S M A N SK KD 5 P

S M A N SK KD 5 P A M E K A S A N TP MOTIVASI BAGAN GELOMBANG CAHAYA KELAS : XII SEMESTER 1 OLEH : FARIHUL AMRIS A, S. Pd LATIHAN GELOMBANG CAHAYA

STANDAR KOMPETENSI MENERAPKAN KONSEP DAN PRINSIP GEJALA GELOMBANG DALAM MENYELESAIKAN MASALAH GELOMBANG CAHAYA

KOMPETENSI DASAR MENDESKRIPSIKAN GEJALA DAN CIRI-CIRI GELOMBANG BUNYI DAN CAHAYA GELOMBANG CAHAYA

TUJUAN Setelah mempelajari materi ini, peserta didik diharapkan dapat : 1. Memformulasikan peristiwa Interfrensi Cahaya pada celah ganda 2. Mengidentifikasi sifat-sifat cahaya melalui percobaan kelompok 3. Menganalisis penerapan sifat cahaya dalam pemecahan masalah diskusi dan informasi GELOMBANG CAHAYA

P E N G A N T A R Bagaimana warna burung merak terbentuk ? Warna pada bulu burung merak tidak disebabkan oleh pigment pada bulu. Jika tidak dihasilkan oleh pigment , bagaimana warna yang indah tersebut terbentuk ? GELOMBANG CAHAYA

Bulu burung merak Warna pada bulu burung merak dipengaruhi oleh interferensi. Struktur multi lapisan bulu menghasilkan interferensi yang menguatkan untuk beberapa warna seperti biru dan hijau Warna akan berubah pada saat anda melihat pada sudut yang berbeda-beda Warna-warni pada kupu-kupu dan burung humming juga merupakan efek dari hasil interferensi

CELAH GANDA INTERFRENSI CELAH TIPIS GELOMBANG CAHAYA CELAH TUNGGAL DIFRAKSI KISI PEMANTULAN POLARISASI REFLEKSI PEMBIASAN GANDA ABSORBSI SELEKTIF HAMBURAN GELOMBANG CAHAYA

A. INTERFRENSI CAHAYA Interfrensi Cahaya adalah perpaduan antara dua gelombang atau lebih yang koheren. Dua gelombang dikatakan koheren, jika kedua gelombang mempunyai frekuensi dan amplitudo sama serta beda fasenya tetap. Interfrensi cahaya akan menghasilkan pola interfrensi yaitu q pola garis terang q pola garis gelap BAGAN GELOMBANG CAHAYA

1. Interfrensi Celah Ganda Young Untuk mendapatkan dua cahaya yang koheren maka sumber cahaya dilewatkan pada dua celah (celah ganda). Cahaya dari setiap celah akan koheren karena berasal dari satu sumber cahaya. Tiap-tiap celah dapat berfungsi sebagai sumber cahaya. Sumber cahaya harus monokromatis Hasil dari Superposisi cahaya yang berasal dari dua celah ini dapat maksimum atau minimum. Interfrensi maksimum menghasilkan garis terang, sedang GELOMBANG CAHAYA

Terjadi dan tidak terjadinya interferensi dapat digambarkan seperti pada Gambar 2. 3. (a) tidak terjadi interferensi, (b) terjadi interferensi

Sumber : www. fisikon. com

Perhatikan animasi berikut d = jarak antar dua celah a. (meter) Interfrensi maksimum ℓ garis = jarak celah ke layar terang d sin θ = m λ (meter) b. Interfrensi minimum Atau p =garis jarak pola interfrensi gelap p =mλ keddterang sin θ =pusat (2 m-1) ½ λ ℓ Atau d p = (2 m-1) ½ λ ℓ antara 2 garis terang Jarak m = 1, 2, 3, . . . atau 2 garis gelap θ d d sin θ dirumuskan : Δd p = λ ℓ GELOMBANG CAHAYA BAGAN p ℓ

