Dokumen tersebut membahas tentang cahaya sebagai gelombang dan berbagai fenomena yang terjadi pada cahaya seperti interferensi, difraksi, polarisasi, dan dispersi cahaya."

1. CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG

2. Interferensi
cahaya
Difraksi
cahaya
Polarisasi
cahaya
Dispersi
cahaya

4. Interferensi cahaya
Adalah proses perpaduan dua gelombang yang akan
menghasilkan sebuah gelombang.

5. Syarat- Syarat Interferensi :
a. Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki
beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
b. Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama.
Jika berkas cahaya melalui S1 dan S2, maka
celah tersebut (S1 dan S2) akan berfungsi
sebagai sumber cahaya baru dan
menyebarkan sinarnya ke segala arah. Apabila
cahaya dari celah S1 dan S2 berinterferensi,
maka akan terbentuk suatu pola interferensi.
Pola interferensi tersebut dapat ditangkap
pada layar berupa pola garis terang dan gelap.
Interferensi dapat terjadi karena adanya beda
lintasan berkas cahaya dari S1 dan S2. Jika
jarak antara kedua celah (d), jauh lebih kecil
daripada jarak celah terhadap layar, l (d << l ),
maka beda lintasan pada titik sembarang P
adalah S2P – S1P = d sin θ .

6. Interferensi
Maksimum

7. jika dua gelombang tidak bertemu, dan akan saling
meniadakan maka terjadi interferensi minimum, sehingga
terbentuk pola garis gelap. Interferensi ini terjadi pada dua
gelombang yang tidak sefase. Jarak garis gelap ke-n dari pusat
terang adalah:
(n-(1/2)) λ = d.sin θ
Bilangan n menyatakan orde atau nomor gelap, yang
besarnya n = 1, 2, 3, ... . Untuk n = 1 disebut minimum orde
ke-1.
Mengingat sinθ = p / l
maka persamaan menjadi:
(n-(1/2)) λ = d. (p / l)
Interferensi
Minimum

8. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat fenomena yang
ditimbulkan oleh interferensi cahaya. Sebagai contoh timbulnya garis-
garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis minyak tanah yang
tumpah di permukaan air, warna-warni yang terlihat pada gelembung
sabun yang mendapat sinar matahari, serta timbulnya warna-warni
pada cakram padat (compact disc).
Interferensi pada
Lapisan Tipis

9. Sinar datang dengan sudut datang i pada lapisan
tipis dengan ketebalan d dan indeks bias n, sehingga
sinar mengalami pemantulan dan pembiasan
dengan sudut bias r. Dengan mempertimbangkan
kedua faktor di atas, dapat ditentukan syarat-syarat
terjadinya interferensi berikut ini.
1. Syarat terjadinya interferensi maksimum (terang)
2n.d.cos r = (m – 1/2) λ ; m = 1, 2, 3, ............ (7)
2. Syarat terjadinya interferensi minimum (gelap)
2n.d.cos r = mλ ; m = 0, 1, 2, ....................... (8)
Dari Gambar 4, sinar AB merupakan sinar monokromatik yang datang pada permukaan pelat tipis.
Sebagian sinar AB dipantulkan oleh permukaan bidang batas udara dan pelat (sinar BE) dan sebagian
lagi dibiaskan ke dalam medium pelat (sinar BC). Sinar BC dipantulkan oleh permukaan bidang batas
pelat dan udara (sinar CD). Sinar CD dipantulkan oleh permukaan atas dan sebagian lagi dibiaskan
keluar film (sinar DF). Sinar BE dan DF datang bersamaan di mata kita.

10. Cincin Newton
Cincin Newton adalah pola interferensi yang terbentuk oleh sebuah lensa
yang sedikit cembung yang diletakkan di atas sebuah keping gelas datar.
Bila cahaya monokromatik dipantulkan oleh kedua permukaan yang
berdekatan ke mata pengamat dengan sudut tertentu, titik singgung lensa
akan terlihat sebagai sebuah lingkaran gelap dikelilingi sederet cincin terang
dan gelap.

