CAHAYA • CAHAYA MERUPAKAN GELOMBANG TRANSVERSAL YANG TERMASUK GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. • CAHAYA DAPAT MERAMBAT DALAM RUANG HAMPA DENGAN KECEPATAN 3 X 108 M/S. TEORI CAHAYA • TEORI ABAD KE-10 (ABU ALI HASAN IBN AL-HAITHAM /ALHAZEN) MENGANGGAP BAHWA SINAR CAHAYA ADALAH KUMPULAN PARTIKEL KECIL YANG BERGERAK PADA KECEPATAN TERTENTU • TEORI PARTIKEL (ISAAC NEWTON) BAHWA CAHAYA TERDIRI DARI PARTIKEL HALUS (CORPUSCLES) YANG MEMANCAR KE SEMUA ARAH DARI SUMBERNYA. • TEORI GELOMBANG (CHRISTIAN HUYGENS) MENYATAKAN BAHWA CAHAYA DIPANCARKAN KE SEMUA ARAH SEBAGAI MUKA-MUKA GELOMBANG. • TEORI ELEKTROMAGNETIK (JAMES CLERK MAXWELL) MENYEBUT BAHWA GELOMBANG CAHAYA ADALAH GELOMBANG ELEKTROMAGNET, IA TIDAK MEMERLUKAN MEDIUM UNTUK MERAMBAT • TEORI KUANTUM (MAX PLANCK) YANG MENYATAKAN BAHWA CAHAYA TERDIRI DARI PAKET (KUANTA) ENERGI YANG DIKENAL SEBAGAI FOTON. • TEORI DUALITAS PARTIKEL-GELOMBANG (ALBERT EINSTEIN) ; TEORI INI MENGGABUNGKAN TIGA TEORI SEBELUMNYA. LEBIH GENERAL LAGI, TEORI TERSEBUT MENJELASKAN BAHWA SEMUA BENDA MEMPUNYAI SIFAT PARTIKEL DAN GELOMBANG KECEPATAN CAHAYA (GALILEO) • GALILEO (CARA TRADISIONAL) ; DENGAN BANTUAN TEMANNYA UNTUK BERDIRI DI ATAS PUNCAK SEBUAH BUKIT, GALILEO BERADA PADA BUKTI LAINNYA YANG BERJARAK SEKITAR 3 KM, GALILEO BERUSAHA MENGUKUR SEBERAPA LAMA WAKTU YANG DIGUNAKAN CAHAYA UNTUK MERAMBAT. • KARENA KETERBATASAN ALAT SEHINGGA TIDAK MEMPEROLEH ANGKA YANG VALID. KECEPATAN CAHAYA (OLE REOMER) • OLE REOMER MENGGUNAKAN METODE ASTRONOMI UNTUK MENGHITUNG KECEPATAN CAHAYA BERDASARKAN DATA PENGAMATAN TERHADAP PERGERAKAN PLANET JUPITER. REOMER BERHASIL MENGHITUNG BESAR KECEPATAN CAHAYA YAITU SEBESAR 2 X 108 M/S. • PENGUKURAN TERSEBUT TELAH BERHASIL MENGKONFIRMASI PERNYATAAN BAHWA KECEPATAN CAHAYA ADALAH TERBATAS, ARTINYA MEMILIKI SUATU NILAI TERTENTU. KECEPATAN CAHAYA (FIZEAU) • HIPPOLYTE FIZEAU PADA TAHUN 1849. FIZEAU MENGGUNAKAN INSTRUMEN SEPERTI TAMPAK PADA GAMBAR BERIKUT INI • FIZEAU BERHASIL MENGHITUNG KECEPATAN CAHAYA SEBESAR 3,1 X 108 M/S. KECEPATAN CAHAYA • ALAT YANG DIGUNAKAN FIZEAU DIMODIFIKASI OLEH FOUCOLT UNTUK MENGUKUR KECEPATAN CAHAYA. PADA TAHUN 1850 TETAPI HASILNYA TIDAK JAUH BERBEDA DENGAN FIZEAU • MICHELSON LEBIH TERMOTIVASI UNTUK MENGETAHUI KEBENARAN HIPOTESIS ETER SEBAGAI MEDIUM RAMBATAN CAHAYA. MICHELSON MENEMUKAN BAHWA KECEPATAN CAHAYA ADALAH KONSTAN DAN BESARNYA SEKITAR 3,0 X 108 M/S. • DARI BANYAK SEKALI HASIL EKPERIMEN YANG DILAKUKAN, SAAT INI NILAI KECEPATAN CAHAYA YANG DITERIMA ADALAH SEBESAR C = 2,99792458 X 108 M/S. • DALAM PRAKTEKNYA, NILAI TERSEBUT