Fisika

Polarisasi karena Pembiasan dan Pemantulan

Sobat Pintar, polarisasi cahaya yang dipantulkan oleh permukaan transparan akan maksimum bila sinar pantul tegak lurus terhadap sinar bias. Sudut datang dan sudut pantul pada saat polarisasi maksimum disebut sudut Brewster atau sudut polarisasi (i_P).

Arah sinar pantul (i_P) tegak lurus dengan sinar bias (r '), maka berlaku :

i_P + r ' = 90°

atau

r ' = 90° – i_P

Menurut Snellius:

n = tan i_P 

Keterangan:

n = indeks bias relatif bahan polarisator terhadap udara
i_P = sudut pantul
r ' = sudut bias

Pada tahun 1812 Francois Arago membuat salah satu filter polarisasinya yang pertama yang dibuat dari lembaran kaca yang ditumpuk.

Polarisasi karena Pembiasan Ganda (Bias Kembar)

Bias ganda merupakan sifat yang dimiliki beberapa kristal tertentu (terutama kalsit) untuk membentuk dua sinar bias dari suatu sinar datang tunggal. Sinar bias (ordinary ray) mengikuti hukum-hukum pembiasan normal. Sinar bias lain, yang dinamakan sinar luar biasa (extraordinary ray), mengikuti hukum yang berbeda. Kedua sinar tersebut bergerak dengan kelajuan yang sama, di mana cahaya sinar biasa terpolarisasi tegak lurus terhadap cahaya sinar luar biasa.

Polarisasi karena Absorpsi Selektif

Sobat Pintar, kita lanjut ke topik berikutnya!

Cahaya yang terpolarisasi bidang bisa diperoleh dari cahaya yang tidak terpolarisasi dengan menggunakan bahan bias ganda yang disebut polaroid. Polaroid terdiri atas molekul panjang yang rumit yang tersusun paralel satu sama lain. Jika satu berkas cahaya terpolarisasi bidang jatuh pada polaroid yang sumbunya membentuk sudut terhadap arah polarisasi datang, amplitudonya akan diperkecil. Karena intensitas berkas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo, maka intensitas terpolarisasi bidang yang ditransmisikan oleh alat polarisasi adalah :

dengan I₀ adalah intensitas datang.

Alat polarisasi menganalisis untuk menentukan apakah cahaya terpolarisasi dan untuk menentukan bidang polarisasi adalah polaroid.

Cahaya yang tidak terpolarisasi terdiri atas cahaya dengan arah polarisasi (vektor medan listrik) yang acak, yang masing-masing arah polarisasinya diuraikan menjadi komponen yang saling tegak lurus. Ketika cahaya yang tidak terpolarisasi melewati alat polarisasi, satu dari komponen-komponennya dihilangkan. Jadi, intensitas cahaya yang lewat akan diperkecil setengahnya karena setengah dari cahaya tersebut dihilangkan.

I = 1/2 I₀

Polarisasi karena Hamburan

Hamburan didefinisikan sebagai suatu peristiwa penyerapan dan pemancaran kembali suatu gelombang cahaya oleh partikel. Fenomena yang menerapkan prinsip ini antara lain warna biru pada langit dan warna merah yang terlihat ketika Matahari terbenam.

Penghamburan cahaya oleh atmosfer bumi bergantung pada panjang gelombang . Untuk partikel-partikel dengan panjang gelombang yang jauh dari panjang gelombang cahaya, misalnya molekul udara, hal itu tidak menjadi rintangan yang terlalu besar bagi panjang dibandingkan dengan panjang gelombang yang pendek.

Matahari memberikan sinar putih yang dihamburkan oleh molekul udara ketika memasuki atmosfer bumi. Sinar biru dihamburkan lebih banyak daripada warna lain, sehingga langit tampak berwarna biru. Ketika Matahari terbenam, berada di kerendahan langit, cahaya dari akhir spektrum biru dihamburkan. Matahari terlihat berwarna kemerahan karena warna dari akhir spektrum lewat ke mata kita, tetapi warna biru lolos. Proses penghamburan yang terjadi menjelaskan polarisasi cahaya langit.

1.

Dalam sebuah bejana diisi air yang indeks biasnya 1,33. Jika cahaya monokromatik dari air diarahkan ke udara maka berapakah sudut yang harus diberikan pada cahaya agar terjadi polarisasi?

A. 23^o
B. 28^o
C. 37^o
D. 43^o
E. 50^o

2.

Suatu berkas cahaya dijatuhkan pada permukaan kaca yang memiliki indeks bias 1,54. Berapa derajat sudut polarisasi nya?

A. 24^o
B. 32^o
C. 38^o
D. 42^o
E. 57^o

3.

Cahaya tak terpolarisasi mengenai polaroid pertama yang memiliki intensitas I_o. Jika sudut antara kedua sumbu polarisasi dari kedua polaroid adalah 30^o. Tentukan intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid pertama dan kedua !

A. 3/8 I_o
B. 1/2 I_o
C. 3/4 I_o
D. 7/8 I_o
E. 1/8 I_o

4.

Cahaya merupakan gelombang transversal. Hal ini menunjukkan adanya peristiwa.…

A. interferensi
B. refraksi
C. refleksi
D. difraksi
E. polarisasi

5.

Cahaya tak terpolarisasi dengan intensitas I dilewatkan pada sekeping polarisator sehingga intensitas cahaya yang keluar keping polarisator menjadi B. Jika polarisator diputar 900 maka intensitas cahaya yang keluar dari polarisator akan ….

A. menjadi nol
B. menjadi 1/8 B
C. menjadi 1/4 B
D. menjadi 1/2 B
E. tetap B