MAKALAH OPTIK INTERFERENSI CAHAYA Dosen Pengampu : Drs. Paulus G.D Lasmono S., M.T Disusun Oleh : RESTIANA (20160111064018) PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS CENDERAWASIH JAYAPURA 2019 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah memberikan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga berhasil menyelesaikan makalah dengan judul “Interferensi Cahaya” ini tepat pada waktunya. Selesainya makalah ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh Karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu dan Ayah, atas semua doa dan bantuan finansial untuk menyelesaikan makalah ini. 2. Bapak Drs. Paulus G.D Lasmono S., M.T selaku dosen mata kuliah Optik yang telah memberikan tugas serta petunjuk kepada penulis sehingga termotivasi dalam menyelesaikan makalah ini. 3. Teman-teman yang telah membantu dalam proses pembuatan makalah ini. Dalam penulisan makalah ini ,penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan, baik dalam hal sistematika maupun teknik penulisannya. Kiranya tiada lain karena keterbatasan kemampuan dan pengalaman penulis yang belum luas dan mendalam. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang membangun tentunya penulis harapkan, sebagai masukan yang berharga demi kemajuan penulis di masa mendatang. Semoga makalah ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya makalah yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun orang lain yang membacanya. Jayapura, 11 Maret 2019 Restiana ii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................................ i KATA PENGANTAR ............................................................................................................ ii DAFTAR ISI .......................................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 1 1.3 Tujuan Penulisan ..................................................................................................... 2 BAB II. DASAR TEORI ......................................................................................................... 3 2.1 Interferensi Cahaya pada Celah Ganda ................................................................... 3 2.2 Interferensi pada Selaput Tipis ............................................................................... 5 BAB III PEMBAHASAN ....................................................................................................... 7 3.1 Pengertian Interferensi Cahaya ...................................................................................... 7 3.2 Syarat Terjadinya Interferensi Cahaya ................................................................... 8 3.3 Pengertian Koherensi ............................................................................................. 9 3.4 Jenis-jenis Interferensi Cahaya ............................................................................. 18 3.5 Contoh Penerapan Interferensi Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari ................ 29 3.6 Proses Terjadinya Pelangi .................................................................................... 29 BAB IV PENUTUP ............................................................................................................... 31 4.1 Kesimpulan ..................................................................................................................... 31 4.2 Saran ...................................................................................................................... 32 DAFTAR PUSTAKA iii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sebuah noda minyak hitam yang pada jalanan beraspal dapat terlihat indah setelah hujan, ketika minyak itu merefleksikan warna-warna pelangi.Refleksi warna-warna itu dapat juga dilihat dari permukaan gelelmbung sabun dan compact disc (CD).Pemandangan yang sudah biasa kita lihat ini memberikan sebuah petunjuk kepada kita bahwa ada aspek-aspek cahaya yang belum kita selidiki. Dalam pembahasan kita mengenai lensa, cermin, dan instrumen optis kita menggunakan model optika geometrik, dimana kita menyatakan cahaya sebagai sinarsinar, yakni garis-garis lurus yang dibelokkan pada permukaan yang merefleksikan cahaya atau yang merefraksikan cahay.Tetapi banyak aspek perilaku cahaya tidak dapt dipahami berdasarkan sinar.Kita telah mempelajari bahwa secara fundamental, cahaya adalah sebuah gelombang, dan dalam beberapa hal kita harus meninjau sifat-sifat gelombangnya secara eksplisit. Jika dua atau lebih gelombang cahay yang frekuensinnya sama tumpang tindih di sebauh titik, maka efek totalnya bergantung pada fasa-fasa gelombang tersebut dan dan juga bergantung pada amplitudo-amplitudonya. Pola cahaya yang dihasilkan adalah sebuah resultan dari sifat gelombang dari cahaya dan tidak dapat dipahami berdasarkan sinar. Efek otomatis yang bergantung pada sifat gelombang dari cahaya dikelompokkan di bawah topik optika fisis. Dalam makalah ini kita akan meninjau fenomena interferensi yang terjadi bila dua gelombang bergabung. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dari interferensi cahaya? 2. Apa saja syarat terjadinya interferensi cahaya? 3. Apa pengertian dari koherensi? 4. Ada berapa jenis interferensi cahaya? 5. Apa saja contoh penerapan interferensi cahaya dalam kehidupan sehari-hari? 6. Bagaimana proses terjadinya pelangi? 1 1.3 Tujuan Penulisan 1. Untuk mengetahui pengertian dari interferensi cahaya. 2. Untuk mengetahui syarat terjadinya interferensi cahaya. 3. Untuk mengetahui pengertian dari koherensi. 4. Untuk mengetahui jenis-jenis interferensi cahaya. 5. Untuk mengetahui contoh penerapan interferensi cahaya dalam kehidupan sehari-hari. 6. Untuk mengetahui proses terjadinya pelangi. 2 BAB II DASAR TEORI Interferensi cahaya adalah perpaduan antara dua gelombang cahaya. Agar interferensi cahaya dapat teramati dengan jelas, maka kedua gelombang cahaya itu harus bersifat koheren. Dua gelombang cahaya dikatakan koheren apabila kedua gelombang cahaya tersebut mempunyai amplitudo,frekuensi yang sama dan pada fasenya tetap. Ada dua hasil interferensi cahaya yang dapat teramati dengan jelas jika kedua gelombang tersebut berinterferensi. Apabila kedua gelombang cahaya berinteferensi saling memperkuat (bersifat konstruktif), maka akan menghasilkan garis terang yang teramati pada layar. Apabila kedua gelombang cahaya berinterferensi saling memperlemah (bersifat destruktif), maka akan menghasilkan garis gelap yang teramati pada layar. Marilah sekarang kita mempelajari peristiwa interferensi cahaya yang telah dilakukan percobaan atau eksperimen oleh para ilmuwan terdahulu, sepertihalnya Thomas Young dan Fresnell. 