Polarisasi Karena Pemantulan

2015

Makalah Optik Polarisasi Karena Pemantulan

)

DosenPengampuh : ApitFathurohman, ApitFathurohm an, S.Pd.,M.Si.

Program Studi Pendidikan Fisika FakultasKeguruandanIlmuPendidikan UniversitasSriwijaya

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





POLARISASI KARENA PEMANTULAN POLARIZATION DUE TO REFLECTION Indah Listari1, Nia Nopeliza2, Derin3, Dwi Agustina4, DebyPermatasari 5, DwiSuseno Wati6, Fitri Wulandari7 Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Universitas Universitas Sriwijaya, Inderalaya ABSTRACT Polarization is an event changes the direction of the light waves that vibrate randomly into the direction of vibration. Other types of polarization between linear polarization, circular polarization, the polarization ellipse. If unpolarized light falls on the boundary between two transparent media such as glass-to-air or air-to-glass, the light beam reflected and refracted be polarized portion. E. L. Malus is engineers and scientists from France in 1808 found the polarization of natural light using the reflection from the glass surface. He saw when the natural light on a field on the glass in a certain angle, the reflected light is polarized field. Brewster prove that the tangent of the angle of reflection polarization polarization is obtained mathematically mathematically equal to the refractive index of the medium. If ɵ pan angle and n is the refractive index of the medium n = tan ɵ p Keywords: Polarization, Reflection, Brewster's Law ABSTRAK Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Jenis polarisasi antara lain polarisasi linear, polarisasi melingkar, polarisasi ellips. Jika cahaya tak terpolarisasi jatuh pada bidang batas antara 2 medium yang transparan seperti kaca ke udara atau udara ke kaca, berkas cahaya yang dipantulkan dan dibiaskan akan terpolarisasi sebagian.E. L .MalusmerupakaninsinyurdanilmuwandariPrancispadatahun 1808menemukanpolarisasidaricahayaalammenggunakanpemantulandaripermukaankaca. Dia melihat ketika cahaya alam mengenai sebuah bidang pada kaca dalam sudut tertentu, sinar yang dipantulkan merupakan bidang polarisasi.Brewster membuktikan bahwa tangen dari sudut polarisasi adalah didapatkan dari pemantulan secara matematis sama dengan indeks bias dari mediumnya. Jika ɵ pmerupakan sudut dan n adalah indeks bias medium, yaknin yaknin = tan ɵ p. Kata kunci :Polarisasi, Pemantulan,

Brewster’s Law

1 PENDAHULUAN Sekitar 50 tahun yang lalu, Maxwell mengembangkan teori tentang elektromagnetik dan menyatakan bahwa gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merupakan bagian dari gelombang transversal, itu berarti





Cahaya datang dari tempat yang umum bukan merupakan polarisasi. Keadaan polarisasi tidak dapat terdeteksi dengan mata biasa. Pemahaman dari polarisasi sendiri penting untuk memahami konsep perambatan dari gelombang elektromagnetik dan fiber optik. Polarisasi cahaya mempunyai banyak aplikasi dalam industry dan teknologi. Satu dari aplikasi yang penting adalah di LCDs ( Liquid Crystal Displays ) yang mana sangat digunakan di jam tangan, kalkulator, layar TV dan lain-lain. [1] Polarisasi dapat diartikan sebagai suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwa Polarisasiadalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang.

2 LANDASAN TEORI I. Hakikat Cahaya Cahaya adalah kesan (dalam bentuk energi) yang diterima oleh indera mata. Ada beberapa teori tentang hakikat cahaya, antara lain: I.a.Teori Korpuskuler menurut Hukum Newton Teori ini mengatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel atau korpuskelkorpuskel yang dipancarkan oleh sumber cahaya dan merambat menurut garis lurus dengan kecepatan besar. Teori ini dianggap benar sampai kira-kira pertengahan abad 17. Teori ini dapat menerangkan dengan jelas mengenai peristiwa pemantulan dan pembiasan,

tetapi

tidak

dapat

dipakai

untuk

menerangkan

terjadinya

peristiwa

interferensi. Peristiwa interferensi hanya dapat diterangkan dengan teori gelombang, sedangkan menurut hukum Newton cahaya merupakan partikel. I.b.Teori Gelombang atau Teori Undulasi Menurut Huygens pada awal pertengahan abad 17, cahaya adalah gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar. Gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar ini merambat dalam medium yang disebut eter, yaitu zat yang mengisi seluruh ruangan termasuk ruang vakum. I.c. Teori Gelombang Elektromagnetik Elektromagnetik





II. Polarisasi[1] Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwa polarisasiadalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal.

Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar.

