Daftar isi
KATA PENGANTAR 1
BAB I 2
PENDAHULUAN 2
1.1.LatarBelakang 2
1.2.Tujuan 2
1.3.Alat dan Bahan 3
BAB II 4
KAJIAN PUSTAKA 4
2.1. pengertian polarisasi cahaya 4
2.2.Jenis-Jenis Polarisasi Cahaya 6
BAB III 8
METODE PENELITIAN 8
3.1. Jenis Penelitian 8
3.2. Waktu dan Tempat 8
3.3. Prosedur Kerja 8
BAB IV 10
HASIL DAN PEMBAHASAN 10
4.1. Hasil Pengamatan 10
Untuk ɵ1 = 45o 11
Untuk ɵ1 = 225o 11
4.2. Analisa data 11
4.3. Pembahasan 13
BAB V 18
PENUTUP 18
5.1. Kesimpulan 18
5.2. Saran 18
DAFTAR PUSTAKA 19
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah membrikan Berkat dan AnugerahNya bagi kami sehingga kami dapat menyelesaikan penusunan Laporan Praktikum Difraksi Gelombang Cahaya ini.
Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam laporan praktikum ini. Oleh Karena itu kami sangat berterima kasih apabila ada kritik atau saran yang membangun untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dan nantinya dapat bermanfaat bagi penyusun serta kalangan pembaca pada umumnya.
Palu, 25 oktober 2016
Suci fathul ismi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.LatarBelakang
Polarisasi cahaya adalah pembatasan atau pengutuban arah getaran gelombang transversal menjadi satu arah getar tertentu. Difraksi gelombang ini mempunyai pola pola yang berbeda-beda misalnya Polarisasi Lingkaran , untuk beda fasenya : π/2 ,3π/2 , atau kelipatan ganjil dari π/2 , getaran yang dihasilkan akan berupa lingkaran. Gelombang dengan polarisasi melingkar dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi linier polarisasi linear terjadi ketika cahaya merambat hanya dengan satu arah yang tegak lurus terhadap arah rambatan atau bidang medan listriknya.Untuk selisih fasenya : 0 , π , 2π, 3π , atau setiap kelipatan bulat dari π , getaran yang dihasilkan akan linier . Polarisasi ellips Untuk semua selisih fasa lainnya, getaran yang dihasilkan akan berupa ellips. Gelombang dengan polarisasi ellips dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Ketiga polarisasi ini juga bisa terjadi akibat 2 buah gelombang cahaya yang orientasi arah medan listriknya berbeda bergabung menjadi satu. Jika orientasi arah medan listriknya sama maka akan terjadi superposisi (interferensi atau difraksi). Oleh karena untuk membuktikan hal ini maka kami kelompok 1 melakukan percobaan ini yang berjudul polarisasi cahaya dengan menggunakan peralatan pasco scientific.
1.2.Tujuan
1. Menentukan Sudut antara dua polarisasi.
2. Menentukan sudut antara tiga polarisasi
1.3.Alat dan Bahan
Red Dioda Laser
Rotary motion sensor
Polarization analizer
High SensitivityLight Sensor
Aparature Brucket
Interface 750
Capstone Software Pasco
Bangku Optik 110 cm
Laptop
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1. pengertian polarisasi cahaya
Polarisasi adalah proses pembatasan gelombang vektor yang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Efek polarisasi hanya dialami oleh gelombang transversal. Cahaya juga dapat mengalami polarisasi menunjukan bahwa cahaya termasuk gelombang transversal.
Polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang. 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 melewatizcelahztersebut. Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu:
1. Polarisasi karena Pemantulan
Berkas sinar alami (sinar yang belum terpolarisasi) dijatuhkan dari medium udara, ke medium kaca (cermin datar). Dengan sudut datang i = 57o, maka sinar yang dipantulkan sudah terpolarisasi, seperti pada gambar berikut:
2. Polarisasi karena Pemantulan dan Pembiasan
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
Jadi, diperoleh persamaan
Keterangan :
n2 : indeks bias medium tempat cahaya datang
n1 : medium tempat cahaya terbiaskan
Ip : sudut pantul yang merupakan sudut terpolarisasi.
Persamaan diatas merupakan bentuk matematis dari Hukum Brewster.
3. Polarisasi karena Penyerapan Selektif
Polarisasi yang diperoleh dengan memasang dua buah polaroid, yaitu polarisator dan analisator. Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi linier dari cahaya alami
yang tak terpolarisasi. Analisator berfungsi untuk mengubah arah polarisasi dan mengatur besar intensitas cahaya yang akan diteruskan ke pengamat.
