semua panjang gelombang menjadi:

Eko

FREKUENSIFrekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam satuan waktu yang diberikan.Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian / peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi ( f ) sebagai hasil kebalikan dari periode ( T ), seperti nampak dari rumus di bawah ini :

dengan f adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik).

Elsa

PANJANG GELOMBANGPanjang Gelombang

Pengertian Panjang gelombangPanjang gelombang adalah jarak diantara unit berulang dari

gelombang, yang diukur dari satu titik pada gelombang ke titik yang sesuai di unit berikutnya. Dalam notasi fisika, panjang gelombang sering ditunjuk oleh huruf yunani Lambda ( λ ).

Contoh : jarak dari atas -disebut puncak- satu unit gelombang ke puncak berikutnya adalah satu panjang gelombang.

 Panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi

gelombang. Dengan kata lain, semakin pendek panjang gelombang, maka gelombang tersebut akan memiliki

frekuensi yang besar. 

Elsa

Gambar panjang gelombang :

Rumus panjang gelombang :

λ = V . Tλ =

keterangan :λ = Panjang gelombang (meter)V = Cepat rambat gelombang (m/s)T = Periode gelombang (sekon)f = Frekuensi gelombang (Hz)

Elsa

POLARISASIPolarisasi cahaya atau polarisasi optik adalah

salah satu sifat cahaya yang bergerak secara osillasi dan menuju arah tertentu. Karena cahaya

termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini mempunyai medan listrik, E dan juga

merupakan medan magnet, H yang keduanya saling beroscilasi dan saling tegak lurus satu sama

lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan. Cahaya juga dikategorikan sebagai gelombang

transversal yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah osilasinya.

Ian

Adapun syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah osilasi tegak lurus terhadap bidang rambatannya. Gelombang bunyi, berbeda dengan gelombang cahaya, tidak dapat terpolarisasi sehingga dia bukan gelombang transversal. Suatu cahaya dikatakan terpolarisasi apabila cahaya itu bergerak merambat ke arah tertentu. Arah polarisasi gelombang ini dicirikan oleh arah vektor bidang medan listrik gelombang tersebut serta arah vektor bidang medan magnetnya.

Ian

Polarisasi dapat terjadi akibat beberapa hal, yaitu :1) Absorpsi (penyerapan)

selektif2) Pemantulan dan

Pembiasan3) Hamburan

4) Pemutaran bidang polarisasi

Macam-Macam atau Jenis Polarisasi

Sebagai gelombang transversal, cahaya dapat mengalami polarisasi. Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi (pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi) ganda dan hamburan.

Ian

1. Polarisasi Refleksi

2. Polarisasi Absorsi Selektif

3. Polarisasi Pembiasan Benda

Ian

Sifat-Sifat Cahaya

INTERFERENSI

DIFRAKSI

REFRAKSI

REFLEKSI

DISPERSI

Prihase

INTERFERENSIInterferensi

adalah penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan

pola gelombang yang baru.Interferensi dapat bersifat membangun dan

merusak. Bersifat membangun jika beda fasekedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang

terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut.

Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling

menghilangkan.Prihase

Interferensi gelombang dapat terjadi apabila :1) Terdapat dua buah gelombang cahaya yang koheren (beda fasenya

tetap)2) Bertemu di satu titik

Interferensi maksimum menghasilkan daerah terang, sedangkan Interferensi minimum menghasilkan daerah gelap.

Pola ini dapat berulang membentuk pola gelap-terang yang bergantian.

Dua gelombang datang bersama pada suatu tempat.Macam Interferensi

a. Interferensi Konstruktif (saling menguatkan)b. Interferensi Destruktif (saling melemahkan)

Syarat interferensi :Koheren (beda fase selalu tetap)Frekuensi samaAmplitudo hampir sama

Prihase

Prihase

Beda fase

Beda lintasan

Pita Terang

INTERFERENSI KONSTRUKTIF

“ kelipatan genap π “

“ kelipatan genap ½ λ “

n = 0, 1, 2, 3...

Prihase

INTERFERENSI DESTRUKTIF

Beda fase

Beda lintasan

Pita Gelap

“ kelipatan ganjil π “

“ kelipatan ganjil ½ λ “

n = 1, 2, 3...

