interferensi selaput lapis gelombang cahaya

Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya

Artikel ini membahas tentang materi mengenai gelombang cahaya, karakteristik atau sifat gelombang cahaya, interferensi cahaya, ciri-ciri gelombang cahaya dan penerapannya dalam berbagai bidang.

Sebelum lebih lanjut ngebahas tentang gelombang cahaya, kalian sebenernya tau gak sih gelombang itu apa dan cahaya itu apa? “Gelombang” bisa didefinisikan secara singkat adalah getaran yang merambat, namun sebuah getaran belum tentu gelombang dan perlu di ingat guys kalo yang dimaksud dengan “merambat” itu energinya bukan materinya. 

Contohnya kalo kalian lagi di pinggir pantai, dan kalian coba taro pelampung atau benda apapun nantinya gelombang air laut yang perlahan-lahan menarik benda tersebut ke tengah, pelampung atau benda tersebut tertarik ke tengah karena energi dari gelombang air laut, bukan air lautnya yang pindah bukan?

Sedangkan untuk “cahaya” kalian pasti tau kalo fungsi cahaya dalam hidup kita pada dasarnya ya menerangi hidup kita, namun sebenarnya manfaat cahaya sendiri jauh lebih banyak dari yang kita kira. Kalo kalian search kata “cahaya”  di google, pasti hampir semuanya mendefinisikan cahaya adalah gelombang elektromagnetik, kalian penasaran gak sih kenapa cahaya itu didefinisikan sebagai gelombang? Emangnya cahaya bergetar? Di artikel ini kita akan kasih penjelasannya termasuk pengertian cahaya, sifat-sifat gelombang cahaya, dalam ilmu fisika, yuk baca artikel ini sampe selesai!

Gelombang Cahaya

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang kasat mata atau dapat terlihat, cahaya memiliki spektrum atau paket cahaya yang dipersepsikan secara visual oleh indra penglihatan sebagai warna.  

Alasan kenapa cahaya disebut sebagai gelombang yaitu gelombang elektromagnetik adalah karena gelombang cahaya yang bergetar adalah medan elektromagnetik dan merambat di ruang tanpa permukaan medium, kenapa tanpa medium karena di antara matahari bumi ada ruang hampa, yang artinya tidak ada materi atau medium satupun yang bisa digunakan oleh gelombang cahaya untuk merambat. 

Sifat Gelombang Cahaya

Meskipun jenis-jenis atau tipe-tipe gelombang ada banyak jenis nya, namun setiap gelombang memiliki sifat dan karakteristiknya masing-masing, berikut beberapa sifat atau karakteristik dari gelombang cahaya. 

Merambat Lurus

Sifat cahaya yang satu ini sepertinya merupakan sifat yang paling umum yang paling mudah kalian temukan. Secara natural atau alamiah cahaya akan memiliki arah rambatan yang lurus, jika kalian ingin membuktikannya, kalian bisa mencoba menyalakan senter, laser atau flashlight di ponsel pintar kalian. Dan dapat berubah jika ada gangguan dari faktor eksternal seperti medium rambatan atau dari pergerakan sumber cahaya. 

Dapat Dipantulkan (Refleksi)

Bentuk pantulannya berbeda tergantung bidang yang dipantulkan, berdasarkan bentuk pantulannya, jenis pemantulannya dibagi menjadi 2, yaitu dipantulkan dan dibiaskan. Untuk permukaan datar seperti cermin, maka cahaya akan dipantulkan seutuhnya, sedangkan untuk permukaan yang tidak rata seperti batu, maka cahaya akan dibiarkan.

Dapat Dibiaskan (Refraksi)

Refraksi merupakan perubahan arah cahaya datang yang merambat dari medium ke medium yang lain, pembiasan biasanya terjadi karna adanya perbedaan index bias, dan besarnya perubahan arah yang dihasilkan tergantung dengan index bias kedua mediumnya. Contoh yag paling sering ditemukan adalah sedotan dalam gelas berisi air yang terlihat sekan-akan patah, hal ini dikarenakan udara dan air memiliki index bias yang berbeda. 

Dapat Diuraikan (Dispersi)

Dispresi merupakan proses terurainya atau terpisahnya cahaya putih atau cahaya polikromatik menjadi cahaya monokromatik dengan panjang gelombang yang berbeda setelah melewati sebuah medan pembias seperti prisma yang terbuat dari bahan gelas bening, atau yang sering kita temui sehabis hujan yaitu pelangi. 

Dapat Diserap (Absorpsi)

Ketika sebuah bahan atau material transparan yang terkena cahaya, maka sebagian energi dari cahaya tersebut akan terdispasi (berkurang) oleh material atau bahan tersebut menjadi energi panas. Hal ini terjadi secara alami pada mata kita, untuk melihat warna disekitar kita.

Dapat Disearahkan (Polarisasi)

Polarisasi merupakan keadaan dimana intensitas cahaya berkurang, dikarenakan sifat cahaya yang secara natural tegak lurus dengan arah perambatannya, sehingga cahaya terbatas untuk satu arah bidang, dan jika arahkan ke media polarisator, intensitas cahaya berkurang akibat berkurangnya komponen gelombang cahaya. Contoh penerapan sifat ini yang paling umum adalah filter pada kamera kalian.

Dapat Menembus Benda Bening

Yap cahaya dapat menembus benda bening, contoh paling umumnya adalah lampu rumah kalian, cahaya dapat menembus kaca pada bohlam lampu rumah kalian sehingga bisa menerangi satu ruangan rumah kalian. 