2.1 Interferensi Cahaya pada Celah Ganda Percobaan yang dilakukan oleh Thomas Young danFresnel pada dasarnya adalah sama, yang membedakan adalah dalam hal mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren.Thomas Young mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren dengan menjatuhkan cahaya dari sumber cahaya pada dua buah celah sempit yang saling berdekatan, sehingga sinar cahaya yang keluar dari celah tersebut merupakan cahaya yang koheren. Sebaliknya Fresnel mendapatkan duagelombang cahaya yang koheren dengan memantulkan cahaya dari suatu sumber ke arah dua buah cermin datar yang disusun hampir membentuk sudut 180o, sehingga akan diperoleh dua bayangan sumber cahaya. Sinar yang dipantulkan oleh cermin I dan II dapat dianggap sebagai dua gelombang cahaya yang koheren. Skema percobaan Young terlihat pada Gambar 2.1 Gambar 2.1 Interferensi Celah Ganda Percobaan Young 3 Untuk menunjukkan hasil interferensi cahaya, di depan celah tersebut diletakkan layar pada jarak L maka akan terlihat pada layar berupa garis gelap dan terang. Garis terang merupakan hasil interferensi yang saling memperkuat dan garis gelap adalah hasil interferensi yang saling memperlemah. Hasil interferensi bergantung pada selisih jarak tempuh/lintasan cahaya dari celah ke layar. Akan terjadi garis terang jika selisih lintasan merupakan kelipatan bilangan genap kali ½ π atau 1 (2π 2 π)atau kelipatan bilangan bulat kali λ atau (nλ). Sebaliknya akan terjadi garis gelap jika selisih lintasan merupakan kelipatan bilangan ganjil kali ½ π atau ((2π − 1)½ π ) . Misalkan jarak antara dua celah d, jarak layar ke celah L, di titik O pada layar akan terjadi garis terang yang disebut garis terang pusat, karena jarak S1O dan S2O adalah sama sehingga gelombang cahaya sampai di O akan terjadi interferensi maksimum. Di titik P yang berjarak p dari terang pusat akan terjadi interferensi maksimum atau minimum tergantung pada selisih lintasan S2P – S1P.Perhatikan Gambar 2.2! Gambar 2.2 Interferensi Celah Ganda Di P terjadi interferensi maksimum jika : S2P – S1P = d sin θ = nλ Perhatikan segitiga S1QS2 dan segitiga POR , untuk nilai θ <<< berlaku sin θ = tg θ = π , sehingga: πΏ p= ππ πΏ = ππ atau πππΏ (2.1) π 4 dengan : d = jarak antara dua celah (m) p = jarak garis terang ke terang pusat (m) L= jarak celah ke layar π = panjang gelombang cahayan π = orde interferensi ( n = 0, 1, 2, 3, ...) Di P akan terjadi interferensi minimum/garis gelap jika : ππ πΏ 1 = (2π − 1) π (2.2) 2 dengan d = jarak antara dua celah (m) p = jarak garis gelap ke terang pusat (m) L= jarak celah ke layar (m) λ = panjang gelombang cahaya (m) n= orde interferensi (n = 1, 2, 3, ...) 2.2 Interferensi pada Selaput Tipis Dalam kehidupan sehari-hari sering kita melihat adanya warna-warna pelangi yang terjadi pada gelembung air sabun atau adanya lapisan minyak di permukaan air jika terkena cahaya matahari. Hal ini menunjukkan adanya interferensi cahaya matahari pada selaput tipis air sabun atau selaput tipis minyak di atas permukaan air. Interferensi cahaya terjadi dari cahaya yang dipantulkan oleh lapisan permukaan atas dan bawah dari selaput tipis tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar 2.3 Gambar 2.3 Interferensi pada selaput tipis 5 Gambar tersebut melukiskan seberkas sinar monokromatik jatuh pada selaput tipis setebal d, pada lapisan atas selaput cahaya dipantulkan (menempuh lintasan AE) dan sebagian dibiaskan yang kemudian dipantulkan lagi oleh lapisan bawah menempuh lintasan ABC. Antara sinar yang menempuh lintasan AE dan ABC akan saling berinterferensi di titik P tergantung pada selisih jarak lintasan optik. Di titik P akan terjadi interferensi maksimum atau garis terang apabila : 1 2nd cos r = (2m + 1) 2 λ (2.3) dan terjadi garis gelap atau interferensi minimum jika 1 2nd cos r = (2m) 2 λ (2.4) dengan : n = indeks bias lapisan tipis d = tebal lapisan r = sudut bias sinar λ = panjang gelombang sinar m = orde interferensi 6 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Pengertian Interferensi cahaya Interferensi merupakan perpeduan dua gelombang atau lebih yang memiliki beda fase konstan dan amplitudo yang hampir sama yang dapat menghasilkan suatu pola gelombang baru. Interferensi cahaya adalah penjumlahan atau perpaduan antara dua gelombang atau lebih yang hasilnya dapat saling menguatkan (konstruktif) atau saling melemahkan (desduktrif). . Interferensi dapat bersifat membangun dan merusak. Bersifat membangun (interferensi konstruktif) jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak (interferensi destruktif) jika beda fasenya adalah 180°, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan. Gambar 2.1Interferensi bersifat membangun Gambar 2.2 Interferensi bersifat merusak Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta selisih fase tetap. Young melakukan percobaan, dimana celah sempit akan menghasilkan sumber cahaya baru yang memiliki beda fasa sama atau konstan sehingga disebut koheren. 7 3.2 Syarat Terjadinya Interferensi Cahaya Cahaya merupakan gelombang, yaitu lebih spesifiknya gelombang elektromagnetik. Interferensi cahaya dapat terjadi apabila terdapat dua atau lebih berkas sinar yang bergabung pada satu titik. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar, maka penampakan interferensinya akan sulit untuk diamati. Interferensi akan terjadi apabila syarat di bawah ini terpenuhi, yaitu: 1. Kedua gelombang cahaya haruslah koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya haruslah memilikibeda fasa yang selalu tetap. 2. Kedua sinar atau cahaya yang dipancarkan haruslah yang memiliki frekuensi yang sama. 3. Kedua gelombang cahaya haruslah memiliki amplitudo yang hampir sama. 4. Interferensi terjadi pada cahaya yang terpolarisasi linier atau polarisasi lain, termasuk cahaya natural atau alami. Thomas Young, seorang ahli fisika membuat dua sumber cahaya dari satu sumber cahaya, yang dijatukan pada dua buah celah sempit.Satu sumber cahaya, dilewatkan pada dua celah sempit, sehingga cahaya yang melewati kedua celah itu, merupakan dua sumbeer cahaya baru. Seperti pada gambar berikut : Gambar 2.3 Cahaya melewati dua celah Hasil interferensi dari dua sinar atau cahaya koheren menghasilkan pola terang dan gelap. ο· Interferensi maksimum atau terang atau konstruktif, terjadi bila : d sin Ο΄ = nλ 8 Keterangan : d = jarak antara dua celah (m) p = jarak garis terang ke terang pusat (m) L= jarak celah ke layar λ = panjang gelombang cahayan n = orde interferensi ( n = 0, 1, 2, 3, ...) ο· Interferensi Minimum atau Gelap atau Destrutip, terjadi jika: d sin Ο΄ = (2n – 1)1/2λ Keterangan : d = jarak antara dua celah (m) p = jarak garis terang ke terang pusat (m) L= jarak celah ke layar λ = panjang gelombang cahayan n = orde interferensi ( n = 0, 1, 2, 3, ...) 