INTERFERENSI CAHAYA, DIFRAKSI CAHAYA, DAN POLARISASI CAHAYA
Interferensi Cahaya
Sudah tahukah kalian apakah interferensi itu ?
Interferensi adalah gabungan dua gelombang atau lebih.
Cahaya merupakan gelombang yaitu gelombang elektromagnetik.
Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua
atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya
tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati.
Beberapa contoh terjadinya interferensi cahaya
dapat kalian perhatikan pada penjelasan berikut.
A. Interferensi Celah Ganda
Pada tahun 1804 seorang fisikawan bernama
Thomas Young (1773-1829) dapat mendemonstrasikan
interferensi cahaya. Young melewatkan cahaya koheren
(sinar-sinarnya sefase dan frekuensi sama) melalui dua
celah sempit yang dikenal dengan celah ganda.Pola garisgaris
terang dan gelap inilah bukti bahwa cahaya dapat
berinterferensi.
Interferensi cahaya terjadi karena adanya beda fase
cahaya dari kedua celah tersebut. Berkas cahaya dari S1 dan S2 yang sampai pada layar terlihat berbeda lintasan sebesar ΔS = d sin θ. Perbedaan panjang lintasan inilah
yang dapat menimbulkan fase antara dua berkas cahaya
tersebut berbeda.Interferensi akan saling menguatkan
jika berkas cahaya sefase dan saling melemahkan jika
berlawanan fase. Sefase berarti berbeda sudut fase
Δθ = 0, 2π, 4π, …..
Sedangkan berlawanan fase berarti berbeda
sudut fase
Δθ = π, 3π, 5π, … .
Syarat ini dapat dituliskan
dengan beda lintasan seperti persamaan berikut.
Interferensi maksimum : d sin θ = m λ
Interferensi minimum : d sin θ = (m – 1/2 ) λ
dengan :
d = jarak antar celah (m)
θ = sudut yang dibentuk berkas cahaya dengan garis mendatar
m = pola interferensi (orde), m = 0, 1,2,3,
λ = panjang gelombang cahaya yang berinterferensi (m)
d sin θ = dy/l
B. Interferensi pada Lapisan Tipis
Kalian tentu pernah main air sabun yang ditiup
sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar
matahari akan terlihat warna-warni. Cahaya warna-warni
inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun.
Interferensi ini terjadi pada sinar yang dipantulkan
langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan.
Syarat terjadinya interferensi memenuhi persamaan berikut.:
Interferensi maksimum : 2nd = (m + 1/2) λ …..(3.3)
Interferensi minimum : 2nd = m . λ
dengan :
n = indeks bias lapisan
d = tebal lapisan (m)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
m = 0, 1, 2,3, 4, ……
Difraksi Cahaya
Difraksi adalah pelenturan suatu gelombang. Berarti
difraksi cahaya dapat didefinisikan sebagai pelenturan
cahaya yaitu saat suatu cahaya melalui celah maka cahaya
dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih
kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru. Sifat-sifat
difraksi pada cahaya ini dapat dibuktikan dengan melihat
pola interferensi yang terjadi pada layar saat dipasang
dibelakang celah. Ada beberapa peristiwa difraksi yang
dapat kalian pelajari. Cermati pada penjelasan berikut.
A. Celah Tunggal
Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini terlihat
adanya garis-garis gelap. Sedangkan pola terangnya
lebar. Terang pusat akan melebar setengah bagian lebih
lebar pada kedua sisi. Dari kejadian ini dapat dituliskan
syarat-syarat interferensi sebagai berikut.
Interferensi maksimum : D sin θ = (m + 1/2 )λ
Interferensi minimum : D sin θ = m λ
dengan :
D = lebar celah (m)
θ = sudut berkas sinar dengan arah tegak lurus (derajat)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
m = 1, 2, 3, 4, ….
B. Kisi Difraksi
Jika cahaya melawati celah majemuk (kisi) maka
cahaya itu akan mengalami difraksi atau pelenturan. Bukti
difraksi pada kisi ini dapat dilihat dari pola-pola interferensi
yang terjadi pada layar yang dipasang dibelakangnya.
Pola interferensi yang dihasilkan memiliki syarat-syarat
seperti pada celah ganda percobaan Young. Syarat interferensi
tersebut dapat dilihat pada persamaan berikut.
d = 1/N
Interferensi maksimum : d sin θ = m λ
Interferensi minimum : d sin θ = (m − ) λ …….(3.7)
dengan :
d = jarak antar celah (m)
θ = sudut berkas cahaya terhadap arah tegak lurus
λ = panjang gelombang sinar (m)
m = orde (m = 0, 1, 2, 3, …
3. POLARISASI CAHAYA
Apakah polarisasi itu ? Polarisasi dapat didefinisikan
sebagai pengurangan intensitas karena berkurangnya
komponen-komponen gelombangnya. Cahaya termasuk
gelombang transversal yang memiliki komponen-komponen
yang saling tegak lurus. Komponen-komponen inilah
yang dapat hilang saat terjadi polarisasi. Polarisasi cahaya
ini dapat disebabkan oleh beberapa macam diantaranya
seperti penjelasan berikut.
A. Pemantulan dan Pembiasan
Cahaya datang dan mengenai batas medium akan
mengalami pemantulan dan pembiasan seperti. Perubahan sudut datang akan merubah sudut pantul ip dan sudut bias r. Pada suatu saat sinar pantul dan sinar bias akan saling tegak lurus. Saat terjadi keadaan seperti inilah akan terjadi pembagian intensitas pada kedua sinar itu, I untuk sinar bias dan I untuk sinar pantul sehingga sinarnya mengalami polarisasi, lihatPada polarisasi linier ini akan berlaku hubunganhubungan seperti di bawah.
ip + r = 90o
tg ip = N2/N1
B. Absorbsi Selektif
Absorbsi selektif adalah penyerapan intensitas cahaya
karena penyerapan yang terseleksi yaitu penyerapan
komponen-komponen cahaya tertentu. Bahan yang dapat
menyerap secara selektif ini dinamakan polarisator.
Cahaya yang terpolarisasi intensitasnya menjadi I= I0. Bagaimana jika cahaya terpolarisasi tersebut dilewatkanpada bahan polarisator lain dengan membentuksudut α terhadap polarisator pertama? Secara eksperimendapat diperoleh hubungan seperti persamaan berikut.
I’ = I cos2 α atau I’ = 1/2 I0 cos2 α
dengan :
I0 = Intensitas cahaya awal
I = Intensitas cahaya terpolarisasi
I’ = Intensitas cahaya setelah melalui dua bahan polarisator
α = sudut antara kedua polarisator
Sumber : finmagnetik