optik kode:5g5053

OPTIK
KODE:5G5053
Oleh:
Drs. Riskan Qadar, M.Si.
OPTIK
1. SIFAT DAN
PERAMBATAN
2. OPTIKA
GEOMETRI
3. INSTRUMEN
OPTIK
4. INTERFERENSI
5. DIFRAKSI
6. LASER
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
2
1. SIFAT DAN
PERAMBATAN
CAHAYA
1.1 Pendahuluan
1.2 Sifat Cahaya
1.3 Refleksi dan Refraksi
1.4 Refleksi Internal Total
1.5 Perambatan dalam Suatu Medium Tak
Homogen: Prinsip Fermat
1.6 Prisma
1.7 Pergeseran sinar
pada Kaca Plan Paralel
1.8 Dispersi
1.9 Polarisasi
1-10 Hamburan cahaya
1.11 Prinsip Huygens
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
3
BAB 1 SIFAT DAN PERAMBATAN CAHAYA
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
4
1-1 Pendahuluan
Optika: Cabang fisika yang
mempelajari perilaku cahaya dan
gelombang elektromagnetik

Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
5

Manfaat sifat-sifat cahaya membantu
memahami:
- warna biru dari langit
- mata manusia
- teleskop
- laser
- mikroskop
- komputer optik
- kamera
- pencitraan
- hologram
- dll
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
6
1-2 Sifat Cahaya



Sampai pada zaman Isaac Newton (16421727); cahaya terdiri dari aliran partikel
yang dipancarkan oleh sumber cahaya.
Tahun 1665; diyakini cahaya memiliki
sifat gelombang.
Tahun 1873, Clerk Maxwell meramalkan
keberadaan gelombang elektromagnetik
dan menghitung laju rambatannya.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
7



Tahun 1887, Heinrich Hertz; cahaya
adalah gelombang elektromagnetik
Tahun 1930, perkembangan kuantum
menyatakan cahaya memiliki dua sifat;
gelombang dan partikel.
Foton atau kuanta merupakan energi
yang diangkut oleh gelombang cahaya
dalam bentuk diskrit.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
8



Optik
geometri
dan
optik
fisis
mempelajari aspek perambatan cahaya.
Aspek partikel dari cahaya dipelajari
pada aspek pemancaran dan penyerapan;
efek Compton dan efek fotolistrik.
Muatan listrik yang bergerak dipercepat
menghasilkan radiasi elektromagnetik.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
9

Radiasi
elektromagnetik
merambat
dalam vakum dengan laju cahaya.

Pengukuran laju cahaya sampai tahun
1983 c = 2,997992458x108 m/s

Ilmuwan yang mengukur laju cahaya
- Romer, tahun 1676; astronomi
Denmark
- Armand Fizeau, tahun 1849; Perancis
- Jean Foucault, Perancis
- Albert Michelson; USA
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
10
Gambar 1. muka gelombang dan sinar
•
•
Muka gelombang adalah tempat posisi
semua titik berdekatan dimana fasa
getaran sebuah besaran fisika yang
berkelompok dengan gelombang itu
adalah sama
Sinar: garis khayal sepanjang arah
perjalanan gelombang
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
11
1-3 Refleksi dan Refraksi

Refleksi:pengembalian
seluruh
atau
sebagian suatu berkas atau gelombang
bila berkas itu bertemu dengan bidang
batas antara dua medium.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
12

Refleksi spekular (refleksi teratur)
(bahasa latin, spekular artinya cermin,
cermin yang dimaksud adalah cermin
yang
permukaannya
halus)
adalah
refleksi pada sudut tertentu dari
sebuah permukaan yang sangat halus
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
13
Refleksi difus/ baur/ tersebar adalah
refleksi yang dihamburkan dari sebuah
permukaam kasar.

Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
14

Refraksi: perubahan arah yang dialami
oleh muka gelombang pada saat melintas
miring dari suatu medium ke medium
yang lain.
Gambar 3. sinar datang, refleksi, dan refraksi
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
15

Indeks refraksi adalah rasio laju
cahaya c dalam vakum terhadap laju
cahaya v dalam sebuah material
c
n
v

(1-1)
Cahaya selalu merambat lembih lambat
di dalam material daripada di dalam
vakum, sehingga nilai n > 1 dalam
medium apapun selain vakum.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
16

Hukum refleksi dan refraksi
1. Sinar yang masuk/datang,
sinar yang direfleksikan, dan
sinar yang direfraksikan dan
normal terhadap permukaan
semuanya terletak pada
bidang yang sama.
2. Sudut refleksi θr sama
dengan sudut masuk θa
untuk
semua
panjang
gelombang dan untuk setiap
pasangan material adalah
θa= θr
(1-2)
(hukum refleksi)
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
17
3. Rasio dari sinus sudut θa dan θb dimana
kedua sudut ini diukur dari normal
terhadap
permukaan,
sama
dengan
kebalikan dari
sin  a nb

sin  b na
Gbr 4
rasio kedua refraksi.
na sin θa = nb sin θb
(1-3)
(hukum refraksi, atau hukum Snellius)
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
18
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
19




Sifat tambahan cahaya yang direfleksikan adalah
intensitas Ir dari gelombang yang direfleksikan
ditentukan oleh indeks-indeks refraksi n1 dan n2
di dalam kedua medium itu.
Reflektansi R didefinisikan sebagai nilai banding
dari Ir dan intensitas masuk Io.
Transmitansi
T
adalah
bagian
yang
ditransmisikan, atau 1 – R.
Pada arah masuk normal θ = 0 di dalam arah
manapun
I r  n2  n1 

R   
I o  n2  n1 
Senin, 24 Juli 2017
2
(arah masuk normal) (1-4)
Riskan Qadar- 1 Optik
20

Karakteristik gelombang bila mengalami
refraksi adalah
1. Frekuensi (f) dari gelombang tidak
berubah.
2. Laju (v) dari gelombang berubah.
3. Panjang gelombang () berubah
hubungannya
c
v
c o
f 
  
(1-5)
dan
o

v

o
c o
n 
 
v 
n
Senin, 24 Juli 2017
Panjang gelombang
dalam material (1-6)
Riskan Qadar- 1 Optik
cahaya
21
Tabel 1.1 indeks refraksi cahaya natrium kuning ( = 589 nm)
Zat
Indeks bias
(n)
padatan
Es (H2O)
1,308
Fluorit (CaF2)
1,434
Polistiren
1,49
Garam batu (NaCl)1,544
Kwarsa (SiO2)
1,544
Intan (C)
2,417
Fabulit (SrTiO3)
2,409
Rutil (TiO2)
2,62
Senin, 24 Juli 2017
Zat
Indeks bias
(n)
kaca
Mahkota
Batu api berat
Cairan (suhu 20oC)
Metanol (CH3OH)
Air (H2O)
Etanol (C2H5OH)
Terpentin
Gliserin
Benzena
Riskan Qadar- 1 Optik
1,52
1,66
1,329
1,333
1,36
1,472
1,473
1,501
22
1-4 Refleksi Internal Total

Refleksi internal total adalah sinar
yang memasuki antarmuka dengan
material kedua yang indeks biasnya
lebih kecil daripada indeks bias yang
dijalani material itu yang sudut
datangnya sama atau lebih besar dari
sudut kritis
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
23

Sudut kritis adalah sudut masuk
ketika sinar yang direfraksikan
muncul
keluar
menyinggung
permukaan itu
Berdasarkan hukum Snellius
na sin θa = nb sin θb,,
jika θb = 90o (sin 90o = 1),
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
24
maka sudut kritis diperoleh
1 nb
 c  sin
na

(1-7)
Perhatikan gambar 5. di bawah
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
25


Prisma merupakan salah satu
contoh alat optik yang baik
menghasilkan refleksi internal
total.
Endoskop merupakan piranti
serat
optik
yang
banyak
digunakan
dalam
instrumen
kedokteran
yang
dapat
disisipkan langsung ke dalam
pembuluh tenggorokan, kantung
kemih, usus besar, dll untuk
pemeriksaan yang dapat dilihat
dengan mata.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
Gambar 6
26