3.3 Konsep Koherensi 3.3.1 Pengertian Koherensi Koherensi adalah salah satu sifat gelombang yang menunjukkan interferensi yang sama antara fase dan penjalarannya. Koherensi adalah mengacu pada penyambungan antara fase gelombang cahaya pada satu titik dan waktu, dan fase dari gelombang cahaya pada titik dan waktu lain. Koherensi waktu adalah sifat dari dua gelombang yang berasal dari sumber yang sama. Gelombang berjalan, mendekati sinusoidal yang cukup untuk beberapa jumlah osilasi antara perubahan frekuensi dan fase. Panjang gelombang berjalan yang dapat diasumsikan memiliki karakter sinusoial yang cukup dan fase yang dikenal sebagai panjang koherensi. Kita dapat mendefinisikan panjang koherensi sebagai panjang gelombang berjalan, cΔt, di mana fase mudah ditentukan. Interval waktu selama fase gelombang berjalan dapat disebut dengan waktu koherensi. Ini adalah waktu Δt, selama fase gelombang berjalan tidak menjadi acak tetapi mengalami perubahan dalam cara sistematis. 9 Seandainya ada dua sumber-sumber identik dari cahaya monokromatik menghasilkan gelombang-gelombang yang amplitudonya sama, panjang gelombangnya sama, ditambah lagi keduanya memilki fasa yang sama secara permanen dan kedua sumber tersebut bergetar bersama. Dua sumber monokromatik yang mempunyai frekuensinya sama dengan sebarang hubungan beda fasa, π, konstan yang tertentu (tidaak harus sefasa) terhadap waktu itulah yang dikatakan koheren. Jika syrat ini dipenuhi, maka akan diperoleh pola garis interferensi yang baik dan stabil. Jika dua buah sumber gelombang cahaya beda fasa yang akan tiba di titik P berubah-ubah terhadap waktu secara acak (pada suatu saat mungkin dipenuhi syarat saling menghapuskan, tetapi pada saat berikutnya dapat terjadi penguatan). Sifat beda fase yang berubah-ubah secara acak ini terjadi pada setiap titik-titik pada layar, sehingga hasil yang nampak adalah terang yang meratapada layar. Dalam keadaan ini kedua sumber tersebut dikatakan inkoheren (tidak koheren). Gambar 2.4 Dua sumber gelombang koheren Kurangnya koherensi cahaya yang berasal dari sumber-sumber biasa seperti menjalarnya kawat pijar, disebabkan oleh tidak dapatnya atom-atom memancarkan cahaya secara kooperatif.Dan pada tahun 1960 telah berhasil dibuat sumber cahaya tampak yang atom-atomnya dapat berlaku kooperatif, sekeluaran cahayanya sangatlah monokromatik, kuat dan sangat terkumpul.Alat ini di sebut dengan laser (light amplification through stimulated emission of radiation). Intensitas berkas-berkas cahaya koheren dapat diperoleh dengan: 1. Menjumlahkan amplitudo masing-masing gelombang secara vektor dengan memperhitungkan beda fasa di dalamnya. 10 2. Menguadratkan amplitudo resultannya, hasil ini sebanding dengan intensitas resultan. Gambar 2.5 Gelombang Koheren Dan untuk berkas-berkas yang tidak koheren atau inkoheren intensitasnya dapat diperoleh dengan: 1. Masing-masing amplitudo dikuadratkan dahulu dan diperoleh besaran yang sebanding dengan intensitas masing-masing berkas, baru kemudian 2. Intensitas masing-masing dijumlahkan untuk memperoleh intensitas resultan. Gambar 2.6 Gelombang Inkoheren Langkah-langkah di atas, sesuai dengan hasil pengamatan bahwa untuk sumber cahaya yang tidak saling bergantungan, intensitas resultan pada setiap titik selalu lebih besar daripada intensitas yang dihasilkan oleh masing-masing sumber di titik tersebut. 3.3.2 Jenis-jenis Koherensi a. Koherensi temporal Koherensi temporal yang terkait langsung dengan bandwidth terbatas sumber. Sebuah paket bandwidth bukanlah gelombang harmonik.Oleh karena itu, tidak dapat direpresentasikan secara matematis dengan fungsi sinus sederhana. Representasi matematis dari sebuah paket gelombang dilakukan dengan integral fourier. Jika cahaya dipancarkan dari sumber maka dianalisis dengan bantuan spektograf, yang terdiri dari garis-garis spektrum diskrit. Panjang koherensi dapat didefinisikan sebagai produk osilasi gelombang N 11 terkandung dalam kereta gelombang dan panjang gelombang, λ. Demikian menunjukkan bahwa yhe lebih besar jumlah osilasi gelombang dalam paket gelombang, semakin kecil bandwidth. Dalam kasus membatasi, ketika N jauh besar, yaitu ketika paket infinetly panjang gelombang, gelombang akan monokromatik memiliki panjang gelombang didefinisikan secara tegas. Koherensi temporal juga dikenal sebagai koherensi longitudinal. Temporal (atau longitudinal) koherensi menyiratkan gelombang terpolarisasi pada satu frekuensi yang fase ini berkorelasi dengan jarak yang relatif besar (panjang koherensi) di sepanjang balok sebuah sinar yang dihasilkan oleh sumber cahaya termal atau lainnya yang tidak koheren. Amplitudo sesaat dan fase yang bervariasi secara acak terhadap waktu dan posisi, dan dengan demikian panjang koherensi sangat singkat.Kita menyimpulkan koherensi temporal adalah indikasi monokromatisitas sumber merupakan sumber benarbenar koheren.Tingkat monokromatisitas dari sumber diberikan oleh ketika rasio, gelombang cahaya monokromatik idealnya kemurnian garis spektrum. b. Koherensi Spasial Koherensi spasial berkaitan dengan ukuran terbatas sumbernya. Koherensi spasial sama dengan hubungan fase diantara gelombang berjalan sisi demi sisi, pada waktu yang sama koherensi spasial mengacu pada kontinuitas dan keseragaman dari gelombang dalam arah tegak lurus. Kemudian gelombang tersebut dikatakan menunjukkan koherensi spasial. Semakin tinggi kontras, semakin baik koherensi spasial. Kurangnya koherensi cahaya yang berasal dari sumber-sumber biasa seperti menjalarnya kawat pijar, disebabkan oleh tidak dapatnya atom-atom memancarkan cahaya secara kooperatif.Dan pada tahun 1960 telah berhasil dibuat sumber cahaya tampak yang atom-atomnya dapat berlaku kooperatif, keluaran cahayanya sangatlah monokromatik, kuat dan sangat terkumpul.Alat ini di sebut dengan laser (light amplification through stimulated emission of radiation). Keadaan untuk Koherensi Spasial, lebih luas sumber cahaya, laser adalah derajat koherensi. Dalam percobaan celah ganda muda itu, jika celah S1 dan S2 secara langsung diterangi oleh sumber, pinggiran interferensi tidak diamati. Tidak adanya pinggiran yang mengeluarkan cahaya dari celah tersebut tidak 12 memiliki koherensi spasial. Jika celah sempit diperkenalkan sebelum celah ganda, sinar yang melewati celah sempit menerangi S1 dan S2. Gelombang muncul dari mereka, karena telah diturunkan melalui divisi gelombang depan, yang koheren dan tetap pola interferensi akan diamati di layar. Jika lebar celah S secara bertahap meningkatkan kontras. Ketika S celah lebih lebar, S1 dan S2 menerima gelombang dari berbagai belahan S yang tidak mempertahankan koherensi. Apabila sempit, menjamin bahwa gelombang pada celah S1 andS2 berasal dari sumber kecil dan karenanya mereka memiliki koherensi spasial. 