12. Pola interferensi cincin Newton ini terjadi jika cahaya dengan panjang gelombang λ, datang dari atas
dengan arah tegak lurus. Jika R adalah jari-jari kelengkungan lensa dan r adalah jari-jari kelengkungan gelap
dan terang hasil interferensi, maka akan terjadi hal-hal berikut ini.
Gambar 6. Pola Interferensi Cincin Newton terjadi jika cahaya datang dari atas dengan arah tegak lurus.
1. Interferensi maksimum (lingkaran terang), jika:
rt
2 = (n – 1/2) λ .R; n = 1, 2, 3, ...................... (9)
dengan rt adalah jari-jari lingkaran terang ke-n.
2. Interferensi minimum (lingkaran gelap), jika:
rg
2 = n. λ .R; n = 0, 1, 2, ................................ (10)
dengan rg adalah jari-jari lingkaran gelap ke-n.

13. Ketika muka gelombang bidang mengenai celah
sempit (lebar celah lebih kecil dari panjang
gelombang), maka gelombang tersebut akan
mengalami lenturan sehingga terjadi gelombang-
gelombang setengah lingkaran yang melebar di
belakang celah. Peristiwa ini dikenal dengan
difraksi.
Difraksi

14.  Pembelokan sinar
sekitar penghalang
 Panjang gelombang~
dimensi penghalang

16. Pola Difraksi
 Pola Difraksi  Pola gelap terang,
dengan intensitas terang yang akan
semakin berkurang
 Gambar di samping menunjukkan
suatu pola difraksi dari berkas sinar
yang melewati celah sempit
berbentuk lingkaran
16

17. Difraksi Fraunhofer
Berikut adalah susunan eksperimen untuk memperoleh difraksi
Fraunhofer dari suatu celah tunggal :

18. •Jarak layar cukup jauh dari sumber
•Sinar dapat dianggap parallel
Pola Difraksi Fraunhofer

20. Difraksi Fresnel
Jenis difraksi yang berasal dari sumber cahaya dan/atau
layar terletak pada jarak tertentu (dekat) dari celah.
Tinjauan teoritis dari difraksi Fresnel sangat kompleks.

21. Difraksi oleh celah berbentuk lingkaran
Terjadi di saat cahaya melewati peralatan-
peralatan yang mempunyai bentuk silinder
seperti, teleskop dan mikroskop
Pola gelap pertama terjadi pada: Lingkaran
 Sin  = 1.22l/d, dengan d adalah diameter dari
lingkaran
21

22. Pola Difraksi dari suatu sumber yang melewati celah
berbentuk lingkaran
22

23. Intensitas dari pola difraksi celah
tunggal dengan lebar a
Intensitas dari pola interferensi
dua celah yang terpisah oleh jarak
d
Intensitas dari pola difraksi dua
celah dengan lebar celah a, yang
terpisah oleh jarak d
Difraksi dari dua celah

24. Difraksi Celah Ganda
 Gambar:
a) a<l, Celah ganda
b) a>l, Celah tunggal
c) a>l, Celah ganda
24

26. Dispersi cahaya
Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya
putih (polikromatik) menjadi komponen-
komponennya karena pembiasan.
Komponen-komponen warna
yang terbentuk yaitu merah,
jingga, kuning, hijau, biru, nila,
dan ungu
Dispersi terjadi akibat adanya perbedaan
deviasi
untuk setiap panjang gelombang, yang
disebabkan oleh perbedaan kelajuan
masing-
masing gelombang pada saat melewati
medium
pembias.

27. keeeeeePembiasan Cahaya Pada Prisma
Prisma adalah benda bening (transparan)
terbuat dari gelas yang dibatasi oleh dua
bidang permukaan yang membentuk
sudut tertentu yang berfungsi
menguraikan (sebagai pembias) sinar
yang mengenainya. Permukaan ini
disebut bidang pembias, dan sudut yang
dibentuk oleh kedua bidang pembias
disebut sudut pembias (β).

28. Jika seberkas cahaya
polikromatik jatuh pada
salah satu bidang prisma
akan di uraikan (mengalami
dispersi) menjadi cahaya
monokromatik. Warna
merah memiliki panjang
gelombang terbesar,
sedangkan warna ungu
memiliki panjang gelombang
terkecil. Warna merah
memiliki indeks bias terkecil,
sedangkan warna ungu
memiliki indeks bias
terbesar.

