STRUKTUR MATERI GELOMBANG CAHAYA. 2 Foton adalah paket-paket cahaya atau energy yang dibangkitkan oleh gerakan muatan-muatan listrik

Transkripsi

1 STRUKTUR MATERI GELOMBANG CAHAYA NAMA : ST MANDARATU NIM : 15B08044 KD 3.1 KD 4.1 : Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahayadalam tekhnologi : merencanakan dan melaksanakan percobaan interferensi cahaya No 1 Pengalaman siswa yang mendukung Materi Proses terjadinya cahaya Konsep/ prinsip/ Hukum/ Teori yang mendukung Cahaya dihasilkan oleh transisi elektron dalam suatu atom yang kembali dari keadaan eksitasi ke keadaan semula 2 Pengertian foton Foton adalah paket-paket cahaya atau energy yang dibangkitkan oleh gerakan muatan-muatan listrik 3 Laser Serat optik hologram Pancaran cahaya Pancaran cahaya yang dipancarkan oleh elektro-elektron pada atom mempunyai energy tertentu dan tergantung orbit electron. Sifat cahaya yang dipancarkan oleh sebuah atom disebut spectrum elektron

2 4 Pembiasan pada prisma atau terjadinya pelangi Gelombang elektromagnetik (proses terurainya cahaya polikromatik menjadi cahaya monokromatik oleh prisma) Cahaya terdiri atas cahaya polikromatik ( terdiri atas beberapa panjang gelombang dan frekwensi ) dan cahaya monokromatik (terdiri atas satu panjang gelombang dan frekuensi) 5 Energi Foton Energi sebuah foton dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan E = h. f Dimana : E = energi foton (J) H = Constanta Planck ( 6, Js) F = frekuensi (Hz)

3 6 Bahan tembus cahaya misalnya lensa dan bahan yang tidak tembus cahaya adalah cermin, bahan yang buram adalah agaragar dan susu cair Interaksi cahaya dengan bahan Peristiwa interferensi, difraksi dan polarisasi Jika seberkas cahaya mengenai suatu bahan, maka akan meyebabkan elektronelektron bahan tersebut bergetar. Bahan-bahan dapat dibedakan menjadi: bahan tembus cahaya (transparent) yaitu bahan yang memungkinkan dilewati cahaya sehingga benda-benda yang ada pada posisi yang lain bisa terlihat dengan jelas, contoh : air, udara,lensa dll bahan tak tembus cahaya ( opaque ) yaitu bahan-bahan yang dapat memantulkan dan menyerap cahaya tanpa meneruskannya contoh: cermin. bahan buram (transslucent) adalah bahan-bahan yang memungkinkan untuk dilewati cahaya, tetapi menyebar sehingga benda-benda pada sisi yang lain tidak dapat dilihat dengan jelas, contoh: agar-agar, dan susu cair. a. interferensi adalah sebuah peristiwa yang terjadi ketika dua buah gelombang bertemu pada saat bergerak dalam medium yang sama. Interferensi gelombang dibedakan menjadi: interferensi gelombang konstruktif interferensi gelombang deskruftif pola interferensi cahaya : 3/optik-fisis/d-interferensi-cahaya/

4 b. difraksi adalah peristiwa memancarnya cahaya melaluicelah sempit. c. polarisasi adalah adalah proses pengubahan cahaya tak terpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi. Polarisasi dapat terjadi dengan cara transmisi, pemantulan, pembiasan, dan hamburan yang umumnya menggunakan palaroid sebagai filter. PERTEMUAN 2

5 gelembung air sabun akan terlihat berwarna, warni. Begitu juga genangan minyak tanah diatas permukaan air, akan terlihat sama berwarna warni. Interferensi Gelombang cahaya koheren Untuk mencapai keadaan interferensi,gelombang gelombang harus memiliki beda fase yang sama dan frekuensi yang sama. Jika kedua sumber gelombang cahaya (S 1 dan S 2 ) mempunyai beda fase ½, maka pada titik P akan terjadi interferensi maksimum dengan rumus : ΔS = S 1 P S 2 P = ( n + ½) Dan interferensi minimum jika selisih jarak kedua sumber tersebut adalah : ΔS = S 1 P S 2 P = n.