3.3.3 Aplikasi Koherensi Pada tahun 1940-an, Dr. Dennis Gabor, seorang fisikawan Hongaria, menemukan teknik holografi. Berkat penemuannya tersebut, ia dianugerahi penghargaan Nobel pada tahun 1971. Hasil temuaannya menjadikan ia sebagai perintis, bapak, dan sekaligus pencipta holografi. Sayangnya, perkembangan bidang ini berjalan lambat hingga tahun 1960-an. Akhirnya, perkembangan holografi mulai bergerak lagi dengan adanya perkembangan dari teknologi laser. 1. Hologram Hologram adalah produk dari teknologi holografi.Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinar cahaya yang koheren dan dalam bentuk mikroskopik.Hologram bertindak sebagai gudang informasi optik. Informasiinformasi optik itu kemudian akan membentuk suatu gambar, pemandangan, atau adegan. Hologram merupakan jelmaan dari gudang informasi (information storage) yang mutakhir. Kelebihan hologram ialah ia mampu menyimpan informasi, yang di dalamnya memuat objek-objek 3 dimensi (3D). Tidak hanya objek-objek yang biasa terdapat di foto atau gambar pada umumnya.Hal itu disebabkan prinsip kerja hologram tidak sesederhana lensa fotografi.Hologram menggunakan prinsip-prinsip difraksi dan interferensi, yang merupakan bagian dari fenomena gelombang. Hologram, memiliki karakteristik yang unik. Beberapa diantaranya yaitu: Cahaya, yang sampai ke mata pengamat, yang berasal dari gambar yang direkonstruksi dari sebuah hologram adalah sama dengan yang apabila berasal dari objek aslinya. Seseorang, dalam melihat gambar hologram, dapat melihat 13 kedalaman, paralaks, dan berbagai perspektif berbeda seperti yang ada pada skema pemandangan yang sebenarnya.Hologram dari suatu objek yang tersebar dapat direkonstruksi dari bagian kecil hologram.jika sebuah hologram pecah berkeping-keping, masing-masing bagian dapat digunakan untuk mereproduksi lagi keseluruhan gambar. Walau bagaimanapun, penyusutan dari ukuran hologram, dapat menyebabkan penurunan perspektif dari gambar, resolusi, dan tingkat kecerahan dari gambar. Dari sebuah hologram dapat direkonstruksi dua jenis gambar, biasanya gambar nyata (pseudoscopic) dan gambar maya (orthoscopic) Sebuah hologram tabung dapat memberikan pandangan 360 derajat dari objek Lebih dari satu gambar independen yang dapat disimpan dalam satu pelat fotografi yang sama yang dapat dilihat dari satu per satu dalam satu kesempatan. Seperti yang telah dikatakan sebelumnya, kapabilitas hologram melebihi kapabilitas media penyimpanan lainnya. Salah satunya ialah,hologram dapat merekam intensitas cahaya. Dengan kata lain, hologram memiliki informasi tambahan baru dibandingkan media lain. Secara otomatis dengan adanya rekaman intensitas cahaya, hologram pun mampu untuk memperlihatkan kedalaman (depth). Ketika seseorang melihat ke arah sebuah pohon, ia menggunakan matanya untuk menangkap cahaya dari objek itu. Setelah itu, informasi diolah untuk memperoleh makna mengenai objek tadi. Prinsip ini hampir sama dengan hologram. Hologram menjadi cara yang nyaman untuk menciptakan kembali gelombang cahaya yang sama, yang berasal dari objek yang sebenarnya. Kemampuan ini sangat menakjubkan. Objek terasa nyata dan hidup dan ia akan terlihat seolah-olah akan ”melompat” dari gambar (scene). Jika pada sebuah foto standar, pemandangan diambil dari satu perspektif saja, maka hologram mematahkan batasan itu.Hologram mampu untuk melihat suatu objek dari berbagai perspektif. Aplikasi teknik holografi telah tersebar ke berbagai aspek kehidupan. Holografi memudahkan manusia dalam mengabadikan karya-karya seni dan benda-benda peninggalan sejarah, pembuatan iklan dan film, dan lain sebagainya. Selain itu, aplikasi holografi lain ialah holographic interferometry, holographic optical element (HOE), dan holographic memory. 14 2. Holographic interferometry Holographic interferometry adalah aplikasi dari teknologi holografi yang memungkinkan kita untuk membuat replika atau tiruan visual suatu benda, beserta efeknya. Dengan teknik ini, objek akan mengalami dua kali pencahayaan. Sehingga visualisasi suatu benda dapat bervariasi. Pada proses pencahayaan yang pertama, objek harus dalam keadaan diam, tidak boleh bergerak. Pada proses pencahayaan yang kedua, objek tadi menjadi subjek untuk memberikan bentuk-betuk fisik sesuai dengan wujud asli objek tersebut. Kemudian sepanjang proses tadi, hologram akan melukiskan sejumlah garis, baik garis tepi maupun garis diagonal yang melewati objek. Garis-garis itu kemudian akan menjelma menjadi garis-garis kontur serupa pada sebuah peta. Peta visual ini sangat bergantung pada garis tepi, sebab garis tepi lah yang memberi bentuk-bentuk fisik. Bila terjadi kesalahan pada proses yang pertama, maka hal itu akan mempengaruhi pembuatan peta visualnya. Holographic interferometry terdiri atas tiga tipe, yaitu : ο· Frozen fringe ο· Life Fringe ο· Time average Holographic interferometry sudah banyak digunakan di industri manufaktur. Kegunaannya ialah untuk menginpeksi kerusakan atau kegagalan pada produk. Subjeknya ialah logam dan bahan nonlogam. Material ini digunakan untuk menguji kemungkinan-kemungkinan kerusakan. 3. Holographic optical element (HOE) Holographic optical element ialah salah satu jenis dari elemen optis difraktif. HOE dapat mengganti suatu sistem optik dengan komponen optik ganda, seperti lensa, kaca, [beam splitters], dan prisma.HOE sangat bermanfaat bila terjadi ketidaksesuaian dan ketidakseimbangan komponen optik suatu benda. Kini hadir teknologi DOE (Diffractive OpticalElement) sebagai kelanjutan dari HOE. Pada DOE,gelombang cahaya yang datang tidak lagidibengkokan, melainkan dipecah menjadi puluhan, ratusan, atau bahkan ribuan gelombang.Gelombang-gelombang tadi nantinya akan meyatu kembali 15 dan membentuk sebuah gelombanglengkap yang baru. Aplikasi HOE dan DOE antara lain sebagai berikut : Sistem komunikasi dengan media optikCD (compact disk) cakram kompak. Aplikasi-aplikasi arsitektural (senibangunan), Finger print sensor (sensor sidik jari), dan Proses pengolahan informasi. 