Modul Gelombang Cahaya

2. 1ID10
 Agusana (30413385)
 Eko Septio Kurniawan (32413839)
 Elsa Zahara Askia (32413882)
 Ian Seta Ramadhan (34413165)
 Indah Wulandari (34413373)
 Luthfi Hadi Kurniawan (35413095)
 M Nurhadi (36413054)
 Prihase Kartika Sari (36413919)

3. Pengertian
Gelombang
Optika
Sifat-Sifat
Cahaya
Fakta
Cahaya
Soal
Cahaya
Prihase

4. Penger
tian
GELOMBANG
CAHAYA
Prihase

5. Definisi gelombang sendiri secara sederhana
adalah getaran yang merambat.
Dalam sebuah gelombang sudah pasti ada
getaran. Namun getaran tidak selalu berarti
gelombang.
Prihase

6. Dalam kajian ilmiah, cahaya digolongkan sebagai
gelombang. Merupakan energi dengan bentuk gelombang
elektromagnetik, kasat mata dan memiliki panjang
gelombang yang berkisar di angka 380 sampai 750 nm.
Sementara itu, khusus dalam kajian fisika, gelombang
cahaya sendiri diartikan sebagai radiasi elektromagnetik
yang kasat mata maupun tidak.
Di sisi lain, cahaya diartikan sebagai paket partikel yang
disebut foton.
Kedua definisi ini tidak berlawanan tetapi menunjukkan sifat
cahaya secara bersama. Sifat ini dikenal dengan nama
“Dualisme Gelombang-Partikel”.
Prihase

7. Optika
INTENSITAS
FREKUENSI
PANJANG GELOMBANG
POLARISASI
Prihase

8. Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya
era optika klasik yang mempelajari besaran optik
seperti:intensitas, frekuensi atau panjang
gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat
cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan
dengan pendekatan paraksial geometris
seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat
optik fisisnya
yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi.
Masing-masing studi optika klasik ini disebut
denganoptika geometris (en:geometrical optics)
dan optika fisis (en:physical optics).
Prihase

9. Intensitas cahaya adalah besaran pokok fisika untuk mengukur daya yang dipancarkan
oleh suatu sumber cahaya pada arah tertentu per satuan sudut. Satuan SI dari
intensitas cahaya adalah Candela (Cd). Dalam bidang optika dan fotometri (fotografi),
kemampuan mata manusia hanya sensitif dan dapat melihat cahaya dengan panjang
gelombang tertentu (spektrum cahaya nampak) yang diukur dalam besaran pokok ini.
Intensitas cahaya monokromatik pada panjang gelombang adalah:
di mana
intensitas cahaya dalam satuan Candela,
intensitas radian dalam unit W/sr,
fungsi intesitas standar.
Intensitas cahaya total untuk semua panjang gelombang menjadi:
Eko

10. Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam satuan
waktu yang diberikan.
Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz
(Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan
fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang
terjadi satu kali per detik.
Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian /
peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi (
f ) sebagai hasil kebalikan dari periode ( T), seperti nampak dari rumus di bawah
ini :
dengan f adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik).
Elsa

11. Elsa

12. Gambar panjang gelombang :
keterangan :
λ = Panjang gelombang (meter)
V = Cepat rambat gelombang
(m/s)
T = Periode gelombang (sekon)
f = Frekuensi gelombang (Hz)
Rumus panjang gelombang :
λ = V . T
λ =
Elsa

13. Ian

14. Adapun syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut
mempunyai arah osilasi tegak lurus terhadap bidang
rambatannya. Gelombang bunyi, berbeda dengan gelombang
cahaya, tidak dapat terpolarisasi sehingga dia bukan gelombang
transversal. Suatu cahaya dikatakan terpolarisasi apabila cahaya
itu bergerak merambat ke arah tertentu. Arah polarisasi
gelombang ini dicirikan oleh arah vektor bidang medan listrik
gelombang tersebut serta arah vektor bidang medan magnetnya.
Ian
Polarisasi dapat terjadi akibat
beberapa hal, yaitu :
1) Absorpsi (penyerapan)
selektif
2) Pemantulan dan Pembiasan
3) Hamburan
4) Pemutaran bidang polarisasi

15. Sebagai gelombang transversal, cahaya dapat
mengalami polarisasi. Polarisasi cahaya dapat
disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi
(pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan
(refraksi) ganda dan hamburan.
Ian

16. 1. Polarisasi Refleksi
2. Polarisasi Absorsi Selektif
3. Polarisasi Pembiasan Benda
Ian

