ELIPS LINEAR
Page 1
POLARISASI
Page 2
Page 3
Dalam kasus gel. EM, gangguan lokal tersebut merupakan variasi medan vektor yang bersangkutan, E (x,t) dan B (x,t) berupa simpangan. Simpangan gelombang lintang adalah besaran vektor. Disamping mempunyai frekuensi, fase, dan arah gelombang, juga arah simpangan dan besar simpangan. Arah vektor simpangan disebut arah pengutuban (polarisasi) dan bidang yang memuat arah pengutuban dan vektor rambat disebut : bidang pengutuban. Pengertian polarisasi hanya diperlukan pada gelombang yang berkaitan dengan osilasi dua atau tiga dimensi Page 4
Terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya memiliki satu arah getar saja
Hanya dialami oleh gelombang transversal Terpolarisasinya cahaya/gelombang elektromagnetik dapat disebabkan oleh : 1. Peristiwa pemantulan 2. Peristiwa pembiasan dan pemantulan 3. Peristiwa bias kembar 4. Peristiwa absorbsi selektif 5. Peristiwa hamburan Page 5
Terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya memiliki satu arah getar saja Hanya dialami oleh gelombang transversal
Sinar alami
polarisator
Sinar terpolarisasi atau
Page 6
akibat pembiasan dan pemantulan Cahaya pantul terpolarisasi sempurna jika sudut datang i mengakibatkan sudut bias rb dgn sudut pantul rp saling tegak lurus Sudut datang ini disebut sudut polarisai atau sudut Brewster i rp dan rp rb 90 o i
rp
n1 n2
90o
rb
rb 90 o rp sin i n2 Hukum Snellius : sin rb n1 sin rp n2 o sin 90 rp n1 sin rp
n2 cos rp n1
n2 tan rp n1 Hukum Bwester
Page 7
Akibat absorpsi (cara lebih umum) Menyerap semua gelombang yang tak diinginkan dan meloloskan gelombang yang arah getar medan listriknya tertentu
Io
Polarisator
I1
1 Io 2
Analisator
1 I 2 I 0 cos 2 2 Rumus Malus
E Ey Ex
Jika sumbu transisi polarisator dan analisator
Vektor medan E membentuk sudut dengan sumbu transisi sehingga E terdiri dari komponen Ex dan Ey Komponen Ex diserap oleh polaroid dan Ey diteruskan
E y E cos karena I y E y 2
I 2 I1 cos 2
I y Eo cos 2
sejajar tegak lurus
Sinar terang Sinar redup
Perputaran arah polarisator dapat dilakukan dengan melewatkan sinar terpolarisasi melalui suatu zat (larutan gula, kristal kwarsa) yang disebut zat optik aktif Cahaya terpolarisasi
L
Polarisator
Analisator Berisi zat optik aktif
Besarnya sudut perubahan arah polarisasi cahaya ( ) tergantung kepada : 1. Panjang larutan (L) 2. Konsentrasi larutan (C) 3. Sudut putar jenis larutan (
)
CL Page 9
Dari analisis vektor (TUGAS) kita ketahui bersama bahwa medan elektrik dan medan magnet saling tegak lurus, sefase, dan membentuk sistem salib sumbu putar kanan . Dengan memakai hubungan indeks bias diperoleh hubungan antara besar medan elektrik dan medan magnet : .............(1)
Page 10
Nisbah gaya elektrik dan gaya magnetik di dalam gelombang elektromagnetik yang disebabkan oleh medan elektrik dan medan magnet adalah :
Dengan menggunakan hubungan persamaan 1, maka diperoleh :
Page 11
Untuk partikel bermuatan yang bergerak di udara dengan laju yang sama dengan laju bunyi, V = 335 m/s maka gaya pada partikel bermuatan oleh medan elektrik dari gelombang cahaya adalah 8,9.105 kali lebih besar dari pada gaya medan magnetnya. Angka ini menunjukkan bahwa hanya bila pada laju relativistik, interaksi oleh kedua medan setara, bila tidak, maka hanya gaya elektrik yang berperan terhadap gerak partikel bermuatan. Karena itulah dalam optika hanya dibicarakan gelombang medan elektrik. Page 12
Notasi vektor biasa dipakai untuk menyajikan pengutuban gelombang cahaya. Untuk mendapatkan gambaran kelakuan vektor medan elektrik saat cahaya merambat suatu gambaran geometris diperlukan. Konstruksi geometris ini disebut gambar Lissajous, memberikan lintasan ujung vektor medan elektrik. Jenis-jenis pengutuban adalah: pengutuban linear, pengutuban ellips, pengutuban melingkar. Page 13
Pengutuban Elips • Diandaikan gelombang rata merambat pada arah-z • Arah pengutuban pada bidang (x, y) adalah arah medan elektrik • Dalam notasi bilangan kompleks, gelombang rata disajikan :
• Gelombang tersebut dapat dituliskan dalam komponen x dan y dari Eo :
Page 14
Komponen medan elektrik (bagian real) dibagi nilai maksimumnya sehingga kita mendapatkan dua vektor satuan yang berubah secara sinus :
dimana cos (a ) = cos a cos sin a. sin Bila vektor-vektor satuan dijumlahkan akan menghasilkan himpunan gambar yang disebut Gambar Lissajous yang merupakan jumlahan komponen X dan komponen Y yang membentuk. Page 15
Page 16
Dari Gambar 2.3 (Guenter) didapatkan : • frekuensi sama : (t - kz) • beda fase : = 2 - 1 = - π/2 • ujung medan elektrik merunut elips dengan sumbusumbu sejajar sumbu koordinat. • Untuk menentukan arah rotasi vektor, diambil nilai :
Page 17
Lanjutan Pengutuban ellips : • Arah putar : kebalikan jarum jam • Persamaan gambar Lissajous adalah :
2
• Tabel Vektor medan E yang berputer
Page 18
Pengutuban Linear Apabila = 0 atau , elips menyusut menjadi garis lurus, dan persamaan (2) menjadi :
kemiringan garis diberikan sebagai
Cahaya terkutub linear, bila memenuhi persamaan :
Page 19
Fig. 5.1 (a) The plane of oscillation of a polarized electromagnetic wave. (b) To represent the ploarization, we view the plane of oscillation “head-on” and indicate the amplitude of the oscillating electric field. Page 20
Pengutuban Melingkar Jika Eox = Eoy = E dan
Maka persamaan elips menjadi bentuk persamaan lingkaran : .
Pengutubanya disebut : Pengutuban melingkar Page 21
Lanjutan pengutuban melingkar : • Medan elektrik disajikan :
• Jika :
Page 22
RightCircular Light
Page 23
Soal-soal latihan : 1. Pengutuban (polarisasi) apakah yang mengikuti gelombang berikut :
E E0 i cos(t kz) j cos(t kz 8 )
2. SOAL-SOAL GUENTER NO : a. 2.1 b. 2.3. c. 2.6
Page 24
Page 25
