Optika Fisis

8,237 views

Published on

MATERI PRESENTASI FISIKA UNTUK ANAK SMA KELAS XII PADA SEMESTER GANJIL. SUDAH SAYA SUSUN DENGAN RINCI, MENARIK DAN DETAIL, SEHINGGA MEMUDAHKAN ANDA UNTUK MEMPELAJARINYA. Kunjungi saya di http://aguspurnomosite.blogspot.com

Published in: Education
  • Be the first to comment

Optika Fisis

  1. 1. OPTIKA FISISDrs. Agus Purnomo aguspurnomosite.blogspot.com Created by Jamari, S.Pd.
  2. 2. OPTIKA FISIS
  3. 3. OPTIKA FISIS A. DISFERSI B. INTERFERENSI C. DIFRAKSI D.POLARISASIPeristiwa Perpaduan dua Gejala Gejalaperuraian gelombang pelenturan pengkutubancahaya yang memiliki gelombang gelombangpolikromatik beda fase pada celah hingga hanya(putih) menjadi konstan sempit memiliki satuspektrum (koheren) atah getar sajacahaya 1. Polarisasi 1. Interferensi 1. Difraksimonokromatik akibat celah ganda pada celah tunggal penyerapan1. Sudut 2. Interferensi 2. Difraksi 2. Polarisasi deviasi pada selaput pada celah akibat2. Sudut tipis pemantulan majemuk dispersi 3. Cincin 3. Difraksi dan 3. Polarisasi3. Warna Newton akibat bias alat optik benda kembar
  4. 4. PERKEMBANGAN TEORI TENTANG CAHAYATeori abad ke-10 Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham /Alhazen (965–sekitar 1040), menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu.
  5. 5. Teori Partikel Isaac Newton (1675) bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Teori ini dapat digunakan untuk menerangkan pemantulan cahaya, tetapi ketika menerangkan pembiasan cahaya ia menghadapi batu sandungan, karena cahaya harus dianggap menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat karena daya tarik gravitasi lebih kuat.
  6. 6. Teori Gelombang Christiaan Huygens (1678) menyatakan bahwa cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai muka-muka gelombang. Pandangan ini menggantikan teori partikel halus. Hal ini karena gelombang tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. (Lalu apa medium perambatan cahaya?) Suatu hipotesis yang disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.
  7. 7. Teori Elektromagnetik James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet, ia tidak memerlukan medium untuk merambat.
  8. 8. Teori Kuantum Teori ini di mulai pada abad ke- 19 oleh Max Planck, yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari paket (kuanta) energi yang dikenal sebagai Foton.
  9. 9. TeoriDualitas Partikel-Gelombang  Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Pertamakali di jelaskan oleh albert Einstein pada awal abad 20, berdasarkan karya tulisnya tentang efek fotolistrik, dan hasil penlitian Planck.  Lebih general lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang.
  10. 10. 1. DISPERSI CAHAYABila seberkas sinar putih(Polikromatik) mengenai batas antaradua media bening yang mempunyaiindeks bias berbeda, maka selaindibiaskan, berkas sinar inipun akandiuraikan menjadi berbagai warna, halini secara sederhana dapat digunakanprisma sebagai media bening. Kebergantungan laju gelombang dan indeks refraksi terhadap panjang gelombang dinamakan dispersi.
  11. 11. A. DISFERSI Cahaya polikromatik Spekrum cahaya- cahaya monokromatik (MEJIKUHIBINIU) Sudut deviasi Semaki Dari merah ke Indeks bias n besar ungu frekuensi Besar sudut penyimpangan arah sinar Sudut deviasi (D) datang dan kelaur dari prisma,  D  i1  r2   Jik i1  r2 i1 D a r2 terjadi deviasi ( ) minimum      nudara =1 nprisma=n sin  n sin   2  2Jika sudut pembiasa prisma    <15o berlaku :   n  1 n=indeks bias
  12. 12. Kesimpulan :Sudut deviasi dipengaruhi 1. Indeks bias prisma (n)oleh : 2. Sudut pembias prisma (  )Indeks bias prisma tergantung 1. Jenis bahan prismapada : 2. Jenis sinar yang datang pada prismaPada peristiwa dispersi:1. Sinar ungu terdeviasi paling besar karena indeks biasnya terbesar2. Sinar merah terdeviasi paling kecil karena indeks biasnya terkecil  Selisih sudut deviasi antara dua warna cahaya disebut sudut dispersi Dm   Du  Dm Du Untuk sinar yang mengalami deviasi minimum :   u  m