KADANG DIBULATKAN MENJADI 3,0 X 108 M/S SIFAT-SIFAT CAHAYA • DAPAT MENGALAMI PEMANTULAN (REFLEKSI) • DAPAT MENGALAMI PEMBIASAN (REFRAKSI) • DAPAT MENGALAMI PELENTURAN (DIFRAKSI) • DAPAT DIJUMLAHKAN (INTERFERENSI) • DAPAT DIURAIKAN (DISPERSI) • DAPAT DISERAP ARAH GETARNYA (POLARISASI) • BERSIFAT SEBAGAI GELOMBANG DAN PARTIKEL REFLEKSI (PANTULAN) • PANTULAN MERUPAKAN PROSES DIMANA BERKAS CAHAYA YANG MENGENAI SUATU PERMUKAAN DIBELOKKAN SEDEMIKIAN RUPA SEHINGGA ARAH RAMBATANNYA BERUBAH DIMANA SUDUT DATANG CAHAYA TERSEBUT SAMA DENGAN SUDUT PANTULNYA DIUKUR RELATIF TERHADAP NORMAL BIDANG REFRAKSI (PEMBIASAN) • PEMBIASAN CAHAYA SEBENARNYA ADALAH PRISTIWA PEMBELOKAN ARAH RAMBAT CAHAYA KARENA CAHAYA MASUK KE MEDIUM DIMANA INDEKSI BIAS MEDIUM TERSEBUT BERBEDA DENGAN INDEKS BIAS MEDIUM DIMANA CAHAYA MERAMBAT SEBELUMNYA. HUKUM SNELLIUS • HUBUNGAN ANTARA SUDUT DATANG DAN SUDUT BIAS PADA PROSES PEMBIASAN DIBERIKAN OLEH PERSAMAAN SNELLIUS: 𝑛1 SIN 𝜃1 = 𝑛2 SIN 𝜃2 • DISEBUT JUGA DENGAN HUKUM SNELLIUS 𝑛 1 DAN 𝑛2 MASING-MASING MENYATAKAN INDEKS BIAS MEDIUM (1) DAN MEDIUM (2). • PADA ILUSTRASI DI ATAS, MEDIUM (1) ADALAH UDARA SEDANGKAN MEDIUM (2) ADALAH KACA. MEDIUM (1) MERUJUK PADA MEDIUM DIMANA CAHAYA MULA-MULA MERAMBAT. MEDIUM (2) MERUJUK PADA MEDIUM DIMANA CAHAYA DIBIASKAN. • JIKA 𝑛1 > 𝑛2 MAKA CAHAYA AKAN DIBIASKAN MENJAUHI GARIS NORMAL. HAL INI SAMA ARTINYA DENGAN SUDUT BIAS LEBIH BESAR DIBANDING SUDUT CAHAYA DATANG. JIKA 𝑛1 < 𝑛2 MAKA CAHAYA AKAN DIBIASKAN MENDEKATI GARIS NORMAL. SUDUT BIAS LEBIH KECIL DIBANDING CAHAYA DATANG. KEVEPATAN CAHAYA DALAM MEDIUM • KECEPATAN CAHAYA CENDERUNG LEBIH KECIL KETIKA CAHAYA TERSEBUT MERAMBAT MELALUI MEDIUM. JIKA 𝑐 MENYATAKAN KECEPATAN CAHAYA DI RUANG HAMPA DAN 𝑣 MENYATAKAN KECEPATAN CAHAYA DI MEDIUM MAKA INDEKS BIAS MERUPAKAN PERBANDINGAN DARI DUA KECEPATAN TERSEBUT. 𝑐 𝑛= 𝑣 • CAHAYA YANG MERAMBAT DARI SATU MEDIUM KE MEDIUM YANG LAIN MENGALAMI PERUBAHAN KECEPATAN. KECEPATAN CAHAYA BERHUBUNGAN DENGAN FREKUENSI (𝑓 ) DAN PANJANG GELOMBANG (𝜆 ) DIMANA 𝑐 = 𝜆𝑓 PEMANTULAN INTERNAL TOTAL • KETIKA CAHAYA DATANG DARI MEDIUM DENGAN INDEKS BIAS YANG BESAR MERAMBAT KE MEDIUM YANG MEMILIKI INDEKS BIAS LEBIH KECIL MAKA CAHAYA AKAN DIBIASKAN PADA SUDUT YANG LEBIH BESAR DARI SUDUT DATANGNYA. PERISTIWA PEMBIASAN BIASANYA SELALU DISERTAI DENGAN PERISTIWA PEMANTULAN ATAU REFLEKSI. PADA SUATU NILAI SUDUT TERTENTU, CAHAYA DATANG TIDAK ADA YANG DIBIASKAN, SELURUH CAHAYA DIPANTULKAN. PERISTIWA SEMACAM ITU DISEBUT DENGAN PEMANTULAN SEMPURNA PEMANTULAN INTERNAL TOTAL PEMANTULAN INTERNAL TOTAL • PERHATIKAN BAHWA SEMAKIN BESAR