E. Polarisasi Cahaya
1. Penyerapan
Polarisasi akibat
penyerapan terjadi jika cahaya melalui zat yang dapat memutar bidang
polarisasi gelombang cahaya. Zat semacam ini disebut zat optik aktif.
Contoh zat ini adalah larutan gula.
Anggaplah seberkas cahaya tak terpolarisasi menembus filter polaroid A. Setelah melalui A hanya
cahayan yang memiliki arah getar tertentu saja yang dapat menembus.
Cahaya yang hanya memiliki arah getar tertentu ini disebut cahaya
terpolarisasi. Ketika kedudukan bidang polarisasi A sejajar dengan B, cahaya diteruskan oleh polaroid B, sehingga mata dapat melihat cahaya atau benda. Selanjutnya.
polaroid B diputar 90° terhadap sumbu sinar datang. Bidang polarisasi B menjadi tegak lurus bidang polarisasi A atau
tegak lurus bidang getar cahaya terpolarisasi. Pada keadaan ini mata
tidak dapat melihat cahaya atau benda karena cahaya diserap oleh polaroid B.
Untuk lebih jelasnya, mari kita melakukan praktik berikut!
Praktikum 3
Laksanakan bersama kelompokmu!
Polarisasi Cahaya
A. Tujuan
Mengamati terjadinya polarisasi cahaya.
B. Alat dan Bahan
1. Bangku optik 1 buah
2. Filter polarisasi 1 buah
3. Lilin 1 buah
4. Filter analisator 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Susunlah alat dan bahan seperti gambar berikut!
2. Aturlah agar kedua filter menunjukkan angka nol!
3. Amatilah sinar lilin yang menembus filter dari jendela filter B!
4. Putarlah perlahan-lahan filter B, amati apa yang terjadi pada cahaya lilin!
5. Catatlah pada sudut berapa saja nyala lilin terlihat paling gelap!
6. Diskusikan hasilnya dengan kelompokmu!
7. Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan yang telah kamu lakukan!
8. Presentasikan hasil pengamatan yang telah kamu lakukan di depan kelas!
9. Peringatan:
a. Hati-hatilah dalam menggunakan peralatan laboratorium.
b. Jaga kebersihan lingkungan dan tubuhmu!
c. Setelah selesai, kembalikan peralatan pada tempat semula dalam keadaan baik.
3. Pemantulan
Ketika cahaya
mengenai bidang batas dua medium optik dengan kerapatan berbeda,
sebagian cahaya akan dipantulkan. Hal ini dapat menimbulkan
terjadinya polarisasi. Tingkat polarisasi bergantung pada sudut datang
dan indeks bias kedua medium. Cahaya yang terpantul akan
terpolarisasi seluruhnya ketika sudut datang sedemikian sehingga antara
sinar bias dan sinar pantul saling tegak lurus.
Berdasarkan hukum Snellius, besarnya sudut datang saat terjadi polarisasi adalah:
n₁ sin θp = n₂ sin θ’p . . . (3.13)
θp + θ’p = 90°
θ’p = 90° – θp
Dengan demikian persamaan 3.13 menjadi:
n₁ sin θp = n₂ sin (90°– θp) Berdasarkan trigonometri sin (90° – θp) = cos θp, sehingga
. . . (3.14)
Persamaan 3.14 dikenal sebagai hukum Brewster.
Contoh Soal
Tentukanlah besar sudut datang polarisasi pada kaca dengan indeks bias 1,5!
Penyelesaian:
Diketahui:
n₁ = 1
n₂ = 1,5
Ditanyakan: θp = . . .?
Jawab:
θp = 56,3°
| |
4. Pembiasan Ganda
Gejala pembiasan
ganda merupakan fenomena rumit yang terjadi pada kristal kalsit atau
kristal plastik yang ditegangkan, misalnya selofen. Pada kebanyakan
zat, laju cahaya adalah sama untuk semua arah. Pada kristal kalsit,
laju cahaya bergantung arah rambat pada material tersebut. Zat semacam
ini disebut zat isotropik.
Ketika berkas cahaya masuk pada zat isotropik, berkas tersebut terpisah menjadi dua bagian yang disebut berkas sinar biasa dan sinar luar biasa. Berkas-berkas ini terpolarisasi dalam arah yang saling tegak lurus dan berjalan dengan kecepatan yang berbeda.
Ada arah tertentu pada zat di mana kedua cahaya merambat dengan kecepatan yang sama. Arah ini disebut sumbu optik. Saat cahaya membentuk sudut terhadap sumbu optik, berkasberkas cahaya tersebut akan berjalan pada arah yang berbeda dan keluar secara terpisah pada ruang. Jika bahan tersebut diputar, berkas cahaya yang luar biasa akan berputar di ruang.
Ketika berkas cahaya masuk pada zat isotropik, berkas tersebut terpisah menjadi dua bagian yang disebut berkas sinar biasa dan sinar luar biasa. Berkas-berkas ini terpolarisasi dalam arah yang saling tegak lurus dan berjalan dengan kecepatan yang berbeda.
Ada arah tertentu pada zat di mana kedua cahaya merambat dengan kecepatan yang sama. Arah ini disebut sumbu optik. Saat cahaya membentuk sudut terhadap sumbu optik, berkasberkas cahaya tersebut akan berjalan pada arah yang berbeda dan keluar secara terpisah pada ruang. Jika bahan tersebut diputar, berkas cahaya yang luar biasa akan berputar di ruang.