Suatu

gelombang yang mempunyai banyak arah getar disebut gelombang tak terpolarisasi, sedangkan gelombang gelombang yang memilki satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi. terpolarisasi. Gejala polarisasi polari sasi dapat digambarkan digambark an dengan gelombang yang ya ng terjadi pada tali t ali yang dilewatkan pada celah. Apabila tali digetarkan searah dengan celah maka gelombang pada tali dapat melewati celah tersebut. Sebaliknya jika t ali digetarkan dengan arah tegak lurus celah maka gelombang pada tali tidak bisa melewati celah tersebut. II.a. Jenis-jenis Polarisasi[5] 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.Beberapa macam / jenis polarisasi antara lain adalah polarisasi linear, polarisasi melingkar, polarisasi ellips. Gelombang dengan polarisasi melingkar dan polarisasi ellips dapat diuraikan menjadi 2





a) Polarisasi Linier Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi linier apabila vektor medan elektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik selalu diorientasikan sepanjang garis lurus yang sama pada setiap waktu sesaat. Kondisi yang memenuhi hal ini adalah apabila vektor medan (elektrik atau magnetik) memiliki: a. Hanya satu komponen, atau b. Dua komponen orthogon allinear yang sefasa dalam waktu atau berbedafasa sebesar 180o (atau kelipatannya). kelipatannya).

b) Polarisasi Lingkaran Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi lingkaran apabila vektor medanelektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik membentuk suatu lingkaransebagai fungsi waktu. Kondisi yang memenuhi hal ini adalah apabila vektor medan (elektrik atau magnetik) memiliki : a. Medan harus mempunyai dua komponen Orthogonal linear, dan b. Kedua komponen harus mempunyai besaran yang sama, dan c. Kedua komponen harus mempunyai perbedaan fasa sebesar perkalian ganjil Penentuan arah rotasi selalu ditentukan dengan merotasi komponen yang fasanya mendahului terhadap komponen yang tertinggal fasa dan mengamatirotasi medan seolah-olah gelombang tersebut terlihat bergerak menjauh dari pengamat. Jika rotasinya searah jarum jam, maka gelombang terpolarisasi sirkular sesuai kaidah tangan

kanan;

jika

rotasinya

berlawanan

arah

jarum

jam,

makagelombang

terpolarisasi sirkular menurut kaidah tangan kiri. Rotasi komponenmendahului fasa





Fasa yang lebih besar atau sama dengan 0 o dan kurang dari 180 o akan dianggap mendahului sedangkan yang lebih besar dari atau sama dengan 180 o dan kurang dari 360o akan dianggap tertinggal.

c) Polarisasi Elips Suatu gelombang dikatakan terpolarisasi elips apabila ujung vektor medanelektrik (atau medan magnetik) pada suatu titik membentuk kedudukan elipsdalam ruang. Pada variasi waktu sesaat, medan vektor berubah secara kontinyuseiring waktu dengan cara yang sama untuk menggambarkan tempat kedudukan elips. Arah rotasi ditentukan dengan menggunakan aturan yang sama sepeti halnya pada polarisasi sirkular. Sebagai tambahan untuk mengetahui arah rotasi,gelombang yang terpolarisasi elliptical juga dinyatakan dengan rasio aksial yang besarnya merupakan perbandingan sumbu mayor terhadap sumbu minornya. Kondisi

yang

memenuhi

hal

ini

adalah

apabila

vektor

medan

(elektrik

ataumagnetik) memiliki : a.Medan harus mempunyai dua komponen orthogonal linear, dan b.Kedua komponen dapat memiliki besaran yang sama atau berbeda. c.(1) Jika keduanya k eduanya memiliki besaran yang berbeda, beda fasa-waktudiantara keduanya tidak boleh 0 o atau perkalian 180 o (karena akan bersifatlinier). bersifatlinier). (2)

Jika

kedua

komponen

memiliki

besaran

yang

sama,

beda

fasa-

waktudiantara keduanya tidak boleh kelipatan bilangan ganjil dari 90 o (karenaakan bersifat circular).







II.b. SebabterjadinyaPolarisasi SebabterjadinyaPolarisasi Cahaya dapat mengalami polarisasi dengan berbagai cara, antara lain : 1. Polarisasi karena peristiwa pemantulan 2. Polarisasi karena pembiasan 3. Polarisasi karena bias kembar 4. Polarisasi karena absorbsi selektif 5. Polarisasi karena hamburan.

