Fisika XII (III) - Gelombang Cahaya

Gelombang Cahaya (Optika Fisis)

A. Review Materi Optika Geometri

Ingat hukum Snellius, bahwa :

- Sinar Datang, Garis Normal, dan Sinar Pantul terletak pada satu bidang datar.
- Sinar Datang dari renggang ke rapat maka Sudut Bias dibiaskan mendekati garis normal.

Persamaan hukum snelius :

$\frac{v_1}{v_2}=\frac{\lambda_1}{\lambda_2}= \frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2}=\frac{n_2}{n_1}$

Keterangan :
v = Kecepatan
λ = Panjang Gelombang
θ = Sudut
n = Indeks Bias

Jika θ1 merupakan i, dan θ2 merupakan r, maka dapat dirumuskan sebagai :

$n_1 \sin i = n_2 \sin r$

Keterangan :

n1 = Indeks Bias 1
n2 = Indeks Bias 2
I = Sudut sinar datang
r = Sudut Bias

Dengan indeks bias :

$n = \frac{c}{v}$

Ket :
n = Indeks Bias
c = Kecepatan Cahaya (3 x 10^8 m/s)
v = Kecepatan cahaya di medium.

B. Sudut Krisis dan Pemantulan Total

Sudut Krisis (r = 90')

Persamaanya adalah :

$\sin i_k =\frac{n_2}{n_1}$

Keterangan :
Ik= sudut krisis
n2 = indeks bias di medium 2 / air
n1 = indeks bias di medium 1 / udara

Pemantulan Total (I > Ik)

C. Polarisasi Cahaya

Dibagi 3 : Polarisator, Hamburan, dan Pembiasan

Polarisator

Persamaannya :

$\\ I_1 = \frac{1}{2}I_0 \\\\I_2 = I_1 \cos^2 \theta$

Keterangan :

I = Intensitas Cahaya

Polarisasi akibat Pemantulan / Pembiasan

Persamaannya :

$\tan i = \frac{n_2}{n_1}$

Keterangan
I = Sudut datang
n = Indeks Cahaya

Polarisasi Akibat Hamburan

D. Interferensi Cahaya

Penggabungan gelombang cahaya pada suatu titik.

Syarat :

Ada perbedaan lintasan gelombang cahaya yang datang pada suatu titik
Kedua gelombang cahaya koheren. (Beda fase tetap)

Ada interfensi yang :
Konstruktif → Saling menguatkan
Destruktif → Saling melemahkan

Interferensi Lapisan Tipis

Persamaan untuk terang / maksimum :

$2 nd \cos r = (m-\frac{1}{2}) \lambda$

Keterangan :
n = Indeks Bias
d = Ketebalan lapisan tipis
m = 0,1,2,3.. untuk terang yang diminta
λ = Panjang Gelombang

jika r sangat kecil, maka dapat definisikan r = 0 atau cos 0.

Persamaan untuk gelap / minimum :

$2 nd \cos r = m \lambda$

Keterangan :
n = Indeks Bias
d = Ketebalan lapisan tipis
m = 0,1,2,3.. untuk gelap yang diminta
λ = Panjang Gelombang

jika r sangat kecil, maka dapat definisikan r = 0 atau cos 0.

Interferensi Celah Ganda

Persamaan untuk terang / maksimum :

$\Delta x = \frac{dy}{L}= d \sin \theta = m \cdot \lambda$

Keterangan
d = Jarak sumber 1 ke sumber 2
L = Panjang celah ke layer
y Jarang terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 0,1,2,3
λ = Panjang Gelombang

Persamaan untuk gelap / minimum :

$\Delta x = \frac{dy}{L}= d \sin \theta = \frac{(2m-1)\lambda}{2}$

Keterangan
x = Jarak sumber 1 ke sumber 2
L = Panjang celah ke layer
y = Jarang terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 0,1,2,3
λ = Panjang Gelombang

Dan untuk jarak 2 terang atau gelap yang berurutan :
$\Delta y = \frac{\lambda L}{d}$

Keterangan
x = Jarak sumber 1 ke sumber 2
L = Panjang celah ke layer
y = Jarang terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 0,1,2,3

Interferensi Cincin Newton

Persamaan terjadi cincin terang :

$nr_1^2 = (m+\frac{1}{2})\lambda R$

Persamaan terjadi cincin gelap :

$nr_1^2 = m \lambda R$

E. Difraksi

Pembelokan arah rambat cahaya pada celah sempit

Difraksi Celah Tunggal

Persamaannya untuk terang / maksimum :

$\frac{dy}{L}= d \sin \theta = (m+\frac{1}{2})\lambda$

Keterangan :
d = Lebar Celah
L = Jarak ke layer
y = Jarak terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 1,2,3

Difarksi Celah Banyak

Persamaan Umum :

$d = \frac{1}{N}$

Keterangan :
d = Jarak antar celah
N = Banyak garis per satuan panjang

Persamaan terjadinya terang / maksimum :

$\frac{dy}{L} = d \sin \theta = m \lambda$

Keterangan :
d = Lebar Celah
L = Jarak ke layer
y = Jarak terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 1,2,3

Persamaan terjadinya gelap / minimum

$\frac{dy}{L} = d \sin \theta = (m-\frac{1}{2} )\lambda$

Keterangan :
d = Lebar Celah
L = Jarak ke layer
y = Jarak terang ke terang pusat
m = Terang ke.. 1,2,3

Fisika XII (III) - Gelombang Cahaya

No comments:

Post a Comment