Optika Fisis
Warna Benda
•
Benda yang memantulkan suatu gelombang cahaya tertentu akan berwarna seperti cahaya yangdipantulkannya.
•
Dalam ruang yang tidak ada cahaya, semua benda terlihat hitam karena tidak ada cahaya yang datang dan dipantulkan•
Warna primer adalah warna dasar yang dapat dipakai untuk membentuk warna lain, misalnyamerah, biru dan hijau.
•
Warna sekunder adalah warna campuran dari dua warna primer, misalnya kuning, sian dan magenta.•
Warna komplemen adalah warna yang jika disatukan membentuk warna putih, misalnya hijau + magenta → putih.Filter Cahaya:
Warna filter cahaya sama dengan warna cahaya yang diteruskannya, sedangkan warna lain diserap oleh filter tersebut.
Warna Filter Warna yang diteruskan
merah hijau
biru kuning magenta
sian
me + ji ku + hi bi + ni + u me + ji + ku + hi me + ji + bi + ni + u
Dispersi Pada Prisma
Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma.
Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
Sudut dispersi
Φ= δu - δm
Φ
= (nu - nm)
βδm = sudut deviasi merah δu = sudut deviasi ungu
nu = indeks bias untuk warna ungu nm = indeks bias untuk warna merah
Catatan :
Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah kita gunakan susunan Prisma Akhromatik.
Φ
tot=Φ
kerona-Φ
flinta= 0Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita gunakan susunan prisma pandang lurus.
Dtot = Dkerona - Dflinta = 0
Interferensi Pada Lapisan Tipis Planparalel
Gbr. Plan Paralel
Sinar datang L menghasilkan warna-warna di atas permukaan lapisan (misal minyak) dengan syarat:
2 nd cos r =
(2m -1)1/2 λ terang (maks)
(2m)1/2 λ gelap (min)
Jika sinar datang tegak lurus permukaan lapisan maka cos r = 1
m = Orde = 1, 2, 3, ...
λ= panjang gelombang cahaya di udara
Difraksi Dan Interferensi
Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber cahaya yang koheren (cahaya dengan beda fase tetap).
Percobaan Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang
koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga pada layar terjadi pola-pola terang (interferensi koostruktif = maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum).
Rumus percobaan Young dan Fresnel untuk celah ganda (dua celah) adalah sama, yaitu:
p . d
..l
=
(2m) 1/2 λ terang (maks)
(2m - 1) 1/2 λ gelap (min)
p = jarak terang/gelap ke pusat d = jarak dua celah terdekat l = jarak sumber-layar m = orde = 1,2,3, ... λ = panjang gelombang cahaya
Jarak antara 2 garis yang berdekatan (terang ke terang atau gelap ke gelap) adalah λ, sehingga
p . d l
..
= λ
Gbr. Difraksi dan Interferensi
Untuk difraksi dan interferensi pada celah tunggal (satu celah) rumusnya menjadi:
p . d
Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah banyak) disinari oleh cahaya monokromatik.
Jarak antara dua celah terdekat disebut konstanta kisi (d).
Karena 1 > d maka p.d / l ~ d sin θ.
Gbr. Difraksi Kisi
d sin θ = m λ → d [ 1/ ∑ garis - 1]
m = orde = 1,2,3, ...
Polarisasi (Pengkutuban)
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar.
Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan (Hukum Brewster)
Gbr. Polarisasi Pemantulan
tg ip = n2/n1
ip + r = 90º
ip = sudut polarisasi
Polarisator karena penyerapan selektif
Gbr. Polarisasi Penyerapani
I = ½ Io cos² θ
θ = sudut antara analisator dan polarisator Io = Intensitas yang datang
I = Intensitas yang diamati
Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3), kuarsa, mike, kristal gula,topaz, dan es.
Contoh:
1. Pada interferensi Young dipergunakan sinar dengan panjang gelombang 5000 Angstrom. Jarak kedua celah 1 mm, jarak layar ke celah 1 m. Berapakah jarak antara pita terang pertama den pita terang keenam?
Jawab:
Selisih pita terang keenam (m6) dan pertama (m1) : m = m6 - m1 = 5
P.d / 1 = (2m) ½ λ = p . 10-3/1 = (2.5) . ½ . 5000 . 10-10 → p = 25 . 10-4 m = 2,5 mm
untuk cahaya merah yang panjang gelombangnya 800 nm!
Jawab:
Konstanta kisi (jarak antara dua celah) → d = 1/5000 cm = 2.10-6 m
Rumus kisi difraksi :
m λ = d sin θ
