BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik transversal yang dapat

dipantulkan, dibiaskan, difokuskan dengan lensa, dipolarisasi dan sebagainya.

Polarisasi hanya dapat diamati pada gelombang transversal dan tidak terdapat

pada gelombang bunyi, karena gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Polarisasi cahaya dapat terjadi ketika cahaya dipantulkan dan

ditransmisikan oleh perbatasan dua dielektrik. Teori gelombang elektromagnetik

telah memprediksi bahwa cahaya yang direfleksikan akan terpolarisasi relatif

terhadap permukaan bidang yang merefleksikan dan bergantung pada sudut

datangnya.

Pemantulan fresnel bisa diamati, misalnya dengan menyalakan lampu

senter dihadapan tabir pada jarak beberapa cm didalam kamar gelap.

Dalam eksperimen ini, untuk menghasilkan cahaya yang melalui bahan kristal

yaitu menggunakan kristal dichroic (tourmaline). Kristal dichroic adalah suatu

bahan dimana penyerapan efektif hanya terjadi pada salah satu komponen

polarisasi. Sehingga dengan menggunakan kristal dichroic ini, kita dapat

menjelaskan sifat polarisasi cahaya laer HeNe maupun cahaya biasa.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana grafik hubungan antara I dengan untuk dua sumber cahaya yang

digunakan ?

2. Bagaimana pengaruh bidang penunda terhadap susunan polarizer dan

analizer?

3. Bagaimana mutu / tingkat ketelitian dari pengukuran intensitas cahaya dengan

menggunakan ralat relatif?

1.3 Tujuan

1. Mengukur reflektansi gelas dan akrilik sebagai fungsi sudut

2. Menentukan nilai sudut Brewster untuk gelas dan akrilik.

3. Menentukan indeks bias medium.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Ada beberapa cara getaran dalam arah tertentu dapat “disisihkan”

seluruhnya atau sebagian dari seberkas cahaya. Salah satunya proses pemantulan

yang telah kita kenal. Bila cahaya mengenai permukaan pantul, bagian-bagian dari

gelombang itu yang lebih suka memantul ialah vektor listrik yang bergetar tagak

lurus terhadap bidang dating. Bidang dating ialah bidang yang dilalui sinar datang

dan garis normal permukaan. Suatu pengecualian ialah bahwa pada sinar datang

yang tegak lurus semua arah polarisasi dipantulkan dengan arah sama. Pada sudut

datang tertentu yang dikenal sebagai sudut polarisasi , tidak ada cahaya yang

dipantulkan. Kecuali vektor listrik yang tegak lurus terhadap bidang datang.

(Zemansky, 1994: 1025).

Pemantulan berkas sinar dapat menjadi terpolarisasi, apabila sudut

datangnya sama dengan apa yang dinamakan sudut Brewster. Berkas sinar

dikatakan terpolarisasi bidang apabila bidang getar gelombang medan listrik dan

medan magnetnya tertentu. Pada umumnya berkas cahaya terdiri atas sinar-sinar

dari berbagai kemungkinan bidang getar bagi medan listrik dan medan

magnetnya, dan bidang getar itu dinamakan bidang polarisasi. (Peter Soedojo,

1992: 153)

Polarisasi cahaya dapat terjadi ketika cahaya dipantulkan dan

ditransmisikan oleh perbatasan dua elektrik. Teori gelombang elektromagnetik

telah mempredikdikan bahwa cahaya yang direfleksikan akan terpolarisasi relative

terhadap permukaan bidang yang merefleksikan dan bergantung pada sudut

datangnya.

Pemantulan Fresnel adalah yang paling mudah diamati, misalnya dengan

menyalakan lampu senter dihadapan tabir pada jarak beberapa cm didalam kamar

gelap. Dengan pemantulan Fraunhofer, pola pemantulan baru akan teramati

apabila ditempatkan lensa konvergen diantara celah dan tabir. Namun di lain

pihak analisis untuk pemantulan Fresnel, yang dikemukakan oleh Augustin Jean

Fresnel pada tahun 1819, jauh lebih sulit dibandingkan dengan analisis untuk

pemantulan Fraunhofer.

Untuk gelombang dengan polarisasi TE (Transverse Electric), vector-

vektor medan listrik , dan tegak lurus pada bidang datang. Uraian serupa

yang searah dengan pemilihan medan yang searah akan menghasilkan rumus-

rumus Fresnel :

(2.1)

(2.2)

Gambar 2.1 Komponen gelombang EM pada bidang batas

Mengingat persamaan Snellius tentang pembiasan, dimana:

= (2.3)

Dengan n adalah indeks bias, diman kecepatan gelombang dalam medium adalah

v untuk gelombang cahaya, kecepatan propagasi ini dapat diindikasi dengan

karekteristik medium dengan indeks bias (Guenther, 1990 : 66)

Dengan menampilkan parameter indeks bias secara eksplisit,

rumus-rumus Fresnel diatas dapat pula dituliskan dalam bentuk:

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7)

Perhatikan bahwa hanya gelombang pantul pada batas media

dielektrikyang dapat mengalami perubahan fase 180o, sedangkan gelombang bias

tidak mengalami perubahann fase. Apabila gelombang yang ditinjau tidak

memiliki polarisasi TM atau TE murni, maka medan gelombang tersebut harus

diuraikan terlebih dahulu dalam komponen TM dan TE, jadi misalnya :

+ (2.8)

dengan sejajar bidang datang dan tegak lurus bidang datang. Kemudian

terapkan rumus-rumus Fresnel untuk masing-masing komponen secara terpisah.

Akhirnya medan gelombang pantul dan medan gelombang bias ditentukan oleh

superposisi linear;

= + , = + (2.9)

dan :

(2.10)

Untuk mempelajari lebih lanjut perubahan yang dialami berkas gelombang

dengan sudut datang , maka rumus dan dari persamaan (2.4) dan (2.6)

dalam bentuk:

(2.11)

(2.12)

(M. Otjia, : 149-153)

dengan n1 2 = n2 / n1, dimana n1 indeks bias medium 1 ( udara ) dan n2 indeks bias

medium 2 ( gelas atau akrilik ). Persamaan ( 2.11 ) dan (2.12) dikenal dengan

Hukum Pemantulan Fresnel.

Ketika sangat kecil atau gelombang datang mendekati arah normal maka

diperoleh = 0 ( cahaya normal ), sehingga :

Hukum Fresnel menjadi :

(2.13)

Sehingga intensitas gelombang refleksinya adalah :

(2.14)

~ 0,04 pada batas antara udara dan gelas.

Sudut Brewster selalu dapat didefinisikan untuk pembatas antara dua media

yang berbeda. Untuk menentukan sudut Brewster yaitu :

(2.15)