  13. 13. Kesimpulan :Sudut deviasi dipengaruhi 1. Indeks bias prisma (n)oleh : 2. Sudut pembias prisma (  )Indeks bias prisma tergantung 1. Jenis bahan prismapada : 2. Jenis sinar yang datang pada prismaPada peristiwa dispersi:1. Sinar ungu terdeviasi paling besar karena indeks biasnya terbesar2. Sinar merah terdeviasi paling kecil karena indeks biasnya terkecil  Selisih sudut deviasi antara dua warna cahaya disebut sudut dispersi Dm   Du  Dm Du Untuk sinar yang mengalami deviasi minimum :   u  m
  14. 14. Refleksi, Refraksi, Dispersi dan Pelangi Tetesan air - dari air hujan - adalah salah contoh benda yang tersedia di alam yang bisa menguraikan cahaya putih. Ketika seberkas cahaya putih mengenai setetes air, tetesan air ini berprilaku seperti prisma. Dia menguraikan sinar putih tadi sehingga terciptalah warna-warna pelangi. Terciptalah pelangi.Cahaya matahari datang dari belakang pengamat, direfraksikanke dalam sebuah tetes air, kemudian ia akan dirfleksikan daripermukaan belakang tetesan air, selanjutnya direfraksikankembali ke udara. Dalam semua prosesnya cahaya mengalamidispersi, maka terurailah cahaya putih menjadi pelangi.
  15. 15. DAFTAR PANJANG GELOMBANG YANG DIPANCARKAN OLEH MATAHARI
  16. 16. HAMBURAN CAHAYA Cahaya yang kita lihat dari matahari adalah cahaya yang telah mengalami penyerapan kemudian diradiasikan kembali oleh molekul-molekul di atmosfer.Peristiwa molekul menyerap dan kemudian meradiasikan kembali suatu cahaya dinamakan sebagai HAMBURAN CAHAYA. Peristiwa inilah yang menjadi “dalang” dibalik rahasia mengapa langit berwarna biru ketika siang hari, dan berwarna merah ketika pagi atau sore hari. Bisakah anda jelaskan detailnya ???
  17. 17. Langit hanya berwarna biru di siang hari. Bumidiselubungi lapisan udara yang disebut atmosfer udarayang terdiri atas partikel-partikel kecil. Cahaya darimatahari dihamburkan oleh partikel-partikel kecil tersebut.Tetapi kita tahu, cahaya dari matahari terdiri dari paduansemua warna, dari merah, kuning, hijau, biru, hinggaungu. Warna-warna itu memiliki frekuensi yang berbeda.(Merah < kuning < hijau < biru < ungu).Semakin besar frekuensi cahaya, semakin kuat cahayaitu dihamburkan.Warna langit adalah sebagian cahaya matahari yangdihamburkan. Karena yang paling banyak dihamburkanadalah warna berfrekuensi tinggi (hijau, biru, dan ungu),maka langit memiliki campuran warna-warna itu, yangkalau dipadukan menjadi biru terang.
  18. 18. LANGIT BERWARNA MERAH DI SORE HARI Pada sore hari, sering matahari berubah warna menjadi merah. Pada saat itu, sinar matahari yang sudah miring menempuh jarak lebih jauh untuk mencapai mata kita, sehingga semakin banyak cahaya yang dihamburkan. Sehingga yang banyak tersisa adalah cahaya frekuensirendah, yaitu merah. Di bulan dan di planet yang tidak memiliki atmosfir, cahaya matahari tidak dihamburkan, sehingga langit selalu berwarna hitam, walaupun di siang hari.
  19. 19. 2. Interferensi Celah Ganda Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801 Ketika dua gelombang yang koheren menyinari/melalui dua celah sempit, maka akan teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar.Interferensi Maksimum : gelombang saling memperkuat/konstruktif, menghasilkan garis terang Interferensi Minimum : gelombang saling memperlemah/destruktif, menghasilkan garis gelap
  20. 20. Paduan GelombangSyarat terjadinya interferensiSumber harus bisa mempertahankan suatubeda fasa yang tetap (sumber koheren).Sumber harus monokromatis dan menghasilkancahaya dengan panjang gelombang sama.
  21. 21. POLa Interferensi Celah Ganda
  22. 22. Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempitmempunyai perbedaan (beda lintasan), hal ini yangmenghasilkan pola interferensi.