Kabel optik serat dalam sistem
komunikasi
digunakan
untuk
mentransmisikan
sinar
yang
dimodulasi.
Keuntungannya
bahwa
kabel itu isolator listrik, tidak
terpengaruh oleh interferensi listrik
dari petir dan sumber lain, kabel itu
tidak memperbolehkan arus listrik
yang tidak diinginkan antara sumber
dan penerima, aman dan sukar untuk
dipasangi alat pendengar rahasia, dan
juga sukar untuk disambungkan dan
untuk disadap.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
Gbr 7
27
1-5 Perambatan dalam suatu medium tak
homogen: prinsip Fermat


Pierre de Fermat (1601-1665)matematikawan
dari Perancis mengatakan (dikenal dengan
prinsip Fermat) bahwa “dalam perjalanan dari
titik yang satu ke titik yang lain, suatu sinar
memilih jejak dimana waktu perambatan
mempunyai nilai minimum”
Perhatikan gambar sistem pemantulan Fermat
Gambar 8
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
28
Waktu yang diperlukan sinar dari titik A ke
titik B melalui cermin yang direfleksikan
sejarak x dari titik A ke titik O adalah
2
2
2
t = tAO + tOB 
y1  x 2  y2  l  x 
t
atau
c
t = c -1(y12 + x2)1/2 + c-1[y22 + (l – x)2]1/2
agar waktu bernilai minimum maka dt
dx

dt
2
1
 c y1  x 2
dx
Senin, 24 Juli 2017

1 / 2
(2 x)  c
1
y
2
2
 l  x 
Riskan Qadar- 1 Optik

2 1 / 2
0
2(l  x)( 1)  0
29
y
x
2
1


x

2 1/ 2

y
(l  x)
2
2
 (l  x)

2 1/ 2
Berdasarkan Gbr 8. diperoleh
sin θa = sin θr
atau θa = θr (hukum refleksi)
Prinsip Fermat untuk refraksi
waktu yang diperlukan sinar dari titik A ke
titik B melalui batas dua medium yang
direfraksikan sejarak x dari titik A ke titik O
adalah
t = natAO +nbtOB
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
30
Gambar 9

na h1  x
t
v1
2

2 1/ 2

nb h2  (l  x)

v2
2

2 1/ 2
dt
0
Agar waktu bernilai minimum maka
dx
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
31

dt
1
2
 na v1 h1  x 2
dx

1 / 2
1
na x
h1  x
2

(2 x)  nb v2 h2  (l  x) 2
2

2

1 / 2
2(l  x)( 1)
nb (l  x)
h2  (l  x) 2
2
diperoleh
na sin θ1 = nb sin θ2
Senin, 24 Juli 2017
(Hukum refraksi)
Riskan Qadar- 1 Optik
32
1-6 Prisma
A
θd
θa
θb


δ
θc
Gbr 10
Prisma adalah suatu medium yang dibatasi
oleh dua permukaan yang membentuk sudut A
Gambar 10 memperlihatkan sinar merambat
ke dalam prisma kemudian keluar lagi
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
33


Sudut deviasi δ
terjadi sebagai berikut:
δ = (θa – θb) + (θd – θc) = θa + θd – (θb + θc)
δ = θa + θd – A (sudut deviasi)
(1-8)
Sudut deviasi minimum
terjadi bila θa = θd, maka pers (1-7) menjadi
δmin = 2 θa – A  θa = ½ (δmin + A)
dan θb = θc  θb = ½ A
dari hukum refraksi
na sin θa = nb sin θb
na sin ½ (δmin + A) = nb sin ½ A
(1-9)
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
34