Prihase

Jarak antara pita gelap & terang berdekatan

G1

G2

T0

T1

T2

∆y

∆y

∆y

∆y

Keterangan :L : jarak layar (m)λ : panjang gelombang (m)d : lebar celah (m)

Prihase

DIFRAKSISuatu gelombang dengan

celah sempit (lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), maka gelombang ini akan mengalami lenturan sehingga terjadi gelombang setengah lingkaran yang melebar di belakang celah tersebut. Peristiwa ini dikenal dengan difraksi. Difraksi merupakan pembelokan cahaya di sekitar suatu penghalang /suatu celah.

Indah W

i

Prinsip Huygens-FresnelPrinsip Huygens-Fresnel : setiap titik dari muka-muka gelombang yang tidak terganggu, pada saat tertentu bertindak sebagai sumber muka-muka gelombang speris kedua (frekuensinya sama dengan sumber primer). Amplitudo medan optik (listrik/magnet) di suatu titik merupakan superposisi dari muka-muka gelombang.Jika panjang gelombang (λ) lebih besar dibandingkan dengan lebar celah (d), maka gelombang akan disebar keluar dengan sudut yang cukup besar.

Indah W

MACAM-MACAM DIFRAKSIDIFRAKSI FRESNEL DIFRAKSI FRAUNHOFER

Jarak sumber ke celah dan celah ke layar dekat, tidak perlu sejajar, celah lebar dan tidak sempit

Difraksi ini membahas tentang :1. lubang bulat2. celah persegi3. penghalang berbentuk piringan4. penghalang berbentuk lancip (tajam)

Letak sumber cahaya dan layar jauh sekali dari celah. Berkas yang memasuki celah harus sejajar dan yang keluar dari celah harus sejajar

Difraksi ini membahas tentang :1. Celah tunggal (single slit)2. Lubang bulat (circular aperture)3. Dua celah sempit4. Kisi (celah banyak)

Jika sebuah difraksi fresnel ditempatkan lensa cembung pada sinar yang masuk dan sinar yang keluar dari celah maka sinar dianggap sejajar dan disebut sebagai difraksi faunhofer.

Indah W

DIFRAKSI FRAUNHOFER OLEH CELAH TUNGGAL

Indah W

Indah W

KISI DIFRAKSI

Indah W

Kisi Difraksi

Difraksi pada celah majemuk (kisi)a. Difraksi maksimum

b. Difraksi minimum

,...3,2,1 sin nnd

orde

cmper garisatau goresan Jumlah

kisi)(tetapan kisicelah antarajarak d 1

Dengan

1,2,3,... 2

1)12(sin

n

NN

d

nnd

Indah W

REFRAKSIRefraksi (atau pembiasan) dalam optika geometris

didefinisikan sebagai perubahan arah rambat partikel cahaya akibat terjadinya percepatan.

Pada optika era optik geometris, refraksi cahaya yang dijabarkan dengan Hukum Snellius, terjadi bersamaan

dengan refleksi gelombang cahaya tersebut, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Fresnel pada masa

transisi menuju era optik fisis. Tumbukan antara gelombang

cahaya dengan antarmuka dua medium menyebabkan kecepatan fase gelombang cahaya berubah.

Luthfi

Panjang gelombang akan bertambah atau berkurang dengan frekuensi yang sama, karena sifat gelombang cahaya yang transversal (bukan longitudinal). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan lensa dan refracting telescope.Refraksi di era optik fisis dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah rambat gelombang yang tidak saja tergantung pada perubahan kecepatan, tetapi juga terjadi karena faktor-faktor lain yang disebut difraksi dan dispersi.

Luthfi

Refraksi terbagi atas 3 jenis, diantaranya :

• Refraksi ganda atau birefringence atau double refraction

• Refraksi gradien• Refraksi negatif

REFLEKSIRefleksi (atau pemantulan) adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi (medium) asalnya, setelah menumbuk antarmuka dua medium.Refleksi pada era optik geometris dijabarkan dengan hukum refleksi yaitu:Sinar insiden, sinar refleksi dan sumbu normal antarmuka ada pada satu bidang yang samaSudut yang dibentuk antara masing-masing sinar insiden dan sinar refleksi terhadap sumbu normal adalah sama besar.Jarak tempuh sinar insiden dan sinar refleksi bersifat reversible.