4. Holographic memory Perkembangan teknologi holografi turut merambah ke sistem penyimpanan data. Hal ini dimaksudkan untuk menciptakan media penyimpanan data dengan kapasitas yang lebih besar. Media-media penyimpanan yang mengadopsi prinsip-prinsip holografis disebut dengan holographic memory. Pada dasarnya, teknologi holographic memory memanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan membaca kembali data atau informasi. Sinar Laser (singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) yang bersifat monokromatik dan koheren dilewatkan pada sebuah alat yang disebut ‘beam splitter’. Splitter ini ‘memecah’ sinar LASER menjadi dua, yang pertama disebut sinar sinyal atau sinar tujuan, yang kedua disebut sinar acuan. Disebut sinar tujuan karena sinar ini membawa kode informasi atau obyek yang akan disimpan. Disebut sinar acuan karena merupakan sinar yang dirancang sedemikian rupa, sehingga mudah dan sederhana untuk direproduksi karena digunakan sebagai referensi. Salah satu contoh dari holographic memory ialah kepingan holografis. Para peneliti tengah berusaha mengembangkan kepingan (CD) yang memiliki muatan penyimpanan holografis, sehingga dapat menyimpan informasi dengan ukuran terabit. Hal ini dikarenakan pengepakan data menjadi lebih mapat dibandingkan teknologi optis konvensional seperti yang digunakan pada DVD dan BluRay. Bayangkan satu keping cakram optis, dengan ketebalan cakram 1,5mm, mampu menyimpan data sebesar 200 GB. Holographic memory memiliki beberapa keunggulan dibandingkan media penyimpanan lain, antara lain sebagai berikut : Holographic memory dapat menyimpan data 2 dimensi, 3 dimensi, dan juga data digital. Kapasitas penyimpanan data lebih besar, dapat mencapai 27 kali lebih besar dari kapasitas DVD yang kita pakai saat ini. Proses pembacaan data lebih cepat, yakni 25 kali lebih cepat daripada DVD. 16 5. Laser Laser merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation (penguatan cahaya dengan stimulasi emisi radiasi). Selanjutnya kata laser menjadi suatu kata yang baku, laser. Untuk mengetahui laser lebih lanjut, perhatikan persamaan berikut: hf = E2 – E1 Jika elektron secara spontan meluruh, berubah dari suatu keadaan menjadi keadaan lain, elektron tersebut memancarkan foton dengan energi sebesar persamaan diatas. Proses ini disbut emisi spontan. Transisi dari suatu keadaan ke keadaan lainnya bisa dihalangi, dalam hal ini adalah fotonnya. Dengan kata lain, energi foton h dapat menghalangi transfer elektron dari keadaan 1 ke keadaan 2 menghasilkan foton lainnya dengan energi hf = E1 - E2. Ini disebut pemancaran terangsang (stimulated emmission), yaitu proses yang menghasilkan dua foton berenergi hf. Lebih jauh, kedua foton ini akan terfase. Jadi, laser yang ideal terbentuk dari suatu kumpulan foton berfrekuensi tepat sama dan semua foton tersebut terfase. Sifat yang terjadi akibat kesamaan frekuensi adalah monokromatisme dan sifat yang terjadi akibat kesamaan fase adalah koherensi. Jadi syarat terbentuknya laser adalah sumber cahaya yang monokromatis dan koheren. Namun kenyataannya laser tidaklah monokromatik murni ataupun koheren murni. Meskipun demikian, ketika mengarakterisasikan sistem laser yang sebenarnya, secara umum diasumsikan bahwa sinar laser pada awalnya adalah terfase, dan inkoherensi laser timbul karena sifat monokromatis yang jelek dari sumber. Jadi sebenarnya koherensi dan monokromatisme secara umum digunakan untuk mengukur parameter yang sama. Kaca udara kebanyakan laser dirancang dengan tiga elemen penting, media tambahan, sumber pemompa (pumping source), dan lubang resonansi (resonant cavity). Laser dapat mengukur Panjang koherensi tingkat monokromatisan suatu sumber cahaya. Koherensi keluaran laser bersifat spasial maupun temporal, semua foton memiliki fase yang sama. Mereka saling mendukung satu sama lain, yang secara gelombang dikatakan berinterferensi konstruktif, sehingga intensitasnya berbanding langsung. 17 3.4 Jenis-jenis Interferensi Cahaya 3.4.1 Interferensi Cahaya Dua Sumber (Percobaan Thomas Young 1801) Jika dua gelombang mekanis berfrekuensi sama yang merambat dalam arah yang sama (hampir sama) dengan beda fase yang tetap konstan terhadap waktu, maka dapat terjadi keadaan sedemikian rupa sehingga energinya tidak didistribusikan secara merata dalam ruang, tetapi pada titik tertentu dicapai haraga maksimum, dan pada titik-titik lain merupakan harga minimum. Melalui percobaannya Young berhasil memeperoleh panjang gelombang cahaya dan ini merupakan hasil pengukuran pertama bagi besaran yang sangat penting ini. Gambar 2.7 Pola interferensi percobaan Young Young melewatkan cahaya matahari melalui lubang kecil a pada layar S1. Sinar yang keluar melebar karena adanya difraksi dan jatuh pada lubang kecil b dan c pada layar S2. Di sinipun terjadi peristiwa difraksi dan gelombang yang telah melewati layar S2 menyebar dan saling tumpang tindih. a. Analsis Kuantitatif Interferensi Celah Ganda Young Misalkan cahaya yang datang hanya berasal dari satu panjang gelombang, percobaan Young dapat dianalisa secara kuantitatif seperti pada gambar di bawah ini. a Gambar 2.8 Beda lintasan kedua sinar S2P – S1P = d sin π 18 Intensitas cahaya di P adalah resultan dari intensitas cahaya yang datang dari kedua celah. Pada Gambar 2.8 tampak bahwa lintasan yang ditempuh oleh cahaya dari S1 (S1P) lebih pendek daripada cahaya dari S2 (S2P). Selisih antara keduanya disebut beda lintasan. βπ = S2P – S1P = S2R Perhatikan βπ2RS1 siku-siku π π π2 π 1 2 π sin π = π 2π = sin π = π2 π π π2 π = d sin π βπ = d sin π Interferensi Maksimum (pita terang) terjadi jika kedua gelombang yang berpadu memiliki fase sama (sefase). Fase sama antara dua gelombang terjadi jika beda lintasan antara keduanya βπ sama dengan 0, λ, 2λ, 3λ, … Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut : βπ = d sin π = 0, λ, 2λ, 3λ, … βπ = d sin π = n λ dengan n = 0, λ, 2λ, 3λ, … dengan n = 0 untuk pita terang pusat, n = 1 untuk pita terang pertama, n = 2 untuk pita terang kedua, dan seterusnya. Interferensi Minimum (pita gelap) terjadi jika kedua gelombang berlawanan fase atau memiliki beda lintasan βπ sama dengan 1 2 1 1 λ, 12 λ, 22 λ, ... Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut : 1 1 1 βπ = d sin π = 2 λ, 12 λ, 22 λ, ... βπ = d sin π = (π − 19 1 ) λ dengan n = 1, 2, 3, … 2 dengan n = 1 untuk pita gelap pertama, n = 2 untuk pita gelap kedua, dan seterusnya. b. Jarak Pita Terang atau Pita Gelap ke-n dari Terang Pusat Untuk Pita Terang d sin π = nλ π¦ d ( πΏ ) = nλ π¦π πΏ = nλ dengan n = 0, 1, 2, 3, … Untuk Pita Terang d sin π = (π − π¦ d (πΏ ) = (π − π¦π πΏ = (π − 1 2 1 )λ 2 1 )λ 2 ) λ dengan n = 1, 2, 3, … c. Jarak antara Dua Pita Terang Berdekatan (βπ) Gambar 2.9 Pita teramh dan Pita gelap silih berganti Jika jarak antara dua pita terang yang berdekatan diberi simbol βπ¦, berlaku hubungan berikut : πΏπ βπ¦ = 2π dengan : d = jarak antara dua celah (m) L = jarak celah ke layar (m), dan π = panjang gelombang (m). 20 Adapun jarak antara garis terang dan gelap yang berdekatan, berlaku hubungan berikut. 1 πΏπ βπ¦π‘π = 2 βπ¦ = 2π 3.4.2 Interferensi Cahaya dari Film Tipis Kita pasti sering melihat sebuah pemandangan warna-warna pada gelembung sabun. Peristiwa ini merupakan peristiwa dimana gelombang cahaya direfleksikan dari permukaan-permukaan yang berlawanan dari film tipis seperti itu, dan interferensi konstruktif diantara kedua gelombang yang direfleksikan itu (panjang lintasan yang berbeda) terjadi di tempat berbeda untuk panjang gelombang (λ) yang berbeda pula mengakibatkan adanya perbedaan fasa di antara kedua gelombang tersebut.Warna-warni pelangi menunjukkan bahwa sinar matahari adalah gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat mata. Dilain pihak, warna pada gelombang sabun, bukan disebabkan oleh pembiasan. Hal ini terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Adanya gejala interferensi ini bukti yang paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang. Gambar 2.10 Cahaya monokromatik datang pada suatu lapisan tipis transparan dipantulkan dari permukaan atas dan permukaan bawah 21 Beda lintasan berkas cahaya pantul dari kedua permukaan lapisan tipis adalah sebagai berikut. βπ = ABDEF – ABC = 2t dengan t adalah tebal lapisan tipis. Ketika cahaya dengan panjang gelombang λ merambat dari medium kurang rapat (indeks bias lebih kecil) ke medium lebih rapat (indeks bias lebih besar), terjadi peristiwa pemantulan. Dengan menggunakan ide pembalikan fase pada pemantulan oleh permukaan tipis pada Gambar 2.10, dapat dilihat bahwa cahaya yang dipantulkan dari permukaan atas lapisan tipis (sinar BC) memiliki 1 beda lintasan 2 π. Ini karena pemantulan berlangsung dari medium lapisan tipis dengan indeks bias n ke medium udara (kurang rapat) dengan indeks bias 1. Adapun pemantulan cahaya dari permukaan bawah lapisan tipis (sinar DE) tidak mengalami pembalikan fase. Ini karena pemantulan berlangsung dalam arah kebalikan, yaitu medium udara (kurang rapat) ke medium lapisan tipis (lebih rapat). Sinar bias BD dan EF tidak mengalami pembalikan fase. Jadi secara total π lapisan tipis memperkenalkan pembalikan fase yang setara dengan beda lintasan 2, ke dalam pernyataan syarat interferensi konstrukti atau destruktif. Interferensi Konstruktif 1 βπ = 2t = mπ′ + 2λ’ 1 βπ = 2t = (m + 2) λ’ dengan m = 0, 1, 2, 3, … dengan λ’ adalah panjang gelombang cahaya dalam lapisan tipis. Jika yang diketahui adalah panjang gelombang cahaya di udara π, nilai λ’n = λ(1) λ 1 πΏπ atau λ’ = π . Jika didistribusikan ke dalam persamaan βπ¦π‘π = 2 βπ¦ = 2π. Diperoleh persamaan berikut. 1 λ 2t = (m + 2) π; m = 0, 1, 2, 3, … 1 2nt = (π + ) π 2 22 Interferensi Destruktif λ 2t = (m) π ; m = 0, 1, 2, 3, … 2nt = ππ Gambar 2.11 Pita-pita warna yang terlihat pada gelembung sabun Peristiwa seperti yang diperlihatkan pada gambar di atas menunjukkan cahaya yang menyinari permukaan atas dari sebuah film tipis yang mempunyai ketebalan π‘ sebagian direfleksikan di permukaan bagian atas. Cahaya yang ditransmisikan melalui permukaan atas, sebagian didirefleksikan di pemukaan bagian bawah. Kedua gelombang yang direfleksikan itu nantinya akan berkumpul di titik P yang berada di retina mata. Kedua gelombang tersebut kemudian dapat berinterferensi secara konstruktif maupun destruktif (tergantung dari fasa yang dimiliki kedua gelombang tersebut). Warna-warna yang berbeda pada pita warna menunjukkan panjang gelombang yang berbeda-beda, sehingga untuk beberapa warna dapat mengalami interferensi konstruktif dan sebagian lagi mengalami interferensi destruktif. Kemudian kita lihat peristiwa cahaya monokromatik yang direfleksikan dari dua permukaan yang hampir paralel yang masuk dalam arah yang hampir normal. Situasinya sama seperti pada interferensi akibat refleksi cahaya yang menyinari film tipis. Bedanya situasi ini memiliki ketebalan film yang tidak homogen. Selisih lintasan di antara kedua gelombang tersebut, persis dua kali tebal π‘ dari lapisan udara di setiap titik. Pada titik dimana 2π‘ adalah kelipatan bulat dari panjang gelombang, maka kita akan melihat interferensi konstruktif dan sebuah pola terang. Pada titik-titik dimana 2π‘ adalah kelipatan setengan bilangan bulat dari panjang gelombang, kita 23 berharap akan melihat interferensi destruktif dan sebuah pola gelap. Dan di sepanjang garis dimana pelat-pelat itu bersentuhan, secara praktis tidak ada selisih lintasan dan kita berharap akan mendapatkan sebuah pola terang. Jika hal-hal tersebut tidak kita temukan (menyimpang dari yang di teorikan) maka itu menunjukkan bahwa salah satu dari gelombang yang direfleksikan itu telah mengalami pergeseran fasasetengah siklus selama refleksinya meskipun panjjang gelombangnya tetap sama. Menurut Maxwell pergeseran fasa tersebut dapat di perkirakan dengan persamaannya menurut sifat elektromagnetik dari cahaya. Misal sebuah gelombang cahaya dengan amplitudo medan listrik πΈπ merambat dalam sebuah amaterian optik yang lain dengan indeks refraksi ππ . Amplitudo πΈπ dari gelombang yang direfleksikan dari antarmuka itu sebanding dengan amplitudo πΈ i dari gelombang yang masuk dan diberikan oleh: π −π πΈπ = ππ +ππ πΈπ π π (arah masuk normal) Hasil ini memperlihatkan bahwa amplitudo yang masuk dan di refleksikan mempunyai tanda sama bila ππ lebih besar dari ππ dan berlawanan tanda bila ππ lebih besar dari ππ . Gambar 2.12 Gelombang cahaya saat ππ > ππ Gambar di atas menunjukkan bila ππ >ππ , cahaya merambat lebih lambat dalam medium pertama dibanding dalam medium kedua. Dalam kasus ini, πΈπ dan πΈπ mempunyai tanda sama, dan pergeseran fasa dari gelombang yang direfleksikan relative terhadap gelombang yang masuk adalah sama dengan nol. Hal ini analog dengan refleksi sebuah gelombang mekanik transfersal pada sebuah tali yang berat di sebuah titik di mana tali itu di sambungkan erat-erat ke sebuah tali yang lebih ringan atau sebuah cincin yang dapat bergerak secara vertical tanpa gesekan. 