Efek Faraday pada Medium Transparan

Efek Faraday pada Medium Transparan
Polarisasi gelombang cahaya merupakan ungkapan mengenai pola gangguan atau osilasi lokal yang
bersangkutan terhadap waktu pada kedudukan tertentu[1]. Gangguan lokal tersebut merupakan variasi
medan vektor listrik dan medan vektor magnet. Polarisasi gelombang cahaya dapat dikatakan pula sebagai
pengutuban arah getaran gelombang cahaya menjadi satu arah getar tertentu atau pada suatu bidang
tunggal. Terdapat tiga jenis polarisasi, yaitu polarisasi linear, sirkular, dan eliptik.
Polarisasi linear yaitu medan listrik berosilasi sepanjang garis lurus dalam bidang transversal dengan
amplitudo tetap. Polarisasi sirkular yaitu medan listrik berputar ke kiri atau ke kanan dan kedua komponen
medan listrik tersebut saling tegak lurus dengan amplitudo yang sama. Polarisasi eliptik yaitu ujung vektor
medan listrik berputar mengikuti suatu lengkungan eliptik dan kedua komponen medan listrik tersebut
memiliki amplitudo yang berbeda.
Magneto-optik merupakan penggunaan medan magnet untuk mempengaruhi perambatan cahaya.
Penggunaan medan magnet tersebut melibatkan perubahan sifat fisika dari medium yang dilalui cahaya.
Efek Faraday merupakan rotasi bidang polarisasi cahaya oleh sudut tertentu yang sebanding dengan
intensitas medan magnet[2]. Rotasi bidang polarisasi cahaya tersebut terjadi saat cahaya melewati medium
yang terdapat medan magnet. Efek Faraday sangat bergantung pada material yang digunakan.
Hubungan antara sudut rotasi dari bidang polarisasi cahaya dan medan magnet dinyatakan oleh
rumusan Becquerel, yaitu sebagai berikut.
Keterangan:
Ѱ : sudut rotasi
Ѵ : konstanta Verdet
B : medan magnet
d : panjang lintasan saat cahaya dan medan magnet berinteraksi (ketebalan medium)
Konstanta Verdet merupakan karakteristik suatu bahan dan bergantung pada dispersi dari indeks
bias . Konstanta Verdet dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
[2]
Keterangan:
Ѵ : konstanta Verdet
n : indeks bias medium
λ : panjang gelombang
c : cepat rambat cahaya
e : muatan elektron (1.6 x 10-19 C)
m : massa elektron (9.1 x 10-31 kg)
⃑
Cahaya yang terpolarisasi dapat ditinjau dari vektor medan listriknya, yaitu sebagai berikut.
⃑
⃑
Keterangan:
⃑ : vektor medan listrik total
⃑⃑⃑ : vektor medan listrik sisi kanan
⃑⃑ l : vektor medan listrik sisi kiri
Gambar 1. Ilustrasi efek Faraday
Birefringence sirkular merupakan fenomena perbedaan kecepatan rambat atau indeks bias dari cahaya
terpolarisasi sirkular kanan dan kiri[3]. Birefringence sirkular dapat menghasilkan rotasi optik. Perbedaan
indeks bias sisi kiri dan kanan dapat ditentukan sebagai berikut.
Keterangan:
nl : indeks bias medium sisi kiri
nr : indeks bias medium sisi kanan
ωl : kecepatan sudut sisi kiri
ωr : kecepatan sudut sisi kanan
n : indeks bias medium
λ : panjang gelombang
c : cepat rambat cahaya
B : medan magnet
q : muatan elektron (1.6 x 10-19 C)
m : massa elektron (9.1 x 10-31 kg)
Sekian uraian mengenai efek Faraday dari natscismifa.wordpress.com.
Referensi
[1]
Tjia, M.O. 1994. Gelombang. Bandung: Penerbit ITB.
[2]
The Faraday Effect. Dari www.physics.rutgers.edu/~eandrei/389/faraday, 9 November 2016.
[3]
Propagation in Birefringent Media. Dari http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ch04, 9
November 2016.
[4]
Wavelength for the Various Colors. Dari http://www.livephysics.com/physical-constants/opticspc/wavelength-colors/, 9 November 2016.