Suatu cahaya tak terpolarisasi datang pada lembar polaroid pertama disebut polarisator, dengan sumbu polarisasi ditunjukkan oleh garis-garis pada polarisator. Kemudian dilewatkan pada polaroid kedua yang disebut analisator. Jika kuat medan listrik cahaya terpolarisasi vertikal sebelum analisator adalah E, maka kuat medan listrik cahaya terpolarisasi yang keluar dari analisator adalah E cos q
Maka intensitas sinar yang diteruskan oleh polarisator I1, haruslah memiliki I (Intensitas), dimana :
I1 = ½ I0 I0 = 12
dengan I0 adalah intensitas cahaya mula-mula (cahaya yang tidak Terpolarisasi). Cahaya dengan Intensitas (I1) kemudian datang pada analisator dan cahaya yang keluar dari analisator akan memiliki intensitas cahaya (I2). Menurut hukum Malus, hubungan antara I2 dan I1 dapat sinyatakan oleh
I2 = I1 cos2 q atau I2 = ½ I0 cos2 q
dengan q sebagai sudut antara sumbu polarisasi dan sumbu analisator.
4. Polarisasi karena Pembiasan ganda (bias ganda)
Polarisasi karena bias kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal kalsit.
1. berkas sinar biasa (ordinary)
2. berkas sinar luar biasa (extraordinary)
Ketika berkas cahaya yang tidak terpolarisasi memasuki bahan bias kembar, cahaya itu akan terpisah menjdi 2 cahaya yang terpolarisasi.
Sinar 1 = Sinar istimewa
Tidak memenuhi hukum snellius (hukum pembiasan) dan cahaya ini adalah cahaya yang terpolarisasi sempurna.
Sinar 2 = Sinar biasa
Memenuhi hukum Snellius dan cahaya terpolarisasi sebagian .
Polarisasi karena Hamburan
Jika cahaya datang pada suatu sistem (misal. gas), maka elektron-elektron dalam partikel dapat menyerap dan memancarkan kembali sebagian dari cahaya. Penyerapan dan pemantulan kembali ini disebut sebagai hamburan. Hamburan inilah yang menyebabkan cahaya matahari mengenai pengamat di bumi terpolarisasi sebagian. Hamburan jugalah yang menyebabkan langit tampak biru. Berdasarkan analisis tentanghamburan, untuk intesitas cahaya tertentu, intensitas cahaya yang dihamburkan bertambah dengan bertambahnya frekuensi. Karena cahaya biru mempunyai frekuensi yang lebih tinggi dari pada cahaya merah, maka cahaya biru dihamburkan lebih banyak dari cahaya merah.
2.2.Jenis-Jenis Polarisasi Cahaya
1. Polarisasi Lingkaran
Untuk beda fasenya : π/2 ,3π/2 , atau kelipatan ganjil dari π/2 , getaran yang dihasilkan akan berupa lingkaran. Gelombang dengan polarisasi melingkar dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus.
2. Polarisasi linier
Polarisasi linear terjadi ketika cahaya merambat hanya dengan satu arah yang tegak lurus terhadap arah rambatan atau bidang medan listriknya.Untuk selisih fasenya : 0 , π , 2π, 3π , atau setiap kelipatan bulat dari π , getaran yang dihasilkan akan linier .
3. Polarisasi ellips
Untuk semua selisih fasa lainnya, getaran yang dihasilkan akan berupa ellips. Gelombang
dengan polarisasi ellips dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus.
Ketiga polarisasi ini juga bisa terjadi akibat 2 buah gelombang cahaya yang orientasi arah medan listriknya berbeda bergabung menjadi satu. Jika orientasi arah medan listriknya sama maka akan terjadi superposisi (interferensi atau difraksi).
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan adalah jenis penelitian eksperimen murni, yaitu penelitian yang semua variable - variable dalam penelitian dapat dikontrol sepenuhnya.
3.2. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada Sabtu, 25 oktober 2016 bertempat di Laboratorium Gelombang dan Optik, yang berlokasi di Laboratorium Fisika, Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Tadulako, Palu.
3.3. Prosedur Kerja
Menyiapkan alat dan bahan terlebih dahulu.
Merangkai alat dan bahan seperti pada gambar dibawah ini:
Gambar4: RangkaianKomponenPeralatan
Menghidupkan High Sensitivity Light Sensor.
Menagtur posisi polarisator pada kedudukan 45o (sebagai ɵ1)
Mengklik tombol Recordpada layar monitor, kemudian memutar analisator (ɵ2) pada bagian atas, agar cahaya tidak terhalang oleh tangan dengan kedudukan 30o
Mencatat besar nilai presentase intensitas cahaya yang tertera pada layar monitor.
Memutar kembali analisator pada bagian atas, agar cahaya tidak terhalang oleh tangan dengan kedudukan 60o
Mengulangi langkah 6-7 untuk sudut 90o,120o, 150o,180o, 210o, 240o, 270o, 300o, 330o.