Eko

Refleksi spekular (en:specular reflection) dikenal pada era optika fisis sebagai refleksi yang terjadi pada antarmuka yang mengkilap yang merupakan sebab akibat dari hukum refleksi. Refleksi spekular mempunyai beberapa model antara lain model refleksi Phong dan Cook-Torance.

Refleksi difusi (en:diffused reflection) adalah perubahan arah rambat gelombang cahaya yang terjadi setelah menumbuk antarmuka granular yang tidak rata dengan hamburan cahaya kembali ke arah sisi (medium) asalnya dengan banyak sudut pantul. Refleksi difusi adalah fungsi komplemen dari refleksi spekular, diperkenalkan pertama kali oleh Johann Heinrich Lambert melalui Photometria pada tahun 1760. Hasil studi pengamatan Lambert pada intensitas cahaya refleksi terhadap antarmuka yang kusam (en:matte), kemudian disebut hukum kosinus Lambert dengan reflektansi Lambert dan antarmuka Lambert.Contoh perbedaan antara refleksi difusi dengan refleksi spekular dapat ditemui pada warna cat yang kusam dan mengkilap. Cat kusam menampakkan sifat refleksi difusi, sedangkan cat kilap menonjolkan sifat refleksi spekular. Banyak obyek kasat mata dapat terlihat karena sifat refleksi difusi ini. Hamburan cahaya dari permukaan obyek tersebut yang menjadi mekanisme utama pengamatan fisis manusia[1][2] dan fotometri.

Eko

DISPERSIDispersi cahaya adalah penguraian warna-

warna cahaya.Suatu berkas sinar putih bila melalui prisma

akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu (perhatikan

gambar)

Agusana

Penyebab dispersi cahayaDispersi cahaya terjadi karena setiap warna

cayaha memiliki panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda.

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.

Agusana

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hariPembiasan sinar bintang

Karena cahaya bintang meranbat dari ruang hampa ke atmosfer yang kerapatannya berbeda-beda, maka cahaya tersebut dibiaskan mendekati garis normal, sehingga bintang yang kita lihat tidak tepat pada posisi aslinya.

Agusana

Kayu yang bengkok dan kolam yang dangkal.

Bila kita memasukkan sebagian kayu kedalam air, maka kita melihat kayu membengkok.

Dan bila kita perhatikan dasar kolam, kolam akan tampak lebih dangkal.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Agusana

PelangiPelangi adalah hasil dari

pembiasan dan dispersi cahaya oleh titik-titik air yang ada di udara

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Agusana

FatamorganaPada siang hari yang panas terik kita sering melihat

bayangan air pada jalan. Hal ini disebabkan oleh cahaya matahari yang mengalami pemantulan sempurna karena perbedaan kerapatan udara diatas jalan.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Di sana sepertinya

ada air?

Agusana

FAKTA CAHAYA

.

FAKTA CAHAYA

Prihase

Gelombang cahaya dikelompokkan sebagai gelombang elektromagnetik. Mengapa?

Sebab mampu merambat meski tidak ada mediumnya.

Gelombang cahaya dikenal juga sebagai gelombang longitudinal. Mengapa?

Sebab memiliki arah getaran yang paralel atau searah dengan rambatan.

Gelombang cahaya juga dimasukkan ke dalam contoh gelombang transversal. Mengapa?

Sebab merupakan jenis gelombang yang memiliki arah getar dari setiap partikel dan tegak lurus bersama dengan arah perambatan gelombang itu sendiri. Prihase

Frekuensi suatu gelombang bunyi adalah 40 Hz. Jika cepat rambat gelombang bunyi di udara 320 m/s, tentukan panjang gelombang bunyi tersebut :

Pembahasan : Diketahui : f = 40 Hz V = 320 m/s Ditanyakan : Panjang gelombang ( λ ) = ......

? Jawab : λ = V/ f = 320 / 40 = 8 meter.

Elsa

Seberkas sinar mempunyai panjang gelombang 9450 Åditujukan tegak lurus pada sebuah kisi difraksi.Interferensi maksimum terjadi dengan membentuksudut 30°. Banyak goresan pada kisi tersebut setiap cmadalah…

Dik : 1 A = m Panjang gelombang (λ) = 9450 A = 9450 x m = 30˚Dit : d ?Jawab : d.sin = n.λ d(sin 30) = (1)(9450 x m) d(0,5) = (1)(9450 x m) d = d = 18900 m d = 18900 x cm

Indah W