FI1201 Fisika Dasar IIA Kuliah17 Polarisasi Gelombang EM

FI-1201 Fisika Dasar IIA Kuliah-17 Polarisasi Gelombang EM

Polarisasi Gelombang Elektromagnetik

Propagasi gelombang EM n n Dapat menjalar melewati ruang hampa (vakum) Gelombang EM adalah gelombang transversal, artinya arah getaran vektor medan listrik dan magnetik adalah tegak lurus arah perambatan. Dihasilkan oleh muatan listrik dipercepat -> gelombang EM Gelombang EM dapat juga diproduksi dari atom atau molekul yang tereksitasi.

Propagasi Gelombang EM… Gambar ini menunjukkan diagram skematik dari propagasi suatu gelombang EM dalam arah sb-x dengan kecepatan c. Medan listrik E bergetar dalam bidang x-y dan medan magnetik B bergetar dalam bidang x-z. E dan B selalu tegak lurus satu sama lain.

Spektrum Gelombang EM Radio waves 10 -2 m to 103 m Microwaves 10 -2 m Infra-red (IR) 10 -4 m visible light 4 x 10 -7 m to 7 x 10 -7 m Radio & TV broadcast Radio communications Microwaves oven Satellite telecommunication radar Remote control Medical IR photography

Spektrum Gelombang EM… Ultra-violet (UV) 10 -8 m Causes sun-tan Fluorescent light Checking banknotes Sterilizing water X-rays 10 -10 m Medical diagnosis Inspecting welded joint Gamma rays 10 -13 m Radiotherapy sterilization

Spektrum Gelombang EM

Intensitas Gelombang Cahaya Interferensi cahaya berhubungan dengan superposisi gelombang cahaya ketika mereka berinteraksi Ketika dua gelombang cahaya melintas satu sama lain, medan listrik resultan E pada titik persimpangan sama dengan penjumlahan dari masing-masing medan listrik E 1 dan E 2 Intensitas gelombang gabungan adalah sebanding dengan kuadrat medan listrik resultan:

Transport Energi n Aliran energi dalam gel. EM diukur dengan laju energi per satuan luas yang biasa dinyatakan dengan Vektor Poynting, S. n Time average dari S dikenal sebagai Intensitas gel. EM

POLARISASI

Polarisasi n Umumnya penjalaran gelombang EM sama dalam segala arah atau secara keseluruhan menjalar secara acak. Dikatakan sebagai gelombang yang tidak terpolarisasi: Contoh: sinar matahari, sinar lampu y z vibrations propagation Medan E

Polarisasi gelombang secara parsial n Gangguan dalam suatu arah paling besar tetapi pada arah yang lain (yang tegak lurus) paling kecil.

Polarisasi gelombang total (bidang) n Gangguan menjalar hanya dalam suatu arah tertentu saja.

Cahaya Pembahasan tentang cahaya merupakan salah satu pembahasan yang paling menarik tentang gel. EM. Maka selanjutnya dalam pembahasan polarisasi ini akan dibahas mengenai cahaya. Gelombang cahaya dipancarkan melalui proses de-eksitasi atom dalam sumber cahaya. Berkas cahaya dari suatu sumber cahaya biasa terdiri dari sejumlah besar gel. em dengan orientasi vektor medan E (juga medan B) yang acak dan sama ke semua arah. Berkas cahaya seperti ini dikenal sebagai cahaya yang tidak terpolarisasi. E Vektor E dari tiap-tiap gelombang dalam cahaya tak terpolarisasi dilihat dari arah penjalaran

Berkas cahaya terpolarisasi Jika semua gelombang dari cahaya memiliki vektor medan E dalam arah yang sama pada setiap saat, maka akan menghasilkan satu vektor resultan medan E, dan selanjutnya berkas cahaya ini dikatakan terpolarisasi secara linier, atau terpolarisasi bidang, atau singkatnya terpolarisasi. Bidang yang dibentuk oleh vektor resultan medan E dan arah propagasi gelombang disebut bidang polarisasi (plane of polarization) dari gelombang cahaya (EM) E vektor resultan medan E dari berkas cahaya terpolarisasi y E c B z Bidang x-y adalah bidang polarisasi. x

Representasi dari berkas terpolarisasi & tidak terpolarisasi Berkas terpolarisasi Bidang polarisasi: plane of the slide � � � � Berkas terpolarisasi Bidang polarisasi: plane �to slide Berkas tak terpolarisasi Tampak dari Arah sinar

Hukum Malus Ketika suatu berkas cahaya tidak terpolarisasi dengan intensitas Io dilewatkan melalui dua lembar polaroid yang digandeng, intensitas yang ditransmisikan I bervariasi sebagai kuadrat kosinus sudut antara dua sumbu transmisi, yaitu: Polarizing sheets I = I 0 cos 2 � � I 0 I E 0 Transmission axis E Transmission axis Hubungan antara I dan � pertama kali ditemukan oleh insinyur AD Prancis E. L. Malus secara kebetulan pada tahun 1809.

Hukum Malus… Hukum Malus dapat dipahami dari penjelasan berikut: Vektor medan listrik E 0 dari cahaya terpolarisasi yang dihasilkan oleh pelat polarisator ke-1 dapat dibagi ke dalam 2 komponen, yang satu sejajar dan yang lain tegak lurus terhadap sumbu transmisi dari pelat polarisator ke-2, sebagaimana ditunjukkan dalam diagram berikut: Transmission axis of polarizer E 0 E� Transmission axis of analyzer E�= E 0 sin � E// = E 0 cos � � E// Pelat polarisator ke-2 hanya meneruskan bagian dari cahaya terpolarisasi yang bersesuaian dengan komponen E//.

Contoh n Dua pelat polarisator memiliki arah polarisasi yang sama sehingga intensitas Im dari cahaya yg diteruskan adalah maksimum. Ke sudut berapa pelat harus diputar supaya intensitas turun menjadi separohnya. Jawab: I = ½ Im = Io cos 2 = cos-1 ( 1/ 2) = 45 o, 135 o