17. Sifat-Sifat
Cahaya
INTERFERENSI
DIFRAKSI
REFRAKSI
REFLEKSI
DISPERSI
Prihase

18. Prihase

19. Interferensi gelombang dapat terjadi apabila :
1) Terdapat dua buah gelombang cahaya yang koheren (beda fasenya
tetap)
2) Bertemu di satu titik
Interferensi maksimum menghasilkan daerah terang, sedangkan
Interferensi minimum menghasilkan daerah gelap.
Pola ini dapat berulang membentuk pola gelap-terang yang
bergantian.
Dua gelombang datang bersama pada suatu tempat.
Macam Interferensi
a. Interferensi Konstruktif (saling menguatkan)
b. Interferensi Destruktif (saling melemahkan)
Syarat interferensi :
Koheren (beda fase selalu tetap)
Frekuensi sama
Amplitudo hampir sama
Prihase

20. Prihase

21.  Beda fase
 Beda lintasan
 Pita Terang
“ kelipatan genap π “
“ kelipatan genap ½ λ “
n = 0, 1, 2, 3...
Prihase

22.  Beda fase
 Beda lintasan
 Pita Gelap
“ kelipatan ganjil π “
“ kelipatan ganjil ½ λ “
n = 1, 2, 3...
Prihase

23.  Jarak antara pita gelap & terang
berdekatan
T2
G2
T1
G1
T0
Δy
Δy
Δy
Δy
Keterangan :
L : jarak layar (m)
λ : panjang gelombang
(m)
d : lebar celah (m)
Prihase

24. Indah W

25. Prinsip Huygens-Fresnel : setiap titik dari muka-muka gelombang yang tidak
terganggu, pada saat tertentu bertindak sebagai sumber muka-muka
gelombang speris kedua (frekuensinya sama dengan sumber primer).
Amplitudo medan optik (listrik/magnet) di suatu titik merupakan superposisi dari
muka-muka gelombang.
Jika panjang gelombang (λ) lebih besar dibandingkan dengan lebar celah (d),
maka gelombang akan disebar keluar dengan sudut yang cukup besar.
i
Indah W

26. DIFRAKSI FRESNEL DIFRAKSI FRAUNHOFER
Jarak sumber ke celah dan celah
ke layar dekat, tidak perlu sejajar,
celah lebar dan tidak sempit
Difraksi ini membahas tentang :
1. lubang bulat
2. celah persegi
3. penghalang berbentuk piringan
4. penghalang berbentuk lancip
(tajam)
Letak sumber cahaya dan layar
jauh sekali dari celah. Berkas yang
memasuki celah harus sejajar dan
yang keluar dari celah harus
sejajar
Difraksi ini membahas tentang :
1. Celah tunggal (single slit)
2. Lubang bulat (circular aperture)
3. Dua celah sempit
4. Kisi (celah banyak)
Jika sebuah difraksi fresnel ditempatkan lensa cembung pada sinar
yang masuk dan sinar yang keluar dari celah maka sinar dianggap
sejajar dan disebut sebagai difraksi faunhofer.
Indah W

27. Indah W

28. Indah W

29. Indah W

30. Difraksi pada celah majemuk (kisi)
a. Difraksi maksimum
d sin  n n 1,2,3,...
b. Difraksi minimum
d  n  n
  
 
d jarak antara celah kisi (tetapan kisi)
Jumlah goresan atau garis per cm
orde
1
Dengan
1,2,3,...
1
2
sin (2 1)


N
n
N
d
Indah W

31. Luthfi

32. Panjang gelombang akan bertambah atau berkurang
dengan frekuensi yang sama, karena sifat gelombang
cahaya yang transversal (bukan longitudinal).
Pengetahuan ini yang membawa kepada
penemuan lensa dan refracting telescope.Refraksi di
era optik fisis dijabarkan sebagai fenomena perubahan
arah rambat gelombang yang tidak saja tergantung pada
perubahan kecepatan, tetapi juga terjadi karena faktor-faktor
lain yang disebut difraksi dan dispersi.
Luthfi
Refraksi terbagi atas 3 jenis, diantaranya :
• Refraksi
ganda atau birefringence atau double
refraction
• Refraksi gradien
• Refraksi negatif

33. Refleksi (atau pemantulan) adalah perubahan arah rambat
cahaya ke arah sisi (medium) asalnya, setelah menumbuk
antarmuka dua medium.
Refleksi pada era optik geometris dijabarkan dengan hukum
refleksi yaitu:
Sinar insiden, sinar refleksi dan sumbu normal antarmuka ada
pada satu bidang yang sama
Sudut yang dibentuk antara masing-masing sinar insiden dan
sinar refleksi terhadap sumbu normal adalah sama besar.
Jarak tempuh sinar insiden dan sinar refleksi bersifat reversible.
Eko

