PERCOBAAN POLARISASI CAHAYA
A. TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat memahami keberadaan bidang polarisasi dari pengamatan perilaku cahaya yang melewati dua buah buah filter polarisasi. B. DASAR TEORI Polarisasi merupakan proses pembatasan getaran vektor yang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal saja dan tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal. Suatu gelombang transversal mempunyai arah rambat yang tegak lurus dengan bidang rambatnya. Apabila suatu gelombang memiliki sifat bahwa gerak medium dalam bidang tegak lurus arah rambat pada suatu garis lurus, dikatakan bahwa gelombang ini terpolarisasi linear. Sebuah gelombang tali mengalami polarisasi setelah dilewatkan pada celah yang sempit. Arah bidang getar gelombang tali terpolarisasi adalah searah dengan celah. (Krane, 1992: 334-335) Polarisasi cahaya yang dipantulkan oleh permukaan transparan akan maksimum bila sinar pantul tegak lurus terhadap sinar bias. Sudut Sudut datang dan sudut pantul pada saat polarisasi maksimum disebut sudut Brewster atau sudut s udut polarisasi (iP). Berdasarkan Berdasa rkan hukum Malus, intensitas polarisasi dapat digambarkan sebagai berikut:
Cahaya merupakan salah satu dari gelombang elektromagnetik yang berosilasi secara transversal yang merupakan salah satu sifat unik yang dimiliki oleh cahaya tersebut dan tidak dimiliki oleh gelombang pada umumnya, umumnya, maka dalam cahaya akan terjadi gejala difraksi serta interferensi didalamnya. Seperti yang telah tel ah diketahui bahwa difraksi merupakan suatu gejala penyebaran arah yang dialami dialami oleh seberkas gelombang pada saat melewati celah sempit dibandingkan dengan ukuran panjang gelombangnya. Inteferensi merupakan akibat bersama yang ditimbulkan
oleh beberapa gelombang
cahaya, yang diperoleh dengan cara
menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut. (Soedojo, 1992: 78) Polarisasi cahaya dibedakan atas tiga macam diantaranya adalah, cahaya dikatakan mempunyai polarisasi linier apabila medan listriknya berosilasi (bergetar) pada suatu garis
1
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
lurus. Jika ujung vektor medan listriknya listr iknya bergerak pada suatu elips, maka cahayanya dikatakan terpolarisasi eliptik. Jika ujung vektor medan listriknya listri knya bergerak pada suatu lingkaran, maka cahayanya dikatakan Cancel terpolarisasi Downloadlingkaran. And Print (Sutrisno, 1984: 114-115) Polaroid adalah device (peralatan) yang mempunyai sifat mirip dengan kawat sejajar untuk gelombang mikro. Device ini memiliki semacam lubang garis memanjang yang memiliki kelebaran cukup kecil. Komponen medan me dan listrik disepanjang lubang diserap, dan komponen arah tegak lurus lubang diteruskan dengan redaman sangat kecil. Jadi polaroid memiliki sumbu dalam bidangnya, jika medan listrik gelombang cahaya sejajar dengan sumbu ini, maka cahaya diteruskan dengan redaman sangat kecil. Dengan menggunakan dua buah polaroid, cahaya keluaran akan lebih smooth. Polaroid pertama berfungsi untuk menciptakan cahaya menjadi terpolarisasi linier, sehingga sering disebut dengan plarisator. Polaroid kedua digunakan untuk menganalisa arah atau macam polarisasi yang dihasilkanoleh polaroid pertama, sehingga disebut analisator. (Bahrudin, 2006: 237) Dalam hukum Malus, suatu polarisasi yang sempurna akan menghasilkan 50% intensitas cahaya tak terpolarisasi yang datang. Dianggap bahwa tidak ada cahaya yang hilang oleh pantulan – pantulan – pantulan dan rantai- rantai hidrokarbon didalamnya benar-benar sejajar. Anggaplah bahwa komponen polarisasi yang tidak diinginkan seluruhnya dapat diserap, sedangkan komponen polarisasi yang diinginkan seluruhnya diteruskan. Jika suatu cahaya terpolarisasi linier dijatuhkan tegak lurus terhadap polaroid, sedang arah polarisasi membuat sudut θ dengan sumbu mudah polaroid, maka amplitudo yang diteruskan dadalah sebesar seb esar proyaksi medan listrik li strik pada sumbu s umbu mudah. Akibatnya intensitas cahaya yang diteruskan menjadi :
Persamaan tersabut diatas dikenal dengan persamaan hukum Malus (Sutrisno, 1984: 119). Bias ganda merupakan sifat yang dimiliki beberapa Kristal tertentu (terutama kalsit) untuk membentuk dua sinar bias dari suatu sinar datang tunggal. Sinar bias (ordinary ray) mengikuti hukum-hukum pembiasan normal. Sinar bias lain, yang dinamakan sinar luar biasa (extraordinary ray), ra y), mengikuti hukum yang berbeda. Kedua sinar tersebut bergerak dengan kelajuan yang sama, di mana cahaya sinar biasa terpolarisasi tegak lurus terhadap cahaya sinar luar biasa. Cahaya yang terpolarisasi bidang bisa diperoleh dari cahaya yang tidak terpolarisasi dengan menggunakan bahan bias ganda yang disebut polaroid. Polaroid terdiri atas at as
2
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
molekul panjang yang rumit yang tersusun paralel satu sama lain. Jika satu berkas cahaya terpolarisasi bidang bidang jatuh pada polaroid yang sumbunya membentuk sudut θ terhadap arah polarisasi datang, amplitudonya Cancel akan diperkecil sebesar Download And cos Printθ . Karena intensitas berkas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo, maka intensitas terpolarisasi bidang yang ditransmisikan oleh alat polarisasi adalah:
dengan Io adalah intensitas datang. Alat polarisasi menganalisis untuk menentukan apakah cahaya terpolarisasi dan untuk menentukan bidang polarisasi adalah polaroid. Cahaya yang tidak terpolarisasi terdiri atas cahaya dengan arah polarisasi (vektor medan listrik) yang acak, yang masingmasing arah polarisasinya diuraikan menjadi komponen yang saling tegak lurus. Ketika cahaya yang tidak terpolarisasi melewati alat polarisasi, satu dari komponen-komponennya dihilangkan. Jadi, intensitas cahaya yang lewat akan diperkecil setengahnya karena setengah dari cahaya tersebut dihilangkan.
