10. OPTIK

OPTIKA
FISIS
Indeks bias
> Kecepatan cahaya di udara hampa
3.108 ms-1 (berlaku untuk semua
gelombang elektromagnet)
> Laju tersebut akan berkurang di
udara, kaca, air atau benda lainnya
n = c/v
> Nilai n ≥ 1
> Nilai n sedikit bervariasi terhadap
panjang gelombang cahaya.
:
Medium
Udara hampa
Udara , pada STP
Air
Alkohol etil
Kaca
Kuarsa lebur
Kaca korona
Api cahaya
Plexiglass
Garam dapur
Berlian
n = c/v
1,0000
1,0003
1,333
1,36
1,46
1,52
1,58
1,51
1,53
2,42
Pembiasan : Hukum Snell
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Pembiasan melalui kaca datar
a. Berapa sudut bias θA
pada kaca ?
b. Berapa sudut θB dari
berkas yang muncul
dari kaca ?
Penjelasan
n1 = 1,00
; udara
n2 = 1,50
; kaca
a. (1,00) sin 600 = ( 1,50) sin θA
θAn = 35,20
1
n2
b. sin θB = ( n1/n2 ) sin θA
= ( 1,50/1,00 ) ( 0,577 )
= 0,866
θB = 60,00
Pantulan internal sempurna
Sin θc = n2/n1
( sudut kritis )
Pantulan internal sempurna
Serat optik
Aplikasi serat optik
 Telekomunikasi :
mentransmisikan percakapan
telepon,sinyal video dan data
komputer
 Medis : bronchoscope,
colonoscope dan endoscope
Jika cahaya berjalan dari satu medium
ke medium yang lainnya ,
> frekuensi tetap
> panjang gelombang berubah
λ2/ λ1 = v2/v1 = n1/n2
Panjang gelombang bergantung pada n
v = f λn , λn = v / f = c / n f = f λ / nf
λn = λ / n
Dualisme cahaya
 Cahaya sebagai partikel