34. Refleksi spekular (en:specular reflection) dikenal pada era optika fisis sebagai
refleksi yang terjadi pada antarmuka yang mengkilap yang merupakan sebab akibat dari
hukum refleksi. Refleksi spekular mempunyai beberapa model antara lain model
refleksi Phong dan Cook-Torance.
Refleksi difusi (en:diffused reflection) adalah perubahan arah rambat gelombang
cahaya yang terjadi setelah menumbuk antarmuka granular yang tidak rata dengan
hamburan cahaya kembali ke arah sisi (medium) asalnya dengan banyak sudut pantul.
Refleksi difusi adalah fungsi komplemen dari refleksi spekular, diperkenalkan pertama
kali oleh Johann Heinrich Lambert melalui Photometria pada tahun 1760. Hasil studi
pengamatan Lambert pada intensitas cahaya refleksi terhadap antarmuka yang kusam
(en:matte), kemudian disebut hukum kosinus Lambert dengan reflektansi Lambert dan
antarmuka Lambert.
Contoh perbedaan antara refleksi difusi dengan refleksi spekular dapat ditemui pada
warna cat yang kusam dan mengkilap. Cat kusam menampakkan sifat refleksi difusi,
sedangkan cat kilap menonjolkan sifat refleksi spekular. Banyak obyek kasat mata dapat
terlihat karena sifat refleksi difusi ini. Hamburan cahaya dari permukaan obyek tersebut
yang menjadi mekanisme utama pengamatan fisis manusia[1][2] dan fotometri.
Eko

35. Agusana

36. Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna
cayaha memiliki panjang gelombang yang
berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda.
Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa
warna, yaitu merah, hijau dan biru.
Putih disebut warna polikromatik, yaitu warna
cahaya yang masih bisa diuraikan lagi menjadi
warna-warna dasar.
Merah, hijau dan biru merupakan warna dasar
atau warna monokromatik, yaitu warna cahaya
yang tidak dapat diuraikan kembali.
Agusana

37. Pembiasan sinar
bintang
Karena cahaya bintang
meranbat dari ruang
hampa ke atmosfer
yang kerapatannya
berbeda-beda, maka
cahaya tersebut
dibiaskan mendekati
garis normal,
sehingga bintang
yang kita lihat tidak
tepat pada posisi
aslinya. Agusana

38. Kayu yang bengkok dan
kolam yang dangkal.
Bila kita memasukkan
sebagian kayu kedalam
air, maka kita melihat
kayu membengkok.
Dan bila kita perhatikan
dasar kolam, kolam akan
tampak lebih dangkal.
Agusana

39. Pelangi
Pelangi adalah hasil dari
pembiasan dan dispersi
cahaya oleh titik-titik air
yang ada di udara
Agusana

40. Fatamorgana
Pada siang hari yang panas terik kita sering melihat
bayangan air pada jalan. Hal ini disebabkan oleh cahaya
matahari yang mengalami pemantulan sempurna karena
perbedaan kerapatan udara diatas jalan.
Di sana
sepertinya
ada air?
Agusana

41. .
Prihase

42.  Gelombang cahaya dikelompokkan sebagai gelombang
elektromagnetik. Mengapa?
 Sebab mampu merambat meski tidak ada mediumnya.
 Gelombang cahaya dikenal juga sebagai gelombang
longitudinal. Mengapa?
 Sebab memiliki arah getaran yang paralel atau searah
dengan rambatan.
 Gelombang cahaya juga dimasukkan ke dalam contoh
gelombang transversal. Mengapa?
 Sebab merupakan jenis gelombang yang memiliki arah
getar dari setiap partikel dan tegak lurus bersama
dengan arah perambatan gelombang itu sendiri.
Prihase

43.  Frekuensi suatu gelombang bunyi adalah 40
Hz. Jika cepat rambat gelombang bunyi di
udara 320 m/s, tentukan panjang gelombang
bunyi tersebut :
 Pembahasan :
 Diketahui : f = 40 Hz
 V = 320 m/s
 Ditanyakan : Panjang gelombang ( λ ) = ...... ?
 Jawab :
 λ = V/ f
 = 320 / 40
 = 8 meter.
Elsa

44. Seberkas sinar mempunyai panjang gelombang 9450 Å
ditujukan tegak lurus pada sebuah kisi difraksi.
Interferensi maksimum terjadi dengan membentuk
sudut 30°. Banyak goresan pada kisi tersebut setiap cm
adalah…
Dik : 1 A = m
Panjang gelombang (λ) = 9450 A = 9450 x m
 = 30˚
Dit : d ?
Jawab :
d.sin = n.λ
d(sin 30) = (1)(9450 x m)
d(0,5) = (1)(9450 x m)
d =
d = 18900 m
d = 18900 x cm
Indah W