29. • jika indes bias prima = np dan indeks bias
medium (udara) = nm berlaku rumus
• jika β ≤ 10o, maka berlaku

31. 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

32. Pelangi
Pelangi adalah hasil dari
pembiasan dan dispersi
cahaya oleh titik-titik air
yang ada di udara
Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada
kehidupan sehari-hari

34. Polarisasi merupakan proses pengkutuban atau
penyerapan/pemfilteran cahaya sehingga dihasilkan arah
gelombang cahaya yang sesuai. Sebagai gelombang
transversal, cahaya dapat mengalami polarisasi. Polarisasi
cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi
(pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi)
ganda dan hamburan.
Polarisasi

35. Pemantulan akan menghasilkan
cahaya terpolarisasi jika sinar pantul
dan sinar biasnya membentuk sudut
90o. Arah getar sinar pantul yang
terpolarisasi akan sejajar dengan
bidang pantul. Oleh karena itu sinar
pantul tegak lurus sinar bias,
berlaku ip + r = 90° atau r = 90° – ip .
Dengan demikian, berlaku pula
Dengan n2 adalah indeks
bias medium tempat cahaya
datang n1 adalah medium
tempat cahaya terbiaskan,
sedangkan ip adalah sudut
pantul yang merupakan
sudut terpolarisasi.
Polarisasi karena Refleksi

36. Persamaan di atas merupakan bentuk
matematis dari Hukum Brewste.
Gambar 1. Polarisasi karena refleksi

37. Polarisasi karena absorbsi selektif
Polarisasi jenis ini dapat terjadi
dengan bantuan kristal polaroid.
Bahan polaroid bersifat
meneruskan cahaya dengan arah
getar tertentu dan menyerap
cahaya dengan arah getar yang
lain. Cahaya yang diteruskan
adalah cahaya yang arah
getarnya sejajar dengan sumbu
polarisasi polaroid.
Gambar 2. Skema polarisasi selektif menggunakan filter
polaroid. Hanya cahaya dengan orientasi sejajar sumbu
polarisasi polaroid yang diteruskan.

38. Gambar 3. Dua buah polaroid, polaroid
pertama disebut polarisator dan polaroid
kedua disebut analisator dengan sumbu
transmisi membentuk sudut θ
Seberkas cahaya alami menuju ke
polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi
secara vertikal yaitu hanya komponen
medan listrik E yang sejajar sumbu
transmisi. Selanjutnya cahaya
terpolarisasi menuju analisator. Di
analisator, semua komponen E yang
tegak lurus sumbu transmisi analisator
diserap, hanya komponen E yang sejajar
sumbu analisator diteruskan. Sehingga
kuat medan listrik yang diteruskan
analisator menjadi:
E2 = E cos θ
Jika cahaya alami tidak terpolarisasi yang
jatuh pada polaroid pertama (polarisator)
memiliki intensitas I0, maka cahaya
terpolarisasi yang melewati polarisator
adalah:
I1 = ½ I0
Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian
menuju analisator dan akan keluar
dengan intensitas menjadi:
I2 = I1 cos2θ = ½ I0 cos2θ

39. Polarisasi karena pembiasan ganda
Gambar 4. Skema
polarisasi akibat
pembiasan ganda.
Jika berkas kaca dilewatkan pada kaca, kelajuan
cahaya yang keluar akan sama ke segala arah.
Hal ini karena kaca bersifat homogen, indeks
biasnya hanya memiliki satu nilai. Namun, pada
bahan-bahan kristal tertentu misalnya kalsit dan
kuarsa, kelajuan cahaya di dalamnya tidak
seragam karena bahan-bahan itu memiliki dua
nilai indeks bias (birefringence).
Cahaya yang
melalui bahan dengan indeks bias
ganda akan mengalami pembiasan
dalam dua arah yang berbeda.
Sebagian berkas akan memenuhi
hukum Snellius (disebut berkas sinar
biasa), sedangkan sebagian yang lain
tidak memenuhi hukum Snellius
(disebut berkas sinar istimewa).

40. Polarisasi karena hamburan
Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium,
partikel-partikel medium akan menyerap dan
memancarkan kembali sebagian cahaya itu.
Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh
partikel-partikel medium ini dikenal sebagai
fenomena hamburan.
Pada peristiwa hamburan,
cahaya yang panjang gelombangnya lebih
pendek cenderung mengalami hamburan
dengan intensitas yang besar. Hamburan ini
dapat diamati pada warna biru yang ada di
langit kita.

41. Sebelum sampai ke bumi, cahaya
matahari telah melalui partikel-
partikel udara di atmosfer
sehingga mengalami hamburan
oleh partikel-partikel di atmosfer
itu. Oleh karena cahaya biru
memiliki panjang gelombang
lebih pendek daripada cahaya
merah, maka cahaya itulah yang
lebih banyak dihamburkan dan
warna itulah yang sampai ke
mata kita.
Gambar 5. Warna biru langit akibat
fenomena polarisasi karena
hamburan