6 Interferensi oleh satu celah sempit (celah tunggal) Apabila seberkas cahaya apabila dilewatkan sejajar melalui celah sempit, maka dibelakang celah sempit akan akan terbentuk pola selang-seling terang gelap. Daerah gelap yang terjadi setelah terang pusat dapat diperoleh dengan rumus : D sin = n. Dengan : D = lebar celah = panjang gelombang cahaya = sudut difraksi N = 1, 2, 3, Daerah terang yang terjadi setelah terang pusat dapat diperoleh menggunakan rumus : D sin = ( n ½) Letak atau jarak daerah (garis) gelap ke n dari terang pusat dapat ditentukan dengan rumus : Dengan : Y = jarak garis gelap ke-n ke terang pusat L = jarak celah ke layar

7 Interferensi oleh celah ganda Cahaya difraksi dari S 1 berinterferensi S 2 pada titik P. karena garis OP membentuk sudut, dengan garis OP 0 (terang pusat) dan selisih jarak gelombang cahaya dari S 1 dengan gelombang cahaya S 2 ketitik P adalah d sin, maka hasil interferensi sinar-sinar cahaya difraksi dari S 1 dan S 2 akan membentuk pita terang ketika persamaan berikut ini dipenuhi D sin = n. n = 1, 2, 3, d sin = n. sin = tan = = n. Dengan L = jarak layar ke 2 dan 3 Sementara itu untuk pita-pita gelap terjadi ketika selisih jaraknya adalah sebagai berikut :

8 N = 1, 2, 3, trek berjarak dekat pada penggunaan CD atau DVD sebagai kisi difraksi untuk membentuk pola pelangi terlihat ketika melihat disk. hologram pada kartu kredit adalah sebuah contoh lainnya. Difraksi di atmosfer oleh partikel kecil dapat menyebabkan cincin terang akan terlihat di sekitar sumber cahaya terang seperti matahari atau bulan. Sebuah bayangan benda padat, menggunakan cahaya dari sumber yang kompak, menunjukkan pinggiran kecil di dekat ujungnya. Difraksi cahaya oleh kisi D sin = n. Karena m sangat kecil maka sin m tan m = D/l, sehingga :

9 PERTEMUAN III Dimana : Dm = daya urai (m) = panjang gelombang cahaya ( m) L = jarak benda ( sumber cahaya) dari lensa (m) D = diameter celah (m) Menguji kualitas minyak goring. Kaca mobil berwarna hitam, demikian juga kaca riben, film 3 dimensi, sacharimeter, LCD (layar tv,jam digital, layar calculator), langit berwarna biru Polarisasi cahaya 1. Polarisasikarena absorpsi selektif (Polarisasi karena absorpsi selektif0 P 1 P 2 ( penggunaan analisator dapat mengubah intensitas cahaya terpolarisasi)

10 Jika amplitudo dari gelombang cahaya terpolarisasi yang jatuh pada P 2 adalah A m dan intensitasnya I m (dengan I m A m 2 ), maka intensias cahaya yang diteruskan berubah terhadap perubahan sudut polarisasi menurut persamaan sebagai berikut : I = I m cos 2 ( Hukum Mulus ) Polarisasi cahaya 2. Polarisasi karena pemantulan dan pembiasan

11 ( polarisasi karena pemantulan ) Berdasarkan hasil eksperimen, pada sudut pemolarisasi diperoleh bahwa sinar yang dipantulkan oleh permukaan bahan dengan sinar yang dibiaskan oleh bahan saling tegag lurus. Karena itu : p + r = 90 0 Berdasarkan hukum Snellius, maka ; n 1 sin p = n 2 sin r n 1 sin p = n 2 sin ( p ) n 1 sin p = n 2 sin p = Tan p = Karena = n, yaitu indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1, maka : Tan p = n ( hukum Brewster ) Polarisasi cahaya 3. Polarisasi karena hamburan ( polarisasi karena hamburan)

12 Warna biru pada cuaca cerah terjadi karena cahaya matahari dihamburkan oleh gas-gas dalam atmosfer, sedangkan cahaya yang paling banyak dihamburkan dan mengalami polarisasi adalah cahaya yang berwarna biru Polarisasi cahaya 4. Polarisasi karena pemutaran bidang polarisasi Zat yang dalam larutannya dapat memutar bidang polarisasi disebut dengan zat optik aktif dan alat yang digunakan untuk mengukur sudut putaran bidang polarisasi disebut polarimeter. Polarimeter yang khusus dirancang untuk larutan gula disebut sakarimeter.