24 Gambar 2.13 Gelombang cahaya saat ππ = ππ , Sumber: Buku Fisika Universitas Gambar di atas ini menjelaskan bila ππ = ππ , amplitudo πΈπ dari gelombang yang direfleksikan itu adalah nol. Gelombang cahaya yang masuk tidak dapat “melihat” antarmuka itu dan tidak ada gelombang yang direfleksikan. Gambar 2.14 Gelombang cahaya saat ππ < ππ Sedangkan gambar di atas menunjukkan bahwa ππ <ππ , cahaya merambat lebih lambat dalam material kedua daripada dalam material pertama. Dalam kasus ini, πΈπ dan πΈπ mempunyai tanda yang berlawanan, dan pergeseran fasa dari gelombang yang direfleksikan itu relatif terhadap gelombang yang masuk adalah π rad (180° atau setengah siklus). Ini analog dengan refleksi (dengan inversi) sebuah gelombang mekanik transfersal pada sebuah tali yang ringan di sebuah titik di mana tali itu di sambungkan erat-erat ke sebuah tali yang lebih berat atau sebuah penopang tegak. Gelombang-gelombang tayang direfleksikan dari garis persenuthan tidak tidak mempunyai selisih lintasan untuk memberikan pergeseran fasa tambahan dan gelombang-gelombang itu berinterferensi secara destruktif. 25 Pembahasan di atas dapat kita simpulakn secara matematis. Jika film tersebut mempunyai tebal π‘, cahaya masuk dalam arah normal dan dengan panjang gelombang λ dalam film tersebut, jika tidak ada satupun dari gelombang-gelombang itu atau jika kedua gelombang yang direfleksikan dari kedua permukaan itu mempunyai pergeseran fasa refleksi sebesar setengah siklus, maka syarat untuk interferensi konstruktif adalah: (dengan π = 0, 1, 2, …) 2π‘ = ππ (Refleksi destruktif dari film tipis, tidak ada pergeseran fasa relatif) Akan tetapi, bila satu dari kedua gelombang itu mempunyai pergeseran fasa refleksi sebesar setengah siklus, persamaan ini adalah syarat untuk interferensi destruktif. Demikian juga jika tidak satupun dari gelombang-gelombang atau jika keduanya mempunyai pergeseran fasa setengah siklus, maka syarat untuk interferensi destruktif dalam gelombbang-gelombang yang direfleksikan itu adalah: 1 2π‘ = (π + 2) π (dengan π = 0, 1, 2, …) (refleksi konstruktif dari film tipis, tidak ada pergeseran fasa relatif siklus) Akan tetapi jika satu gelombang mempunyai pergeseran fasa setengah siklus, maka inilah syarat untuk interferensis konstruktif. Cincin Newton Gambar di bawah memperlihatkan permukaan cembung sebuah lensa yang bersentuhan dengan sebuah pelat kaca yang rata. Sebuah film udara dibetuk di antara kedua permukaan itu. Bila kita memandang susunan itu dengan cahaya monokromatik, maka kita akan melihat cincin-cincin interferensi yang berbentuk lingkaran. Seperti pada gambar di sebelah kanan. 26 Gambar 2.15 Film Udara antara Sebuah Lensa Cembung dengan Permukaan Rata Gambar 2.16 Potret Cincin Newton Jika kita memandang susunan itu melalui cahaya yang direfleksikan, maka pusat pola itu terlihat berwarna hitam. Kita dapat menggunakan pita interferensi untuk membandingkan permukaan dari dua bagian optis dengan menempatkan keduanya bersentuhan dan dengan mengamati pita-pita interferensi. Gambar di sebelah kanan merupakan potret yang dibuat selama pengasahan sebuah lensa objektif teleskop. Garis-garis bentuk itu adalah pita-pita interferensi Newton, setiap pitanya menunjukkan sebuah jarak tambahan di antara bahan contoh dan induk sebesar setengah panjang gelombang (½ λ). Pada 10 garis pada noda pusat, jarak antara kedua permukaan itu adalah lima panjang gelombang (5 λ), atau kira-kira sebesar 0,003 mm. ini belum dapat dikatakan sangat baik, lensa dikatakan berkualitas tinggi jika diasah secara rutin dengan ketelitian sebesar kurang dari satu panjang gelombang. Permukaan cermin premier dari Teleskop Ruang Angkasa Hubble di asah sampai ketelitian yang lebih baik dari pada seper limapuluh panjang gelombang (1/50 λ).Tapi sayang sekali, terleskop tersebut diasah dengan spesifikasi yang tidak benar, yang menciptakan salah satu kesalahan yang paling teliti dalam sejarah teleskop optis. Dan interferensi maksimum/lingkaran terang adalah: πππ‘ 2 = (2π − 1)½ππ dengan π = 1, 2, 3 … Sedangkan interferensi minimum/lingkaran gelap adalah: πππ 2 = (2π)½ππ dengan π = 0, 1, 2 … dengan n = indeks bias udara = 1 m = orde interferensi (1, 2, 3, … dst) R = jari-jari lengkungan lensa Plan Konveks ππ‘ /ππ = jari-jari lingkaran terang/ gelap ke-m 27 Untuk jari-jari ke-m lingkaran terang diberikan pada : π = [(π − ½) ππ ½ π ] Untuk jari-jari ke-m lingkaran gelap diberikan pada : π = [π ππ ½ π ] Lapisan Nonreflektif dan Lapisan Reflektif Lapisan non reflektif untuk permukaan lensa memanfaatkan interferensi film tipis.Sebuah lapisan tipis atau film yang material tembus cahayanya keras, dengan indeks refraksi yang lebih kecil daripada indeks refraksi dari kaca di letakkan di atas permukaan lensa tersebut. Dalam kedua refleksi, cahaya direfleksikan dari sebuah medium yang indeks refraksinya lebih besar daripada indeks refraksi di mana cahaya itu berjalan., sehingga perubahan fasa yang sama terjadi dalam kedua refleksi. Jika tebalnya film tersebut adalah seperempat dari panjang gelombang dalam film tersebut (cahaya dianggap masuk dari arah normal), maka selisih lintasan total adalah setengah panjang gelombang. Cahaya yang direfleksikan dari permukaan pertama akan berbeda fasa dengan cahaya yang direfleksikan dari permukaan kedua sebesar setengah siklus, dan terdapat interferensi destruktif. Ketebalan lapisan nonreflektif itu dapat mencapai sebesar seperempat panjang gelombang hanya untuk satu panjang gelombang tertentu.Ini biasanya dipilih dalam bagian kuning-hijau tengah dari spectrum, dimana tangkapan mata paling peka. Maka akan lebib banyak refleksi pada panjang gelombang yang lebih panjang (merah) dan pada panjang gelombang yang lebih pendek (biru), dan cahaya yang direfleksikan mempunyai warna ungu. Jika material yang tebalnya seperempat panjnag gelombang dengan indeks refraksi yang lebih besar daripada indeks refraksi kaca ditempatkan di atas kaca, maka reflektivitasnya akan bertambah besar, dan material yang ditempatkan itu di sebut lapisan reflektif. Dengan menggunakan lapisan ganda, akan dimungkinkan mencapai hampir 100% transmisi atau refleksi untuk panjang gelombang tertentu. Beberapa pemakaian praktis dari pelapisan ini adalah untuk pemisahan warna dalam kamera televise berwarna dan untuk reactor kalor inframerah dalam proyektor gambar hidup, sel surya, dan kelep astronot. 