III. Polarisasi karena Pemantulan Jika cahaya tak terpolarisasi jatuh pada bidang batas antara 2 medium yang transparan seperti kaca ke udara atau udara ke kaca, berkas cahaya yang dipantulkan dan dibiaskan akan terpolarisasi sebagian. Lalu tingkat Polarisasi tergantung pada sudut datang serta indeks bias medium dan ketika terbentuk sudut sedemikian tersebut sinarsinar yang dihasilkan oleh pemantulan dan pembiasan akan saling tegak lurus, maka saat





menjadi sinar yang terpolarisasi. Sedangkan analisator akan menganalisi apakah sinar tersebut termasuk sinar terpolarisasi atau t idak.[3]

IV. PolarisasiKarenaPemantulandanP PolarisasiKarenaPemantulandanPembiasan embiasan E.

L

.MalusmerupakaninsinyurdanilmuwandariPrancispadatahun

1808menemukanpolarisasidaricahayaalammenggunakanpemantulandaripermukaankaca. Dia melihat ketika cahaya alam mengenai sebuah bidang pada kaca dalam sudut tertentu, sinar yang dipantulkan merupakan bidang polarisasi. [1]





IV.a.

Brewster’s Law

Sir David Brewster melakukan serangkaian eksperimen polarisasi cahaya dengan pemantulan di permukaan. Dia menemukan bahwa sudut polarisasi bergantung pada indeks bias medium. Pada tahun 1892, Brewster membuktikan bahwa tangen dari sudut polarisasi adalah didapatkan dari pemantulan secara matematis sama dengan indeks bias dari mediumnya. Jika

ɵ pmerupakan

sudut dan n adalah indeks bias medium, maka n = tan ɵ p

Hal ini dikenal sebagai Hukum Brewster Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar biasnya membentuk sudut 90 o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku 90° atau 90° atau r = 90° – ɵ p.[2]

Dengan demikian, berlaku pula :

ɵ p +

r=





Dengan n2 adalah indeks bias medium tempat cahaya datang n1 adalah medium tempat cahaya terbiaskan, sedangkan

ɵ p

adalah sudut sud ut pantul yang merupakan sudut

terpolarisasi. Persamaan di atas merupakan bentuk matematis dari Hukum Brewster. Sudut Polarisasi ɵB.Cahaya

ɵ p juga

dikenal sebagai sudut Brewster dan dituliskan dengan

dipantulkan dari segala arah dan sudut Brester terpolarisasi sebagian.

IV.b. Aplikasi Brewster Law[1] a.

Hukum Brewster dapatdigunakanuntukmenent dapatdigunak anuntukmenentukanindeks ukanindeks bias dari material buram.

b.

Membantukitauntukmenghitun Membantukitauntukmenghitungsudutpolari gsudutpolarisasi sasi polarisasidarisinar

yang

yang

diperlukanuntuk diperlukanuntuk

dipantulkanuntutkbanyak

jikaindeksbiasnyadiketah jikaindeksbiasnyadiketahui. ui.

total material

Akan

tetapi,

hukuminitidakdapatdiapl hukuminitidakdapatdiaplikasikanpada ikasikanpadapermukaanl permukaanlogam. ogam. c.

Duajendela yang biasadikenaldenganjendela biasadikenaldeng anjendela Brewster yang digunakan di laser gas. Merekatersusun

di

sudut

Brewster

di

Setiapwaktucahayamelewatijendela,

di

resonator

Padaakhirnya,

optic,

s-komponenhilang.

duaujungtabung

laser.

perjalanannyakecerminpemantuldari cahayamunculdari

laser

terdiridaricahaya terdiridaricahaya yang terpolarisasi linear dari p-component. d.

Aplikasipenggunaansudut Aplikasipeng gunaansudut lainnyaadalahuntukmemancarkanberkascahayakedalamataukeluar optiktanpapemantulan optiktanpapemantulan yang hilang.

Brewster fiber





DAFTAR PUSTAKA

[5] Sarojo, A., G. 2011. Gelombang dan Optik . Jakarta: Salemba Teknika. [1] Subrahmanyam, N., Brij Lal., M.N. Avadhanulu.1966. A Avadhanulu.1966. A text book of Optics. Optics. India : Rajendra Ravindra Printers [2] http://www.g-ex http://www.g-excess.com/penge cess.com/pengertian-polarisasi rtian-polarisasi-beserta-maca -beserta-macam-macamny m-macamnya.html a.html [3] https://fisikameman https://fisikamemangasyik.wordp gasyik.wordpress.com/fisika-3/op ress.com/fisika-3/optik-fisis/a-polari tik-fisis/a-polarisasi-cahaya sasi-cahaya// [4] http://optikoptik.bl http://optikoptik.blogspot.com/2013 ogspot.com/2013/04/polarisas /04/polarisasi-dan-jenis-jeni i-dan-jenis-jenisnya.html snya.html

Polarisasi Karena Pemantulan

Recommend Documents