Bila sudut prisma kecil; A<10o, maka sudut
deviasi minimum juga kecil, dan akibatnya nilai
sudut sinus sama dengan sudutnya sendiri.
Jadi
na sin ½ (δmin + A) = nb sin ½ A
ditulis
na ½ (δmin + A) = nb ½ A
na (δmin + A) = nb A
 min
 nb 
   1 A
 na 
Senin, 24 Juli 2017
(1-10)
Riskan Qadar- 1 Optik
35
1-7 Pergeseran sinar pada kaca plan paralel
Perhatikan gambar 11
t
d
sin(  a   b ) 
; cos  b 
AD
AD
na
nb
θa
C
Gbr 11
Senin, 24 Juli 2017
θb
d
θb
diperoleh
sin(  a   b )
td
cos  b
A
B
D
t
(1-11)
Riskan Qadar- 1 Optik
36
1-8 Dispersi



Cahaya putih merupakan superposisi dari
gelombang-gelombang dengan panjang
gelombang yang membentang melalui
seluruh spektrum tampak.
Laju cahaya dalam vakum adalah sama
untuk semua panjang gelombang, tetapi
laju cahaya tersebut dalam material
berbeda untuk panjang gelombang yang
berbeda.
Indeks refraksi n sebuah material
bergantung pada panjang gelombang
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
37
Gbr 11

Dispersi adalah kebergantungan laju
gelombang dan indeks refraksi pada
panjang gelombang
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
38
Warna-warna atau
panjang gelombang
berbeda yang
dipancarkan oleh
suatu sumber S
berupa cahaya putih
(polikhromatik) yang
terlihat muncul di
layar setelah melalui
zat optik (misalnya
prisma) disebut
spektrum.
Gbr 12

Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
39
Gbr 13

Gbr 13 memperihatkan pelangi yang
dibentuk oleh refraksi, refleksi dan
dispersi dalam tetesan air
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
40
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
41
Gbr 14 peristiwa pelangi oleh sinar matahari
melalui tetesan air setelah hujan
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
42

Dispersi prisma didefinisikan
d d dn
(1D

12) d dn d
faktor dδ/dn bergantung pada geometri
sistem; faktor dn/d bergantung pada
bahan yang menyusun prisma. Pada pers 1-8
na sin ½ (δmin + A) = nb sin ½ A
lalu dideferensialkan pada δmin dan nb
na cos ½ (δmin +A) ½ d δmin = sin ½ A dnb
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
43
d min
dnb
 A
2 sin  
2

1
na cos  min  A
2
(1-13)
faktor dn/d bergantung pada sifat
gelombang
dan
medium
untuk
gelombang
elektromagnetik
pada
umumnya dan cahaya pada khususnya,
pernyataan yang memuaskan diberikan
oleh rumus Cauchy
n  Ao 
Senin, 24 Juli 2017
Bo
(1-14)
2
Riskan Qadar- 1 Optik
44
dengan Ao dan Bo adalah konstanta khas tiap bahan
lalu didiferensialkan terhadap n dan , diperoleh
dn  
2 Bo

3
d
2 Bo
dn
 3
d

(1-15)
Pers. 1-10 ditulis menjadi
2 sin
A
2
d
 2 Bo 
D

 3 
d cos 1   A    (Dispersi pada prisma)
min
2
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
45


Angka negatif berarti deviasi berkurang
bila panjang gelombang bertambah
sehingga merah lebih sedikit terdeviasi
daripada ungu.
Pembuktian pers. Cauchy
Pers. 1-11 diperleh dari pers. Indeks bias
sebagai fungsi frekuensi gelombang
elektromagnetik
dan
frekuensi
karakteristik
bahan.
Sederhananya
dianggap hanya terdapat satu frekuensi
atomik o dan  << o, maka diperoleh
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
46
n  1

2
Ne
2
 o m o   2
2

Dengan menggunakan ekspansi binomial,
didapatkan

Ne
n  1 
2
2

m



o
o

2






  
Ne
1  2 
 1
2 
2 o mo  o 
2
Senin, 24 Juli 2017
2
1
2
1
 1
Ne

2
2 o m o  
2
2

2


Ne

1  2 
 1
2 
2 o mo  o 
Riskan Qadar- 1 Optik
2
47
Ne2
Ne2  2
 1

2
4
2

m
2 o mo
o
o
Bila

2c

Ne 2
Ao  1 
2
2 o mo
dan
Senin, 24 Juli 2017
Ne 2  2
Ne 2 4 2 c 2

4
2 o m o
2 o m o 4 2
Riskan Qadar- 1 Optik
48
Ne2 4 2 c 2
jika Bo 
2 o m o 4
Jadi pers.
n  Ao 
Senin, 24 Juli 2017
Bo