Cahaya sebagai gelombang
Interferensi
Eksperimen Celah Ganda Young
Interferensi
Interferensi konstruktif (saling menguatkan)
d sin θ = m λ ,
m = 0,1,2,…
Interferensi destruktif (saling mehilangkan)
d sin θ = ( m +1/2)λ ,
m = 0,1,2,…
Interferensi
Interferensi
Apa yang terjadi pada pola interferensi jika,
a. Cahaya datang 500 nm diganti dengan cahaya
dengan panjang gelombang 700 nm ?
b. Celah-celah tersebut dijauhkan ?
Penjelasan
a.Ketika λ bertambah tetapi d tetap
sama, maka θ bertambah besar dan
pola interferensinya menyebar.
b.Menambah jauh jarak celah d akan
memperkecil θ untuk tiap orde,
sehingga garis-garis akan lebih dekat.
Spektrum tampak
Dua sifat cahaya yang dapat langsung
dideskripsikan dengan teori gelombang ;
> Intensitas ( ~ A2 )
Warna ( ~ λ dan f)
 Cahaya tampak ( 400 nm – 750 nm )
( Ungu – merah )
Penyebaran cahaya putih menjadi
spektrum lengkap disebut dispersi
Sinar Tampak (visible light)
Sinar tampak memiliki spektrum yang sempit dimana
gelombang EM ini dapat ditangkap oleh mata manusia
normal. Sinar merah memiliki frekuensi terendah atau
memiliki panjang gelombang terpanjang diantara sinar
tampak, sedangkan sinar ungu mempunyai frekuensi
tertinggi dan panjang gelombang terpendek.
Cahaya Tampak
Aplikasi cahaya tampak di bidang medis dapat dilakukan dengan
cara yang sangat sederhana disebut transillumination, yaitu dengan
cara menyinari bagian tubuh tertentu. Pasien ditempatkan di
ruangan gelap sehingga bagian tubuh yang disinari akan nampak
kemerah-merahan.
Dengan melihat intensitas cahaya yang
diteruskan akan dapat dianalisa apakah suatu gumpalan misalnya,
bersifat padat atau bersifat cair. Ini dapat memberikan indikasi tipe
tumor.
Beberapa panjang gelombang sinar tampak dapat diserap secara
selektif oleh suatu permukaan. Suatu contoh, permukaan tahi lalat
lebih banyak menyerap gelombang warna hijau dibandingkan
permukaan kulit normal. Dengan demikian dimungkinkan untuk
menghilangkan tahi lalat dengan penyinaran warna hijau dengan
intensitas tinggi.
CAHAYA TAMPAK
Aplikasi penyerapan warna secara selektif digunakan dalam
pembedahan dengan sinar laser. Laser dengan panjang gelombang
tertentu dapat difokuskan dengan intensitas yang sangat tinggi.
Laser dengan panjang gelombang tertentu dapat dipilih sehingga
sinar yang dilepaskan secara selektif dapat diserap oleh darah
sehingga terjadi pemanasan dan membakar pembuluh darah.
Bayi yang baru terlahir utamanya yang terlahir prematur, sering
mengalami sakit kuning akibat liver mengeluarkan bilirubin dalam
darah secara berlebihan.
Bilirubin adalah sampah yang
dikeluarkan saat bayi mengalami proses penurunan sel darah
merah. Proses penyembuhan dari sakit kuning dapat dipercepat
dengan menyinari bayi dengan sinar tampak utamanya ultra violet
(UV), yaitu dengan cahaya fluorecent. Saat dilakukan penyinaran
biasanya mata bayi ditutup untuk menghindari efek dari
penyinaran UV.
Contoh dispersi ; pelangi
Pelangi
Berlian ?
Kemilaunya merupakan kombinasi dispersi dan
pantulan internal sempurna. Berlian memiliki
indeks bias yang sangat tinggi (2,4), sudut kritis
untuk pantulan sempurna hanya 250 . Cahaya
datang jatuh pad banyak permukaan dalam
sebelum cahaya tersebut jatuh pada sudut yang
lebih kecil dari 250 dan keluar. Setelah sekian
banyak pantulan, cahaya telah menempuh jarak
yang cukup jauh sehingga warna-warna menjadi
terpisah cukup jauh untuk dapat dilihat satu
persatu dan dengan cemerlang ketika
meninggalkan kristal.
Difraksi.
Difraksi
D sin θ = m λ ,
m = 1,2,3, …
( minimum )
D sin θ = ( m + 1 )λ/2 , m = 0,1,2,…
( maksimum )
Spektrometer
Digunakan untuk identifikasi atom atau molekul. Ketika
gas dipanaskan maka gas tersebut akan memancarkan
spektrum garis.
Interferensi oleh film tipis
a. Busa sabun
b. lapisan tipis air bersabun c. lapisan tipis minyak
pada genangan air di jalan
Polarisasi
 Polarisasi
hanya dapat terjadi untuk
gelombang transversal
 Contoh polarisasi bidang ; osilasi terjadi
pada bidang.
Model cahaya yang tidak terpolarisasi
Polaroid
Polaroid
Cahaya terpolarisasi bidang dapat
menggunakan kristal tertentu ; turmalin
dan polaroid
 Polaroid dapat digunakan sebagai alat
polarisasi
 Polaroid dapat digunakan sebagai
penganalisis untuk menentukan ;
> Apakah cahaya terpolarisasi
> Apa bidang polarisasi

Intensitas berkas terpolarisasi bidang yang
ditransmisikan oleh alat polarisasi,
I = I0 cos2θ
Dua polaroid yang disilangkan
Gelombang em
B
B
B
ENERGIA
elettrone
elettrone
nucleo
ATOMO nello stato
FONDAMENTALE
nucleo
ATOMO nello stato
ECCITATO
elettrone
elettrone
nucleo
ATOMO nello stato
ECCITATO
nucleo
ATOMO
diseccitato
B
fotone
B
B
elektron
elektron
nucleus
fotone UV
elektron
nucleus
B
fotone rosso
fotone verde
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
elektron
B
B
B
2 fotoni
fotone
elektron
ATOM
ATOMO
diseccitato
emissione spontanea
B
ENERGIA
ATOMO diseccitato + 1 fotone
emissione eccitata
stato
fondamentale
stato
eccitato
B
B
B
ATOMO diseccitato + 2 fotoni
Amplification Laser
ENERGI
MATERIALE LASER
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
fotone
B
B
Eksitasi atom
Amplificazione Laser
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
Laser
Compact Disc e DVD
supporto di plastica
alluminio
(riflettente)
protezione
laser
0
lettore
1
1001…..
suono
Cellule fotoelettriche
OK!
laser
cellula
fotoelettrica
ALLARME!
laser
laser di potenza
laser dalam medis
odontoiatria
chirurgia generale
medicina estetica
oftalmologia
Thanks of your
attention
SEE YOU on final test