Cahaya dan Perambatannya

Transkripsi

1 Cahaya dan Perambatannya Anhar, MT. 1 Perkembangan awal Cahaya telah digunakan beribu tahun yg lalu. Walaupun saat ini eranya wireless, banyk nahkoda masih menggunakan cahaya utk navigasi di lautan. Boston, USA, Seorang Fisikawan Irlandia, John Tyndall memberikan demonstrasi yg memungkinkan terjadinya komunikasi optik saat ini. 2 1

2 Perkembangan awal Cahaya telah digunakan beribu tahun yg lalu. Walaupun saat ini eranya wireless, banyk nahkoda masih menggunakan cahaya utk navigasi di lautan. Boston, USA, Seorang Fisikawan Irlandia, John Tyndall memberikan demonstrasi yg memungkinkan terjadinya komunikasi optik saat ini. 3 Konsep Percobaan 4 2

3 Bagaimana Cahaya Merambat? Bila cahaya dipancarkan di ruang terbuka, maka cahaya akan menghambur dlm ruang tsb. Bila kita melihatnya dlm interval waktu yg pendek, maka cahaya tampak berjalan ke depan. 5 Apa yg dialami cahaya ketika merambat? Reflected/pemantulan Absorbed/penyerapan Transmitted/pemancaran Refracted/pembiasan 6 3

4 Gelombanggelombang yg mengalami pemantulan jika melewati medium tertentu. Gelombang yg dipancarkan disebut gel datang sedangkan gel yg terpantul disebut gel pantul Reflection of Light 7 Pembiasan Cahaya Bila cahaya melewati satu medium dan menuju medium yg lain, maka cahaya akan mengalami pembiasan. Pembiasan menyebabkan gel tersebut dpt menjauhi / mendekati garis normal. 8 4

5 Hukum Snell n Sin ϕ = n Sinϕ ϕ2 9 Contoh : 10 5

6 Sudut Kritis Bila Sudut datang semakin besar, maka sudut bias akan semakin besar Pula. Ada suatu sudut dr sudut datang yg menyebabkan sudut bias mendekati Garis perbatasan bidang.. 11 Contoh : Cahaya merambat melalui medium transparan dng indeks bias 1,51 dan menuju material ke dua yg memiliki indeks bias 1,46. Tentukan sudut kritis dr perambatan cahay tsb. Penyelesaian : φ φ φ kritis kritis kritis n 2 = arcsin n1 1,46 = arcsin 1,51 0 = 75,2 12 6

7 Pemantulan Sempurna 13 Bagaimana perambatan cahaya pd optik? 14 7

8 Bagaimana perambatan cahaya pd optik? Contoh Kasus : Bila cahaya merambat pd medium optik dimana : Indek bias inti : 1,5 Indek bias cladding : 148 1,48 Sudut Kritisnya : φ φ kritis kritis 1,48 = arcsin 1,50 = 80, Bagaimana perambatan cahaya pd optik? 16 8

9 Bagaimana perambatan cahaya pd optik? Beberapa nilai yg diketahui: 17 Bagaimana perambatan cahaya pd optik? 18 9

10 Sudut/Kerucut Penerimaan Merupakan nilai sudut datang utk sebuah sinar yg masuk ke optik, yg masih memungkinkannya utk merambat didlm inti hingga mencapai ujung output. 19 Numerical Aperture (NA) Parameter yg mengukur kemampuan serat optik utk mengumpulkan atau memerangkap sinar cahaya

11 Bagaimana kalau diluar kerucut penerimaan? 21 Penyelesaian : Gunakan Hk. Snellius : 22 11

12 23 Cek sudut kritisnya : Apa yg terjadi??? 24 12

13 Numerical Aperture (NA) Bagaimana selanjutnya sinyal ini?? Apakah terpantulkan / keluar dr optik? 25 Numerical Aperture (NA) Gunakan hk Snellius utk menjelaskannya : 26 13

14 Numerical Aperture (NA) 27 Numerical Aperture (NA) Kemana caha pergi?? Walaupun terjadi pemantulan... Cahaya akan hilang sebelum sampai di tujuan

15 Perambatan 29 Permasalahan Perambatan 30 15

16 Latihan 1. Seberkas sinar cahaya didlm medium transparan memiliki indeks bias 1,5,, akan melewati medium lain yg memiliki indeks bias 1,48. tentukan sudut kritisnya. 2. Sebuah sinar memasuki serat optik dng sudut 15 derajat, dng indeks bias inti 1,47 dan clading 1,42. berapakah sudut biasnya? Berapakah sudut penerimaan utk serat optik ini? 3. Sebuah sinar memasuki serat optik dng gsudut datang 45 derajat. Indeks bias inti dan cladding adlh 1,5 dan 1,48. apakah sinyal ini terperangkap didlm optik? Jika tdk, brp sudut bias pd cladingnya? 16