-
FI-1201Fisika Dasar IIAKuliah-17Polarisasi Gelombang EM
-
Polarisasi Gelombang Elektromagnetik
-
Propagasi gelombang EMDapat 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 EMGelombang EM dapat juga diproduksi dari atom atau
molekul yang tereksitasi.
-
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.Propagasi
Gelombang EM
-
Spektrum Gelombang EM
-
Spektrum Gelombang EM
-
Spektrum Gelombang EM
-
Intensitas Gelombang CahayaInterferensi cahaya berhubungan
dengan superposisi gelombang cahaya ketika mereka berinteraksi
-
Transport EnergiAliran energi dalam gel. EM diukur dengan laju
energi per satuan luas yang biasa dinyatakan dengan Vektor
Poynting, S.
Time average dari S dikenal sebagai Intensitas gel.EM
-
POLARISASI
-
PolarisasiUmumnya penjalaran gelombang EM sama dalam segala arah
atau secara keseluruhan menjalar secara acak. Dikatakan sebagai
gelombang yang tidak terpolarisasi: Contoh: sinar matahari, sinar
lampu
vibrationsypropagationzMedan E
-
Polarisasi gelombang secara parsialGangguan dalam suatu arah
paling besar tetapi pada arah yang lain (yang tegak lurus) paling
kecil.
-
Polarisasi gelombang total (bidang)Gangguan menjalar hanya dalam
suatu arah tertentu saja.
-
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.Vektor E dari tiap-tiap
gelombang dalam cahaya tak terpolarisasi dilihat dari arah
penjalaranE Cahaya
-
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.
vektor resultan medan E dari berkas cahaya
terpolarisasiEzyxBEcBidang x-y adalah bidang polarisasi.Bidang yang
dibentuk oleh vektor resultan medan E dan arah propagasi gelombang
disebut bidang polarisasi (plane of polarization) dari gelombang
cahaya (EM)
Berkas cahaya terpolarisasi
-
Berkas tak terpolarisasiTampak dariArah sinar Berkas
terpolarisasiBidang polarisasi: plane to slideBerkas terpolarisasi
Bidang polarisasi: plane of the slideRepresentasi dari berkas
terpolarisasi & tidak terpolarisasi
-
Polarisasi oleh absorpsi selektif (selective
absorption)Polarisasi oleh pemantulan (reflection).Polarisasi oleh
pembiasan ganda (double refraction)Polarisasi oleh hamburan
(scattering)Metode pembuatan polarisasi cahaya
-
Beberapa jenis kristal memiliki sifat menyerap lebih kuat
gelombang cahaya dengan vektor medan E pada suatu bidang tertentu
dibanding pada bidang lain (yg tegak lurus dengannya). Kristal
seperti ini disebut kristal dichroic dan sifat ini dikenal sebagai
dichroism. Dichroism ditunjukkan oleh sejumlah mineral dan campuran
organik. Kristal mineral yang paling terkenal adalah
tournaline.Pada 1938, E. H. Land mengembangkan material yang
disebut polaroid, yang mempolarisasi cahaya melalui absorpsi
selektif oleh susunan rantai panjang yang teratur dari molekul
hidrokarbon. Polaroid mengabsopsi gelombang cahaya yang memiliki
vektor medan E yang sejajar dengan panjang rantai molekul dan
meneruskan gelombang cahaya yang memiliki vektor medan E yang tegak
lurus dengan panjang rantai molekul. Arah yang tegak lurus dengan
panjang rantai molekul disebut sebagai sumbu transmisi. Lembaran
polaroid tidak mempolarisasi 100% dari sinar datang dan tidak
mempolarisasi semua gelombang.secara sama.Polarisasi oleh absorpsi
selektif
-
Polarisasi oleh absorpsi selektifMenggunakan Vertical metal
gridsmicrowave yang tidak terpolarisasi gelombang terpolarisasi
horisontal
Menggunakan polaroid atau polarizerlembar kristal (molecule
chains)penyerapan medan E dalam 1 arah gelombang terpolarisasi
Polaroid vertikal (horizontal molecule chain) cahaya terpolarisasi
secara vertikal
-
Hubungan antara I dan pertama kali ditemukan oleh insinyur AD
Prancis E. L. Malus secara kebetulan pada tahun 1809. I = I0 cos2
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:Hukum Malus
-
Hukum Malus dapat dipahami dari penjelasan berikut: Vektor medan
listrik E0 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: Pelat polarisator ke-2 hanya meneruskan bagian dari cahaya
terpolarisasi yang bersesuaian dengan komponen E//. E= E0 sin E// =
E0 cos E//E0Transmission axisof polarizerTransmission axisof
analyzerEHukum Malus
-
A beam of unpolarized light having an intensity I0 is incident
upon an ideal polarizer (100% polarization). What is the intensity
of the transmitted light?Answer: I0/2The incident light can always
be resolved into two components, one polarized parallel to the
polarizer axis and and one polarized perpendicular it. Because the
incident light is a random mixture of all states of polarization,
these two components are, on the average, equal. Thus exactly half
of the incident intensity, that corresponding to the component
parallel to the polarizer axis, is transmitted.Quick quiz
-
ContohDua 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 = Im Im = Io cos2 = cos-1 (1/2) = 45o, 135o