Mengulangi langkah 4-8 untuk polarisator pada kedudukan 225o(sebagai ɵ1
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
No
ɵ2
ɵ1
450
2250
1 (%)
1(%)ɵ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
101,3
101,0
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
101,0
101,3
101,3
101,3
101,3
101,0
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
101,3
Nst busur derajat = 10
Grafik hubungan intensitas cahaya (I)dengan posisi sudut(ɵ)
Untuk ɵ1 = 45o
Untuk ɵ1 = 225o
4.2. Analisa data
Pada percobaan ini praktikan mencari besarnya intensitas cahaya polarisasi yang diperoleh dengan menentukan besar sudut pada polarisator dan analisator.
I0 : (Lihat pada tabel intensitas cahaya I yang diperoleh dari percobaan
menggunakan pasco pada masing-masing ɵ baik pada ɵ1 maupun ɵ2)
I1= 12Io
I2= I1cos2 θ
=12I0cos2 θ
Untuk θ= θ1-θ2
Untuk θ1= 45°
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(15o) ) = 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0%( cos2(-15o) ) = 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-45o) ) = 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-75o) ) = 3,39%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-105o) )= 3,39%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-135o) )= 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-165o) )= 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(-195o) )= 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-225o) )= 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(-255o) )= 3,38%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-285o) )= 3,39%
Untuk θ1= 225°
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(195o) )= 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(165o) )= 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(135o) )= 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(105o) )= 3,39%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(75o) )= 3,39%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(45o) ) = 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(15o) ) = 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-15o) )= 47,26%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,3% ( cos2(-45o) )= 25,33%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(-75o) ) = 3,39%
I2 = ½ I0 cos2 θ = ½ 101,0% ( cos2(-105o) ) = 3,39%
4.3. Pembahasan
Polarisasi adalah proses pembatasan gelombang vektor yang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Efek polarisasi hanya dialami oleh gelombang transversal. Cahaya juga dapat mengalami polarisasi menunjukan bahwa cahaya termasuk gelombang transversal. Polarisasi cahaya adalah pembatasan atau penyerap arah getaran gelombang transversal menjadi satu arah getar tertentu. Polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang. 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 melewatizcelahztersebut
Tujuan dari Percobaan ini yaitu menentukan Sudut antara dua polarisasi dan menentukan sudut antara tiga polarisasi. Untuk alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah polarization Analyzer OS-8533, Basic optics Bench (60 cm) OS-8541, aperture Bracket OS-8534, Red Diode Laser OS-8525A, Sensor Cahaya Sensitivitas Tinggi PS-2176, Sensor Gerak PS-2120, PASPORT Intertface dan Data Studio Softwere.
Prosedur kerja yang dilakukan dalam percobaan ini yaitu Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada percobaan Kemudian merangkai alat dan yang disiapkan oleh asisten pada seperti pada diprosedur kerja Setelah itu menghidupkan High Sensitivity Light Sensor, tak lupa mengatur posisi polarisator pada kedudukan 45o (sebagai ɵ1),mengklik tombol Recordpada layar monitor, kemudian memutar analisator (ɵ2) pada bagian atas, agar cahaya tidak terhalang oleh tangan dengan kedudukan 30o, kemudian mencatat besar nilai presentase intensitas cahaya yang tertera pada layar monitor, setelah itu memutar kembali analisator pada bagian atas, agar cahaya tidak terhalang oleh tangan dengan kedudukan 60o. Mengulangi langkah sebelumnya untuk sudut 90o, 120o, 150o,180o, 210o,240o, 270o, 300o dan 330o untuk yang terakhir mengulangi prosedur kerja untuk polarisator pada kedudukan 225o(sebagai ɵ1)
Polarisasi dengan penyerapan selektif diperoleh dengan memasang dua buah polaroid, yaitu Polarisator dan Analisator. Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi, sedangkan Analisator untuk mengetahui apakah cahaya sudah terpolarisasi atau belum. Peristiwa polarisasi ini disebut polarisasi karena absorbsi selektif..
Berdasarkan percobaan bahwa seberkas cahaya alami menuju ke polarisator. Di sini cahaya dipolarisasikan 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.
Pada percobaan ini sinar laser dilewatkan pada sebuah polalisator dengan intensitas I0, pada polarisator ideal intensitas cahaya yang dilewatkan adalah 50% atau 0,5. Akan tetapi, jika cahaya dilewatkan pada polalisator dan analisator yang dipasang bersilangan, tidak ada intensitas cahaya yang melewati analisator. Secara umum, intensitas yang dilewati analisator adalah sebesar I2 .Dengan I2 adalah intensitas cahaya yang lewat analisator.I0 adalah intensitas awal sebelum masuk polalisator dan θ adalah sudut antara arah polarisasi polalisator dan arah polarisasi analisator. Jika keduanya sejajar, maka θ=0o dan jika keduanya saling bersilangan, maka θ=90°.