2. INTERFRENSI LAPISAN TIPIS n = indeks bias lapisan tipis d = tebal lapisan r = sudut sinar bias C i O B r n d A a. Interfrensi maksimum garis terang 2 n d Cos r = (2 m – 1) ½ λ m = 1, 2, 3. . . b. Interfrensi minimum garis gelap 2 n d Cos r = m λ BAGAN GELOMBANG CAHAYA

C. Difraksi 1. Difraksi celah tunggal jika muka gelombang melalui celah sempit, maka gelombang ini akan mengalami lenturan (difraksi). Pembelokan cahaya(difraksi) dapat terjadi ketika cahaya melewati suatu celah tunggal dan akan menghasilkan pola garis terang dan gelap. terjadinya difraksi diperlihatkan pada animasi berikut BAGAN GELOMBANG CAHAYA

Celah Tunggal layar Muka gelombang Gel. cahaya a. Garis gelap terjadi jika b. Garis terang keke mm terjadi jika : : dd Sin λ + 1) ½mλ = 1, 2, 3, . . . Sin θθ == m (2 m m = 1, 2, 3, . . . Atau λ + 1) ½ λ Atau dd pp == m (2 m ℓℓ BAGAN GELOMBANG CAHAYA

2. DIFRAKSI CELAH MAJEMUK (KISI) Jika muka gelombang melalui celah sempit, maka gelombang ini akan mengalami lenturan (difraksi). Jika cahaya melewati celah majemuk (kisi), maka cahaya akan mengalami difraksi, disini cahaya putih melewati kisi difraksi sehingga mengalami difraksi dan terurai menurut panjang galombang masing-masing. Perhatikan animasi berikut ini BAGAN GELOMBANG CAHAYA

Orde ke 2 Kisi difraksi Orde ke 1 Cahaya putih Orde ke nol Orde ke 1 Difraksi d = a. jarak antar maksimum celah pada kisi Sin θper =m N = jumlahdgaris cmλ kisi m = 0, 1, 2, 3, . . . Difraksi minimum m =b. orde d Sin θ = (2 m – 1) ½ λ d= 1 N m = 0, 1, 2, 3, . . . GELOMBANG CAHAYA BAGAN Orde ke 2

D. POLARISASI 1. POLARISASI KARENA PERISTIWA PEMANTULAN Polarisasi adalah terserapnya sebagian arah getar gelombang transversal sehingga gelombang hanya memiliki satu arah getar saja. Jika sinar datang pada cermin datar dengan sudut 57°, maka sinar ini merupakan sinar terpolarisasi. Perhatikan animasi berikut i = 57° Cermin datar BAGAN GELOMBANG CAHAYA

2. Polarisasi karena pembiasan dan pemantulan Jika sudut pantul (i) + sudut bias (r) = 90° Atau (r) = 90° - i, maka berlaku : Tg i = n 2 N n 1 i i’ i adalah sudut polarisasi Medium 1 (n 1) Cermin datar Medium 2 (n 2) r BAGAN GELOMBANG CAHAYA

3. Polarisasi karena pembiasan ganda (Bias Kembar) JIKA CAHAYA MELALUI KACA, MAKA CAHAYA LEWAT DENGAN KELAJUAN YANG SAMA KE SEGALA PENJURU, KARENA KACA HANYA MEMILIKI SATU INDEKS BIAS, AKAN TETAPI, BAHAN KRISTAL TERTENTU (KALSIT DAN KUARSA)MEMILIKI INDEKS BIAS LEBIH DARI SATU, SEHINGGA KELAJUAN CAHAYA TIDAK SAMA. JADI CAHAYA YANG MELALUI BAHAN INI AKAN MENGALAMI PEMBIASAN GANDA (KEMBAR) GELOMBANG CAHAYA BAGAN