3
Print document C.
In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it. ALAT PERCOBAAN
Alat-alat percobaan yang Cancel digunakan yaitu : Download And Print 1. 1 buah kotak cahaya
8. 4 buah tumpakan penjepit
2. 1 buah pemegang kotak cahaya
9. 1 buah lensa f = + 100 mm,
3. 2 buah rel presisi
bertangkai
4. 2 buah kaki rel
10. 1 buah lensa f = + 50 mm,
5. 1 buah penyambung rel
bertangkai
6. 2 buah filter polarisasi
11. 2 buah catu daya
7. 1 buah layar putih
12. 2 buah kabel penghubung
D. LANGKAH KERJA 1. Menyalakan catu daya 2. Meletakkan layar di ujung rel presisi, dan lensa f = 50 mm kira-kira 5 cm di depan sumber cahaya. 3. Meletakkan filter polarisasi yang pertama (polarisator) di belakang lensa f = +50 mm di lubang yang kedua pada tumpakan berpenjepit. 4. Meletakkan filter polarisasi yang kedua (analisator) di depan lensa f = +100 mm pada lubang pertama tumpakan berpenjepit. 5. Mengatur kedua filter polarisasi sedemikian, sehingga keduanya pada arah yang sama (mempunyai skala yang sama). 6. Sambil mengamati cahaya, memutar analisator 360 perlahan-lahan searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. 7. Menjelaskan sinar yang tampak pada layar ketika filter di putar dan menuliskannya di data hasil pengamatan. 8. Mencari sudut putar analisator terhadap polisator ketika caha ya yang tampak pada layar menjadi minimum dan maksimum. 9. Mematikan catu daya.
4
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
Berikut ini adalah gambar skema percobaan :
Cancel
Download And Print
E. DATA PENGAMATAN Sudut Rotasi
Cahaya pada Layar
Sama seperti pada sudut
0°
Sangat terang
-
45°
Sedikit lebih redup dari 0°
-
90°
Sedikit lebih redup dari 45°
-
135°
Sedikit lebih redup dari 90°
-
180°
Sangat terang
0°
270°
Redup
90°
360°
Sangat terang
0°, 180°
Keterangan :
Pada sudut 0°, 180°, dan 360° terjadi terang maksimum.
Pada sudut 135° terjadi terang minimum.
5
Print document F.
In order to print this document from Scribd, you'll need to download it. ANALISIS DATA first DAN PEMBAHASAN
Dalam percobaan ini, dilakukan terhadap bidang polarisasi. Pertama kami Cancel pengamatan Download And Print memutar analisator sebesar 0°, cahaya caha ya yang tampak pada layar sangat terang. Setelah itu kami memutar sudut analisator sebesar 45°, cahayanya c ahayanya sedikit lebih redup dari cahaya yang tampak pada 0°. Pada waktu analisator diputar sebesar 90° , cahaya yang tampak juga lebih redup, bahkan lebih redup dari cahaya yang tampak pada 45°. Kemudian kami lanjutkan dengan memutar analisator sebesar 135°, cahaya yang tampak pada layar juga lebih redup dari analisator sebelumnya yang diputar pada sudut 90°. Pada waktu analisator di putar dengan sudut sebesar 180°, cahaya yang tampak pada layar putih sama terangnya dengan cahaya yang tampak pada pada sudut 0°. Dilanjutkan dengan memutar analisator dengan arah sudut 270°, ternyata cahayanya yang tampak pada layar sama dengan cahaya yang tampak pada sudut 90°. Terakhir, analisator kami putar sebesar 360°, dan ternyata cahaya yang tampak sama terangnya pada saat analisator diputar sebesar 0° dan 180°. Dari percobaan tersebut, dapat kami simpulkan bahwa terang maksimum terjadi pada sudut 0°, 180°, dan 360°. Kemudian terang minimum terjadi pada sudut 135°. Artinya bahwa terang maksimum atau intensitas gelombang akan mencapai maksimum, apabila kedua sumbu polarisasi sejajar. Intensitas gelombang akan mencapai minimum apabila kedua sumbu polarisasi saling tegak lurus. Dalam percobaan yang telah kami lakukan, seharusnya terang minimumnya terjadi pada sudut 90°, sesuai dengan literatur yang telah kami baca, bukan sudut 135°. Kemungkinan ini terjadi karena, kurang telitinya kami dalam mengamati dan membandingkan terang redupnya cahaya yang tampak pada layar dari set iap besar sudut yang kami amati.