Penerapan polarisasi cahaya banyak kita jumpai pada kehidupan sehari-hari diantaranya, yaitu:
Kaca mobil
Kaca mobil pada umumnya berwarna hitam, biru atau hijau tua. Kaca itu sudah diberi lembaran plastik polaroid, sehingga sinar matahari yang keluar dari kaca tersebut sudah terpolarisasi dan intensitasnya sudah mengecil
Kacamata ryben
Kacamata ryben adalah kacamata yang digunakan saat terik matahari seperti di pantai atau sedang naik sepeda motor. Tujuannya supaya sinar yang keluar dari kaca ryben sudah terpolarisasi dan intensitas cahaya mengecil tidak menyebabkan silau
Film 3 dimensi
Film ini dibuat dengan menggunakan dua buah kamera atau kamera khusus dengan dua lensa. Di dalam gedung bioskop, kedua film diproyeksikan pada layar secara simultan. Sebuah filter polarisasi yang diletakkan di depan lensa proyektor sebelah kiri akan meneruskan gelombang cahaya dari gambar pada suatu arah getar tertentu. Bersamaan dengan itu filter lain dibagian kanan akan meneruskan gelombang cahaya tegak lurus arah getar yang dihasilkan oleh filter pertama. Penonton mengenakan kacamata khusus yang berfungsi sebagai filter. Filter ini akan menyebabkan kesan gambar yang diterima oleh mata kiri dan kanan akan berbeda. Sehingga menyebabkan kesan gambar tiga dimensi akan terasa
Sacharimeter
Sacharimeter adalah polarimeter yang khusus untuk menentukan konsentrasi larutan gula
LCD(liquid Crystal Display)
Salah satu penerapan penting dari proses polarisasi adalah liquid krystal display. LCD digunakan dalam berbagai tampilan mulai dari jam digital, layar kalkulator hingga layar televisi
Langit berwarna biru
Fenomena menarik dari peristiwa polarisasi hamburan adalah langit yang berwarna biru. Penomena ini terjadi karena kuantitas cahaya yang dihamburkan bergantung pada panjang gelombang cahaya tersebut. Semakin besar panjang panjang gelombang cahaya maka semakin sedikit cahaya yang dihamburkan oleh molekul udara. Cahaya merah dan jingga daripada cahaya biru dan ungu sehingga cahaya merah dan jingga dihamburkan lebih sedikit daripada cahaya biru dan ungu. Itulah sebabnya mengapa langit tampak biru
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Pada pembahasan sebelumnya telah disebutkan bahwa cahaya termasuk gelombang transversal. Hal ini dibuktikan oleh peristiwa polarisasi cahaya. Polarisasi cahaya adalah pembatasan atau pengutuban dua arah getar menjadi satu arah getar.
Intensitas sinar yang diteruskan oleh analisator I, dapat dinyatakan sebagai berikut:
I = Io Cos2 ɵ
Dari persamaan Hukum Malus tersebut dapat disimpulkan bahwa:
Intensitas cahaya yang diteruskan maksimum jika kedua sumbu polarisasi sejajar (ɵ = 0o atau ɵ = 180o)
Intensitas cahaya yang diteruskan = 0 (diserap seluruhnya oleh analistor) jika kedua sumbu polarisasi tegak lurus satu sama lain.
5.2. Saran
Sebaiknya dalam melakukan percobaan atau praktikum disesuaikan dengan materi perkuliahan, karena fakta dalam lapangan lain materi yang disampaikan oleh dosen lain pula yang dipraktekkan. Sehingga mahasiswa kurang mengetahui tentang materi yang dipraktekkan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2013). PolarisasiCahaya,[Online]
Tersedia:https://fisikamemangasik.com/polarisasi-cahayamateri/. [15 oktober 2016].
Anonim. (2015). Polarisasi Cahaya ,[Online]. Tersedia: http://fisikon-.web.id/ kpolarisasi-cahaya/. [15 oktober 2016]
Anonim. (2015). Penerapan Polarisasi Cahaya ,[Online]. Tersedia: http://www.nulis-ilmu.com /2015 /06/ penerapan-polarisasi-cahaya.html. [15 oktober 2016]
Firmansyah, Ifhan. (2012). Jenis-jenis Polarisasi Cahaya,[Online]. Tersedia: http://duniafisika.blogspot.co.id/2012 /05/ penerapan-polarisasi-cahaya.html. [15 oktober 2016]
Tim Penyusun. 2016. Penuntun Praktikum Gelombang dan Optik. Palu :
Laboratorium Fisika, UniversitasTadulako.