  23. 23.  Interferensi maksimum Interferensi maksimum disebut juga interferensi konstruktif, akan menghasilkan garis terang pada layar d sin θ = n λ; n = 0, 1, 2 ………. Bilangan n disebut orde terang . Untuk n = 0 disebut terang pusat, n = 1 disebut terang ke-1 dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dengan demikian : pd/l = nλ Dengan p adalah jarak terang ke-n ke pusat terang.
  24. 24. Interferensi minimumInterferensi minimum akan menghasilkan garis gelap pada layar d sin θ = (n – ½ )λ; n = 1, 2, 3 …………Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke 0. Untuk n = 1 disebut gelap ke-1 dst. Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka pd/l = (n – ½ )λ Dengan p adalah jarak gelap ke-n ke pusat terang.
  25. 25.  Contoh Soal: Pada percobaan young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan yang lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombangnya adalah……
  26. 26. 3. INTERFERENSI PADA LAPISAN SABUN (Wedge Shaped Film)
  27. 27.  Ketika cahaya dipantulkan dari buih sabun atau dari layar tipis dari minyak yang mengambang dalam air terlihat bermacam-macam warna. Hal ini akibat pengaruh inteferensi antara dua gelombang cahaya yang dipantulkan pada permukaan yang berlawanan dari lapisan tipis larutan sabun atau minyak
  28. 28. Sinar 1 dan sinar 2 akan sefase, interferensi maksimum jika: , m = 0, 1, 2,…. 2d  (m  1 2 ) n Jika sinar 1 dan sinar 2 berlawanan fase, terjadi interferensi minimum pada : , m = 0, 1, 2, ……  2d  m n
  29. 29. Difraksi.Peristiwa pembelokan arah sinar jika sinar tersebut mendapathalangan.Penghalang yang dipergunakan biasanya berupa kisi, yaitucelah sempit.
  30. 30. Difraksi cdlah tunggald sin θ = n λ , n = 1,2,3, … ( minimum garis gelap )d sin θ = ( n - 1 )λ/2 , n = 0,1,2,… ( maksimum garis terang )
  31. 31. Difraksi kisi (celah banyak) Kisi adalah kepingan kaca yang digores, menurut garis sejajar sehingga dapat bekerja sebagai celah yang banyak jumlahnya. Jika N menyatakan banyak garis per satuan panjang (misal cm)maka tetapan kisi adalah kebalikan dari N. d = 1/N d sin θ = n λ , n = 1,2,3, … ( MAKSIMUM garis terang) d sin θ = ( n - 1 ) λ/2 , n = 0,1,2,… ( MINIMUM garis gelap)
  32. 32. Polarisasi Pengkutuban daripada arah getar dari gelombang transversal. (Dengan demikian tidak terjadi polarisasi pada gelombang longitudinal Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal, dan tidak terjadi pada gelombang longitudinal. Gelombang cahaya dapat terpolarisasi karena gelombang cahaya adalah gelombang transversal, sedangkan gelombang bunyi tidak dapat terpolarisasi karena gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal
  33. 33. PolarisasiModel Cahaya tak terpolarisasi
  34. 34. akibat pembiasan dan pemantulanCahaya pantul terpolarisasi sempurna jika sudut datang imengakibatkan sudut bias rb dgn sudut pantul rp saling tegak lurusSudut datang ini disebut sudut polarisai atau sudut Brewster i  r p dan r p  rb  90 o rb  90  r p o i rp sin i n2 Hukum Snellius :  n1 sin rb n1 n2 90o sin r p n2  sin 90  r p  n 1 o rb sin r p n2  cos r p n1 n2 tan r p  n1 Hukum Bwester
  35. 35. Akibat absorpsi (cara lebih umum)Menyerap semua gelombang yang tak diinginkan dan meloloskangelombang yang arah getar medan listriknya tertentu  1 I 2  I 1 cos  2 Io I1  Io Polarisato 2 Analisator 1 r I 2  I 0 cos  2 2 E  Ey Rumus Malus Ex sejajar Sinar Jika sumbu transisi terang polarisator dan analisator Sinar tegak lurus redup  Vektor medan E membentuk sudut dengan sumbu transisi sehingga E terdiri dari komponen Ex dan Ey Komponen Ex diserap oleh polaroid dan Ey diteruskan cos  karena I y  E o cos  2 E y  E Iy  Ey 2
  36. 36. Perputaran arah polarisator dapat dilakukan dengan melewatkansinar terpolarisasi melalui suatu zat (larutan gula, kristal kwarsa)yang disebut zat optik aktif Cahaya terpolarisasi L  Polarisato Analisator Berisi zat optik r aktifBesarnya sudut perubahan arah polarisasi cahaya ( ) tergantung kepada : larutan (L)1. Panjang2. Konsentrasi larutan (C) 3. Sudut putar jenis larutan ( )   CL 
  37. 37. Optika Fisis Kinematika Gerakaguspurnomosite.blogspot.com

×