Seperti yang tampak gambar di atas, sinar pada selembar polirasisasi yang pertama, yang disebut polarisator. Karena tranmisi poros vertikal berorientasi pada gambar, caha ya yang dipancarkan melalui lembaran ini terpolarisasi secara vertikal. Lembar polarisasi yang kedua
6
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
yang disebut analisator. Dalam gambar, poros tranmisi analisator terletak di sudut sumbu polisator. Kita sebut vektor medan listrik yang yang ditransmisikan pertama balok E0. Komponen E 0 perpendicular untuk sumbu analisator Cancel benar-benar Downloaddiserap. And PrintKomponen E0 sejajar sumbu analisator, yang memungkinkan melalui oleh analyzer, E 0 cosθ cosθ. Karena i ntensity balok ditransmisikan bervariasi sebagai alun-alun besarannya, kami menyimpulkan bahwa intensitas sinar (terpolarisasi) yang ditularkan melalui analisator bervariasi sebagai
Intensitas cahaya yang dipancarkan melalui dua polarisator tergantung pada orientasi sumbu transmisi relatif mereka. (a) ditransmisikan cahaya memiliki intensitas maksimum ketika transmisi sumbu sejajar dengan satu sama lain. (b) ditransmisikan cahaya memiliki lebih rendah intensitas ketika sumbu transmisi pada sudut 45° dengan satu sama lain. (c) intensitas cahaya ditransmisikan adalah minimum ketika sumbu sumbu transmisi tegak lurus satu sama lain. Intensitas maksimum cahaya terpolarisasi pada analisator dikenal sebagai Hukum Malus’ Malus’s. Ini berlaku untuk bahan polarisasi dua sumbu transmisi yang berada seuah sudut θ satu sama lain. Dari pernyataan tersebut, dapat kita lihat bahwa intensitas sinar ditransmisikan maksimum ketika sumbu transmisi paralel (0° atau 180°) dann minimum ketiak tegak lurus satu sama lain. Pernyataan ini dapat diilustrasikan pada gambar di atas.
7
Print document G. KESIMPULAN
In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat kami simpulkan bahwa : 1. Adanya bidang polarisasi Cancel pada susunan percobaan pengaruh yang signifikan Download Andmemiliki Print terhadap nilai intensitas cahaya. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat dan pola polarisasi pada cahaya meliputi intensitas cahaya awal, sudut analisator yang dibentuk, dan ada tidaknya bidang batas. 3. Intensitas atau terang maksimum terjadi pada sudut 0°, 180°, dan 360°, artinya intensitas maksimum terjadi apabila kedua sumbu polarisasi sejajar. 4. Menurut percobaan intensitas atau terang minimum terjadi pada sudut 135°, sehausnya pada suhu 90°, yaitu ketika kedua kedua sumbu polarisasi saling tegak lurus.
8
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
H. DAFTAR PUSTAKA Cancel
Download And Print
1. Ayars, Eric. 1991. Instruction Manual and Experiment Guide for the PASCO Scientific Model WA-9314B Microwave Optics. Roseville: Roseville: PASCO Scientific. 2. Boas, Marry L. 2006. Mathematical Methods in The Physical Sciences (Third Edition). India: Nutech Photolithographers. 3. Giancolli, 2001. Fisika 2001. Fisika Dasar 2 Edisi Kelima. Jakarta Kelima. Jakarta Erlangga. 4. http://www.scribd.com/doc/31756705/STUDI-EKSPERIMENTAL-DALAMPENENTUAN-SIFAT-POLARISASI-CAHAYA-DENGAN-KONSEP-HUKUMMALUS 5. Tipler, Paul A.2001. Fisika A.2001. Fisika untuk sains dan teknik jilid 2. Erlangga : Erlangga : Jakarta 6. Serway, Jewett. 2004. Physics for Scientists and Engineers (6th Edition). Edition). California State Polytechnic University, Pomona
9
Print document In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK
POLARISASI CAHAYA Download And Print disusun untuk memenuhi tugas Cancel
mata kuliah Praktikum Gelombang dan Optik yang dibimbing oleh : Ibu Chusnana Insyaf Yogihati
Oleh Kelompok 3, Offering B : Maulidiyani Fuadati
(120351410917) (120351410917)
Nur Shobiroh
(120351402785) (120351402785)
Riski Lutfiani
(120351402782) (120351402782)
Pelaksanaan Praktikum : Rabu, 12 Februari 2014
PRODI PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG FEBRUARI 2014
10