SUDUT CAHAYA DATANG MAKA SEMAKIN BESAR PULA SUDUT CAHAYA BIAS DAN PADA SUATU NILAI SUDUT DATANG TERTENTU TIDAK ADA CAHAYA YANG DIBIASKAN DAN JUGA TIDAK ADA CAHAYA YANG DIPANTULKAN, LIHAT GARIS CAHAYA NOMOR (4). SUDUT DIMANA CAHAYA DATANG TIDAK DIPANTULKAN MAUPUN DIBIASKAN DISEBUT SUDUT KRITIS, 𝜃𝑘. PADA GAMBAR SUDUT KRITIS SAMA DENGAN 𝜃3. DISPERSI • FENOMENA YANG KITA LIHAT PADA SAAT KITA MELEWATKAN CAHAYA KE SEBUAH PRISMA ADALAH SALAH SATU CONTOH DARI PERISTIWA DISPERSI. DISPERSI SENDIRI DAPAT DIARTIKAN SEBAGAI PROSES PEMISAHAN CAHAYA. BERDASARKAN JUMLAH KOMPOSISINYA CAHAYA DIBEDAKAN MENJADI DUA CAHAYA MONOKROMATIK DAN POLIKROMATIK • CAHAYA PUTIH, MISALNYA CAHAYA MATAHARI, MERUPAKAN CONTOH CARI CAHAYA POLIKROMATIK. JIKA CAHAYA POLIKROMATIK DILEWATKAN PADA PRISMA MAKA CAHAYA TERSEBUT TERURAI MENJADI BEBERAPA WARNA CAHAYA. CAHAYA YANG TERURAI ITU MASING-MASING MEMILIKI PANJANG GELOMBANG YANG BERBEDA-BEDA. PRINSIP HUYGENS • HUYGENS MELAKUKAN INVESTIGASI TENTANG PERILAKU CAHAYA PADA TAHUN 1690. • HUYGENS BERTOLAK PADA PEMIKIRAN BAHWA CAHAYA MERUPAKAN GELOMBANG. DIASUMSIKAN BAHWA CAHAYA MEMBENTUK GELOMBANG BIDANG. SEGMEN GELOMBANG AA’ MERUPAKAN MUKA GELOMBANG. SETELAH BERGERAK SELAMA Δ𝑡 MAKA MUKA GELOMBANG TERSEBUT MENGHASILKAN MUKA GELOMBANG BARU YAITU BB ’ DIMANA SETIAP MUKA GELOMBANG MEMILIKI JARI -JARI SEBESAR 𝑐 Δ 𝑡 . MUKA GELOMBANG BB’ AKAN MENGHASILKAN MUKA GELOMBANG LAINNYA, MISALNYA CC ’, • PADA ARAH RAMBATNYA DIMANA MUKA GELOMBANG TERSEBUT MEMILIKI KARAKTERISTIK FISIS YANG SAMA DENGAN MUKA GELOMBANG SUMBER. KARATERISTIK ITU MELIPUTI FREKUENSI, PANJANG GELOMBANG DAN CEPAT RAMBAT GELOMBANG PRINSIP HUYGENS PRINSIP FERMAT • PRINSIP FERMAT MENYATAKAN BAHWA CAHAYA SELALU MENEMPUH LINTASAN TERPENDEK. DENGAN KATA LAIN, KETIKA CAHAYA MERAMBAT DARI SATU TITIK KE TITIK LAINNYA, CAHAYA AKAN CENDERUNG MELALUI LINTASAN YANG MEMBUTUHKAN WAKTU TEMPUH PALING KECIL. INI SAMA SAJA DENGAN MENYATAKAN BAHWA JARAK LINTASAN YANG DITEMPUH CAHAYA ADALAH JARAK TERPENDEK YANG MUNGKIN PRINSIP FERMAT • RINSIP FERMAT DAPAT KITA GUNAKAN UNTUK MENURUNKAN PERSAMAAN SNELLIUS. PRINSIP FERMAT DAPAT DITERAPKAN PADA PROSES REFLEKSI DAN REFRAKSI. WAKTU YANG DIBUTUHKAN CAHAYA UNTUK MENEMPUH LINTASAN AOB ADALAH 𝑡AO +𝑡 OB. BERDASARKAN PRINSIP FERMAT, WAKTU TEMPUH TERSEBUT HARUS SAMA DENGAN JIKA CAHAYA MENEMPUH LINTASAN AB. WAKTU YANG DIGUNAKAN UNTUK MENEMPUH LINTASAN AB KITA MISALKAN 𝑡 AB MAKA: 𝑡 AB =𝑡 AO +𝑡 OB TUGAS • BAGAIMANA PROSES TERJADINYA PELANGI ? • MENGAPA LANGIT BERWARNA BIRU DI SIANG HARI ? • MENGAPA LANGIT BERWARNA ORANGE/MERAH DI SORE HARI ?