2
maka
Ne 2 4 2 c 2

2

2 o m o 4 2
Bo
Ne 2
Ne 2 2
n  1

2
4
2 o mo
2 o mo
Terbukti pers. (1-14)
Riskan Qadar- 1 Optik
49
1-9 Polarisasi


Polarisasi merupakan karakteristik
semua gelombang transversal
Polarisasi cahaya adalah proses
pembatasan getaran vektor listrik
gelombang cahaya sehingga menjadi
satu arah.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
50

Cahaya yang tidak terpolarisasi,
medan listrik bergetar ke segala arah
tegak lurus arah rambat.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
51


Gelombang yang hanya mempunyai
pergeseran y, kita mengatakan
bahwa
gelombang
tersebut
terpolarisasi linear dalam arah y.
Pemolarisasi
adalah
saringan
polarisasi yang hanya mengizinkan
gelombang dengan arah polarisasi
tertentu untuk lewat.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
52

Materi pemolarisasi adalah gabungan zatzat yang mempunyai dichroism, yakni
penyerapan selektif dimana satu dari
komponen-komponen yang dipolarisasikan
itu diserap jauh lebih kuat daripada
komponen-komponen lainnya.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
53

Dichroisme adalah gejala dimana
gelombang merambat melalui sebuah
potongan bahan yang cukup tebal
berangsur-angsur menjadi terpolarisasi
pada satu bidang karena salah satu dari
gelombang biasa atau luar biasa akan
terserap hampir seluruhnya seperti
gambar 15.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
54
Gbr.15
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
55
Gbr.16
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
56

Bila cahaya yang tidak terpolarisasi
memasuki sebuah pemolarisasi ideal
seperti Gbr 16. intensitas cahaya yang
ditransmisikan persis setengah dari
intensitas cahaya tidak terpolarisasi
yang masuk, tidak peduli bagaimanapun
sumbu polarisasi itu diorientasikan.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
57

Bila dua pemolarisasi disusun maka
pemolarisasi
yang
kedua
disebut
penganalisis.
Gbr 17
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
58

Sudut yang dibentuk oleh kedua
pemolarisasi terhadap masing-masing
sumbu adalah θ sehingga intensitas yang
lewat pada penganalisis adalah
I = Imaks cos2 θ
(1-16)
dengan Imaks adalah intensitas setelah
lewat pemolarisasi pertama.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
59


Gbr 17. penganalisis ideal hanya
mentransmisikan komponen yang paralel
dengan arah transmisinya, atau sumbu
polarisasinya.
Cahaya yang tak terpolarisasi dapat
dipolarisasi, baik secara parsial maupun
secara total oleh refleksi.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
60

Gbr 18. terbentuknya polarisasi oleh refleksi.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
61


Bidang yang mengandung sinar
masuk, sinar refleksi dan normal
terhadap permukaan disebut bidang
masuk.
Untuk sebagian besar sudut masuk
cahaya
yang
direfleksikan
terpolarisasi parsial.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
62
Satu sudut tertentu yang
dinamakan sudut polarisasi, maka
cahaya yang direfleksikan yang
tegak lurus bidang masuk ter
polarisasi total, sedang yang
direfraksikan sebagain ter
polarisasi.

Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
63
Tahun 1812 ilmuwan Inggris Sir
David Brewster menemukan bahwa
polarisasi oleh refleksi terjadi bila
sinar refleksi dan sinar refraksi
saling tegak lurus dan dinamakan
hukum Brewster.

Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
64
Dari Gbr 18b; sudut masuk adalah
sudut polarisasi θa = θp sudut refleksi
θr = θp dan
θb = 90o – θp dan hukum refraksi
na sin θa = nb sin θb , maka
na sin θp = nb sin 90o – θp = nb cos θp
nb
tan  p 
na
(Hukum Brewster untuk polarisasi)(1-17)
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
65

Cahaya dan radiasi elektromagnetik selain
memiliki polariasi linear juga dapat memiliki
polarisasi melingkar ataupun eliptik (elips),
seperti pada Gbr 19.
Gbr 19
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
66

Berdasarkan gambar 1-19 gelombang itu
dikatakan terpolarisasi melingkar ke kanan
bila arah gerak sebuah partikel dawai itu
terhadap seorang pengamat yang memandang
ke arah belakang sepanjang arah perambatan,
adalah searah dengan arah perputaran jarum
jam dan arah gelombangnya menuju Anda
(perhatikan tanda ◙ dalam lingkaran sebagai
kepala anak panah); gelombang itu dikatakan
terpolarisasi melingkar ke kiri jika arah gerak
itu adalah arah yang sebaliknya.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
67


Superposisi dari dua gelombang
terpolarisasi linear tertentu (fasa
sama)
dinamakan
polarisasi
melingkar.
Polarisasi eliptik terjadi bila ada
gelombang memiliki fasa yang
berbeda.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
68
1-10 Hamburan Cahaya
Gbr 26

Hamburan adalah proses dimana cahaya
matahari yang telah diserap dan kemudian
diradiasikan kembali dalam berbagai arah
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
69


Terlihatnya langit berwarna biru di
siang hari disebabkan cahaya dari
matahari dihamburkan oleh atmosfir.
Terlihatnya langit berwarna kuning
atau kemerahan di senja hari
disebabkan cahaya matahari tidak
dihamburkan oleh atmosfir.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
70


Awan mengandung konsentrasi yang
tinggi dari tetesan air atau kristal es,
yang juga menghamburkan cahaya
sehingga awan terlihat berwarna
putih.
Gbr 26 memperlihatkan proses cahaya
yang masuk tak terpolarisasi akan
dihamburkan,
lebih
biru
dan
terpolarisasi linear.
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
71
1-11 Prinsip Huygens

Prinsip Huygens (ilmuwan
Belanda, Christian Huygens,
tahun 1678); tiap -tiap titik
dari sebuah muka
gelombang dapat ditinjau
sebagai sumber gelombang
-gelombang kecil sekunder
yang menyebar keluar ke
segala arah dengan laju
yang sama dengan laju
perambatan gelombang itu.
Gbr 27
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
72

Prinsip Huygen dapat juga digunakan untuk
membuktikan hukum refleksi seperti gbr 28
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
73


Dari gambar 28 gelombang pertama datang di
titik AA’ lalu direfleksikan di OB,
keterangan:
θa = sudut masuk muka gelombang datang
dengan permukaan.
θr = sudut refleksi muka gelombang refleksi
dengan permukaan.
OP = vt untuk gelombang datang, dan AQ = vt
untuk gelombang refleksi, karena jaraknya sama
dan segitiga AQO dan OPA adalah siku-siku yang
kongruen karena bersama di OA, dan
OP = AQ = vt, maka sudut θa = θr yang sama
dengan hukum refleksi
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
74

Gambar 29 memperlihatkan prinsip Huygens
untuk refraksi
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
75


Muka gelombang datang AA’ menyentuh
permukaan batas dengan sudut θa
setelah waktu t, Q pada AA’ tiba di O
secara tegak lurus. Pada waktu yang
sama muka gelombang di titik A dalam
medium kedua telah sampai di B secara
tegsk lurus, namun jaraknya lebh kecil
karena laju gelombang lebih kecil
dibanding di medium pertama.
Segitiga siku-siku AQO dan ABO
memiliki hipotenusa AO yang sama
sehingga
Senin, 24 Juli 2017
Riskan Qadar- 1 Optik
76
va t
vbt
dan sin  b 
sin  a 
AO
AO
Keduanya dapat ditulis
va
vb
AO


 vb sin  a  va sin  b
t
sin  a sin  b
c
c
c
c
sin  a  sin  b
Indeks bias n   v  ; maka
nb
na
v
n
 na sin  a  nb sin b
Senin, 24 Juli 2017
(Hukum refraksi)
Riskan Qadar- 1 Optik
77