28 3.5 Contoh Penerapan Interferensi Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari Dalam kehidupan sehari-hari, kita melihat gelembung air sabun akan terlihat berwarna-warni. Begitu juga genangan minyak tanah diatas permukaan air, akan terlihat sama berwarna warni. Warna-warni pelangi menunjukkan pada kita bahwa sinar matahari adalah gabungan gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat mata. Akan tetapi warna pada gelombang sabun, lapisan minyak, warna bulu burung merah dan burung kalibri bukan disebabkan oleh pembiasan. Tetapi karena terjadi interferensi konstruktif dan distruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Adanya gejala interferensi ini bukti yang paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang. Warna-warni terbentuk karena adanya interferensi gelombang cahaya yang memasuki lapisan tipis sabun. Karena cahaya putih seperti sinar matahari memiliki banyak panjang gelombang maka sinar yang masuk kedalam lapisan sabun dan yang dipantulkan oleh lapisan sabun itu juga akan mengalami pembiasan dan pemantulan yang tidak sama karena masing-masing panjang gelombang memiliki indeks bias sendiri-sendiri. Lintasan yang dilalui masing-masing gelombang tidak sama. Sinar putih ini mengalami dispersi atau penguraian warna dan terbentuklah cahaya berwarna-warni. Berwarna-warni karena cahaya yang jatuh ke gelembung sabuk dipantulkan dan dibiaskan secara tidak merata karena indeks bias yang berbeda di tiap titik gelembung gara-gara tidak samanya ketebalan gelembung sabun. 3.6 Proses Terjadinya Pelangi Bagaimana proses terjadinya pelangi adalah bermula dari ketika cahaya matahari melewati sebuah tetes hujan yang kemudian dibelokkan atau dibiaskan menuju tengah tetes hujan tersebut, yang memisahkan cahaya putih itu menjadi sebuah warna spektrum. Kemudian, warna-warna yang terpisah ini memantul di belakang tetes hujan dan memisah lebih banyak lagi saat meninggalkannya. Akibatnya, cahaya tampak melengkung menjadi kurva warna yang disebut sebagai pelangi. Cahaya dengan panjang gelombang terpendek seperti ungu, terdapat di bagian kurva dan yang memiliki panjang gelombang terpanjang seperti merah terdapat pada bagian luar. 29 Interferensi merupakan sifat cahaya yang dapat diamati ketika perbedaan gelombang cahaya dicampur bersamaan. Contoh interferensi adalah pelangi yang kamu lihat dalam gelembung sabun, spektrum warna oval, dan kilauan warna dari beberapa bulu burung. Di sebagian area pola interferensi, gelombang cahaya berada dalam fase, dengan bukit dan lembah saling menguatkan, membentuk daerah yang berkilau. Di daeah lain, di luar fase, dengan bukit dan lembah yang berlawanan, membentuk daerah yang suram. Terdapat berbagai variasi cara untuk memperagakan interferensi, pada bagian daerah yang terang maupun daerah suram, dan perbedaan warna menggambarkan perbedaan panjang gelombang cahaya. interferensi menghasilkan gelombang yang berhimpit. Ketika dua bukit (titik tertinggi) gelombang bertemu, mereka bergabung menjadi gelombang yang lebih besar. Ketika bukit sebuah gelombang dan lembah (titik terendah) gelombang bertemu, gelombang saling mengapuskan satu sama lain. Posisi bukit dan lembah disebut fase. 30 BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Interferensi cahaya adalah penjumlahan superposisi dua gelombang cahaya atau lebih yang menghasilkan suatu radiasi yang menyimpang dari jumlah masing-masing komponen radiasi gelombangnya. 2. Syarat terjadinya interferensi cahaya : a. Kedua gelombang cahaya haruslah koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya haruslah memilikibeda fasa yang selalu tetap. b. Kedua sinar atau cahaya yang dipancarkan haruslah yang memiliki frekuensi yang sama. c. Kedua gelombang cahaya haruslah memiliki amplitudo yang hampir sama. d. Interferensi terjadi pada cahaya yang terpolarisasi linier atau polarisasi lain, termasuk cahaya natural atau alami. 3. Koherensi adalah salah satu sifat gelombang yang menunjukkan interferensi yang sama antara fase dan penjalarannya. 4. Jenis-jenis interferensi cahaya: a. Interferensi Cahaya Dua Sumber (Percobaan Thomas Young 1801) b. Interferensi Cahaya dari Film Tipis 5. Contoh penerapan interferensi cahaya dalam kehidupan sehari-hari ο· Gelembung air sabun yang terlihat berwarna-warni ο· Genangan minyak tanah diatas permukaan air yang terlihat berwarna-warni ο· Warna-warni pelangi menunjukkan bahwa sinar matahari adalah gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat mata 6. Proses terjadinya pelangi yaitu Bagaimana proses terjadinya pelangi adalah bermula dari ketika cahaya matahari melewati sebuah tetes hujan yang kemudian dibelokkan atau dibiaskan menuju tengah tetes hujan tersebut, yang memisahkan cahaya putih itu menjadi sebuah warna spektrum. Kemudian, warna-warna yang terpisah ini memantul di belakang tetes hujan dan memisah lebih banyak lagi saat meninggalkannya. Akibatnya, cahaya tampak melengkung menjadi kurva warna yang disebut sebagai pelangi. Cahaya dengan panjang gelombang terpendek seperti ungu, terdapat 31 di bagian kurva dan yang memiliki panjang gelombang terpanjang seperti merah terdapat pada bagian luar. 4.2 Saran Dalam mempelajari materi interferensi cahaya sebaiknya materi yang terkait dibaca berulang kali agar materi dapat dipahami. 32 DAFTAR PUSTAKA Aliga. 2019. “Interferensi”. Dalam http://rodabanoptik10.blogspot.com/2016/01/interferensia.html. 2 Maret. Hidayati, Nurul. 2019. “Makalah Interferensi Cahaya”. http://nurulhidayati280199.blogspot.com/2016/04/makalah-interferensicahaya.html. 2 Maret. Dalam Pauziah Nawawi, Nurrovi. 2019. “Materi Optik Interferensi Cahaya”. http://nurrovipauziahnawawi12ipa1.blogspot.com/2016/01/materi-optikinterferensi-cahaya.html. 2 Maret. Dalam Suharyanto, dkk. 2009. Fisika untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Terraningtyas, Ambarwati. 2019. “Makalah Interferensi Cahaya”. Dalam https://www.academia.edu/32097603/Makalah_Interferensi_Cahaya. 2 Maret. Tim Fisika. 2019. “Interferensi Cahaya”. Dalam https://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-3/optik-fisis/d-interferensicahaya/. 8 Maret. Untoro, Joko. dkk. 2019. Buku Pintar Pelajaran. Jakarta:Plus Multimedia.
