BAB 3
3.1.
OPTIKA
Cahaya Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki sifat-sifat yaitu dapat
dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), diserap (absorpsi), interferensi, difraksi, dan polarisasi. Cahaya merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s. 3.2.
Pematulan (refleksi) Jika cahaya mengenai sebuah benda maka ada sebagian cahaya yang dipantulkan.
Ada dua jenis pemaqntulan berdasarkan permukaan pantulnya yaitu pemantulan spekular dan pemantulan difuse. Pemantulan spekuler terjadi bila permukaan pantul rata sehingga semua berkas sinar dating dipantulkan parallel. Sementara pemantulan difuse terjadi jika permukaan pantul tidak rata dan sinar dating dipantulkan secara tidak beraturan arah. Ilustrasi untuk kedua jenis pemantulan tersebut ditunjukan pada Gambar 3. 1.
Gambar 3. 1 Ilustrasi pemantulan spekuler (kiri) dan pemantulan difuse (kanan)
Khusus untuk pemantulan spekuler berlaku hokum pemantulan yang sering dikenal dengan nama Hukum Snellius yang menyatakan: 1. Sinar dating, sinar pantul, dan garis normal bidang batas terletak pada bidang yang sama. 2. Sudut datang (θi) dan sudut pantul (θr) memiliki besar yang sama. Visualisasi tentang kedua pernyataan dari Hukum Snellius tersebut diberikan pada Gambar 3. 2.
9
BAB 3
OPTIKA
Gambar 3. 2 Ilustrasi pemantulan spekuler (kiri) dan pemantulan difuse (kanan)
3.3.
Pembiasan (refraksi) Jika seberkas sinar mengenai bidang batas sebuah medium yang transparan, maka
sinar tersebut akan merambat dalam medium kedua dengan mengalami perubahan arah penjalaran atau pembelokan yang sering dikenal dengan istilah pembiasan (refraksi). Perubahan arah perambatan sinar ini terjadi karena adanya perubahan cepat rambat cahaya dalam medium. Seperti halnya pemantulan cahaya, pada pembiasan juga berlaku hokum Snellius yaitu: 1. Sinar dating, sinar bias, dan garis normal terhadap bidang batas terletak pada bidang yang sama. 2. Sudut datang (θi), sudut bias (θt), dan cepat rambat cahaya dinyatakan dengan persamaan = dimana v1 = kecepatan cahaya pada medium 1 dan v2 = kecepatan cahaya pada medium 2 Jika medium 1 adalah udara dan medium 2 adalah kaca (glass) maka indeks bias =
kaca =
sehingga persamaan pembiasan pada hokum Snellius dapat juga dituliskan
. Ilustrasi jalannya sinar pada proses pembiasan ditunjukkan pada Gambar 3. 3.
10
BAB 3
OPTIKA
Gambar 3. 3 Ilustrasi jalannya sinar pada proses pembiasan (refraksi)
Nilai indeks bias kaca lebih besar dari udara dan oleh karenanya cepat rambat cahaya dalam kaca lebih kecil dibandingkan dengan cepat rambat cahaya di udara. Jika caha merambat dari udara menuju kaca maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal dan sebaliknya jika sinar merambat dari kaca ke udara maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Gambaran tentang jalannya sinar dalam hal ini diberikan pada Gambar 3. 4.
Gambar 3. 4 Proses embiasan pada dua medium yang berbeda
Secara umum nilai indeks bias suatu benda atau medium didefinisikan sebagai
11
BAB 3
OPTIKA
Ketika merambat dari medium satu ke medium yang lain, cahaya tidak mengalami perubahan frekuensi atau f1=f2=f. Sementara hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang dinyatakan dengan v = λ.f sehingga kita dapat menuiskan:
Atau
Jika medium 1 adalah vakum dan panjang gelombang pada vakum adalah λmaka indeks bias medium dinyatakan dengan
3.4.
Cahaya yang melewati kaca plan paralel (slab) Perhatikan diagram perambatan sinar pada Gambar 3. 5 berikut. Tampak bahwa sinar
yang masuk dan keluar kaca plan parallel adalah sejajar namun mengalami pergeseran dengan jarak d.
Gambar 3. 5 Perambatan sinar pada kaca plan paralel
12
BAB 3
3.5.
OPTIKA
Prinsip Huygens Prinsip Huygens merupakan metode geometris untuk menentukan bentuk muka
gelombang pada suatu saat bila diketahui muka gelombang pada saat sebelumnya.
Gambar 3. 6 Ilustrasi prinsip Huygens untuk muka gelombang berbentuk bidang datar (kiri) dan muka gelombang berbentuk bola (kanan).
Setiap titik pada muka gelombang lama berfungsi sebagai sumber gelombang bola dan muka gelombang setelahnya diperoleh dari garis singgung atau tangent muka gelombang – muka gelombang bola tersebut.
13
BAB 3 3.6.
OPTIKA
Aplikasi Prinsip Huygens pada pemantulan
14