4. POLARISASI KARENA ABSORBSI SELEKTIF Polarisator melewatkan sinar terpolarisasi dengan intensitas I 1 = ½ I 0. Analisator berfungsi menganalisis sinar yang dilewatkan polarisator, mata melihat sinar paling terang, selanjutnya sinar meredup pada saat polarisator dan analisator saling tegak lurus, maka tampak gelap. Intensitas cahaya yang keluar dari analisator memenuhi persamaan I 2 = I 1 Cos 2 θ = ½ I 0 Cos 2 θ GELOMBANG CAHAYA BAGAN

5. POLARISASI KARENA HAMBURAN Cahaya yang terpolarisasi oleh atmosfer bumi, mengakibatkan langit berwarna biru. Hal ini terjadi karena cahaya warna biru paling efektif dihamburkan jika dibandingkan CONTOH SOAL : CAHAYA MATAHARI YANG DALAM KEADAAN dengan cahaya lainnya TIDAK TERPOLARISASI JATUH PADA PERMUKAAN AIR. CAHAYA PANTUL TERPOLARISASI LINEAR ( N AIR = 4/3) 1. TENTUKAN SUDUT ANTARA CAHAYA DATANG DENGAN PERMUKAAN AIR 2. TENTUKAN SUDUT BIASNYA GELOMBANG CAHAYA BAGAN

E. SOAL-SOAL 1. 1 dan 2 3 dan 4 5 dan 6 7 dan 8 Jika suatu gelombang melalui celah yang sempit, maka akan terjadi : a. Pemantulan b. Difraksi c. Pembiasan d. Polarisasi e. interfrensi 2. Pada percobaan Young (celah ganda), jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula, maka jarak anara dua garis gelap yang berurutan menjadi. . a. 4 kali semula b. 2 kali semula c. ½ kali semula d. ¼ kali semula e. Tetap tidak berubah GELOMBANG CAHAYA

1 dan 2 3 dan 4 5 dan 6 7 dan 8 3. Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatik digunakan percobaan young yang data-datanya sebagai berikut : jarak antara kedua celah 0, 3 mm, jarak celah ke layar 50 cm dan jarak antara garis gelap ke 2 dengan garis gelap ke 3 pada layar = 1 mm. Panjang gelombang sinar monokromatik tersebut adalah. . . . a. 400 nm b. 480 nm c. 500 nm d. 580 nm e. 600 nm 4. Prinsip dasar dua sumber cahaya koheren adalah. . . . a. Keduanya sangat berdekatan b. Amplitudonya sama c. Simpangannya selalu sama d. Beda fase keduanya adalah tetap e. Keduanya memancarkan cahaya yang berpapasan GELOMBANG CAHAYA

1 dan 2 3 dan 4 5 dan 6 7 dan 8 5. Bila cahaya matahari mengenai suatu lapisan tipis minyak yang ada di atas permukaan air, maka warna-warna yang terlihat timbul disebabkan karena. . . a. Difraksi b. Dispersi c. Interfrensi d. Polarisasi e. refraksi 6. Warna biru langit yang terjadi karena cahaya matahari mengalami. . a. b. c. d. e. Difraksi Dispersi Interfrensi Polarisasi refraksi GELOMBANG CAHAYA

1 dan 2 3 dan 4 5 dan 6 7 dan 8 7. Seberkas cahaya dilewatkan pada kisi difraksi dengan 5000 garis/cm akan dihasilkan garis terang kedua dengan sudut deviasi 30 derajat terhadap garis normal. Tentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan 8. Sebuah celah tunggal lebarnya 0, 2 mm disinari tegak lurusberkas cahaya yang panjang gelombangnya 8000 nm. Pola difraksi ditangkap pada layar yang jaraknya 1 meter dari celah. Tentukan : a. jarak antara garis terang pusat terhadap garis gelap ketiga b. Jarak antara garis gelap kedua terhadap gelap ke 4 GELOMBANG CAHAYA