Mengalami pelenturan (Difraksi)

Difraksi cahaya merupakan kecenderungan gelombang cahaya saat melewati celah kecil atau sempit untuk menyebar ketika merambat. Difraksi dapat diamati dalam 2 percobaan yaitu difraksi celah tunggal dan difraksi celah banyak.

Interferensi Cahaya 

Interferensi Cahaya merupakan adanya interaksi atau penjumlahan dari dua gelombang cahaya atau lebih berpadu membentuk gelombang cahaya baru gabungan.  Agar interferensi terjadi diperlukan 2 syarat, yaitu:

  • Sumber cahaya harus koheren, yaitu fasenya tetap (satu terhadap yang lain) dan frekuensi yang sama
  • Sumber cahaya harus monokromatis, yaitu hanya mempunyai panjang gelombang tunggal

Interferensi Celah Ganda Young

Thomas Young seorang fisikawan yang banyak berkontribusi di bidang cahaya, mekanika, energi, dan lainnya melakukan percobaan mengenai interferensi cahaya celah ganda dan berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya pada tahun 1801, yang sekarang dikenal dengan interferensi celah ganda young.

Interferensi memiliki 2 sifat yang bertolak belakang yaitu membangun atau disebut interferensi konstruktif dan merusak atau disebut interferensi destruktif. Akibat dari kedua sifat ini interferensi cahaya memiliki 2 pola yaitu pola terang dan pola gelap. 

Pola Terang dihasilkan karena superposisi yang konstruktif atau saling menguatkan

Pola Gelap dihasilkan karena superposisi yang destruktif atau saling melemahkan 

interferensi celah ganda gelombang cahaya

Dalam interferensi celah ganda young terdapat 2 persamaan, yaitu

Persamaan untuk interferensi maksimum di P (pola terang)

Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 89

Persamaan untuk interferensi minimum di P (pola gelap)

Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 90

Dimana, 

p  = Jarak dari garis gelap ke terang pusat

d  = Jarak antar 2 celah 

L  = Jarak celah ke layar

ƛ  = panjang gelombang cahaya

n  = orde interferensi (n= 1, 2, 3,…)

Interferensi pada Selaput Tipis

Sesuai dengan namanya, interferensi ini terjadi di pada lapisan tipis contohnya seperti sabun dan minyak. Pada percobaan ini didapatkan bahwa jika sinar monokromatik mengenai lapisan tipis maka sebagian cahaya akan dipantulkan dan sebagiannya lagi akan dibiaskan dan kemudian dipantulkan lagi, kombinasi keduanya akan menyebabkan terjadinya interferensi. 

interferensi selaput lapis gelombang cahaya

Seberkas cahaya datang pada selaput tipis dan membentuk sudut i, kemudian sebagian cahaya tersebut dipantulkan di bagian atas membentuk pantulan AE, dan sebagian lagi dibiaskan membentuk ABC dan kemudian keduanya saling berinterferensi ke titik P. Dalam interferensi selaput lapis, juga terdapat 2 persamaan, yaitu:

Persamaan untuk interferensi maksimum di P (pola terang)

Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 91

Persamaan untuk interferensi minimum di P (pola gelap)

Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 92

Dimana, 

d = tebal lapisan

n = indeks bias lapis tipis

r  = sudut bias sinar

ƛ  = panjang gelombang sinar

m = orde interferensi

 

Contoh Perhitungan

contoh perhitungan gelombang cahaya

Jika kalian ingin video penjelasan yang lebih singkat, jelas, dan mudah dimengerti kalian bisa cek di Materi Gelombang Cahaya disitu dijelaskan oleh tutor fisika dari Zenius dengan video whiteboard, cuma tinggal login kok! Selain materi gelombang cahaya ada banyak materi lainnya yang bisa kalian akses, selamat belajar!

Ciri ciri Gelombang Cahaya

Kalian merasa udah kenal sama doi? Udah bisa sebutin ciri-cirinya doi belum kayak apa? Kalo belum berarti kalian dianggap belum kenal betul sama dia, sama halnya dengan gelombang cahaya, yuk simak beberapa ciri-cirinya gelombang cahaya dibawah ini

  1. Gelombang Cahaya bisa merambat dalam ruang hampa dan tanpa medium apapun, karena merupakan gelombang elektromagnetik. 
  2. Gelombang cahaya merupakan gelombang transversal, hal ini karena arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya. 
  3. Gelombang cahaya dapat dipantulkan jika mengenai sebuah bidang, baik rata ataupun tidak.
  4. Gelombang cahaya dapat diteruskan melalui medium gas, air, ataupun padat. 

Meskipun terlihat mudah soal mengenai ciri-ciri gelombang sering kali menjadi jebakan loh pada saat ujian, oleh karena itu memahami betul sifat-sifat dan ciri gelombang cahaya sebenarnya juga penting guys.

Penerapan Gelombang Cahaya

Biar kalian gak penasaran buat apa sih cahaya aja dipelajarin, sebenernya ilmu mengenai gelombang cahaya ini penting dan udah diterapkan dalam kehidupan kita sehari-hari yang mungkin kalian gak sadari, selain cahaya berfungsi untuk keringin jemuran kalian atau buat kalian bisa bedain siang dan malam, berikut beberapa penerapan gelombang cahaya di bidang teknologi. 

Sinar Gamma

Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam dunia pengobatan seperti untuk mendiagnosis dan terapi kanker, dan juga membantu perkembangan dalam bidang pengetahuan astronomi dan fisika. Sinar gamma memiliki frekuensi antara Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 93 Hz dengan panjang gelombang antara Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 94cm sampai Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 95 cm. 

Radar

Radar merupakan alat untuk mendeteksi keberadaan atau letak, kecepatan, dan arah benda dari kejauhan. Radar pada umunya digunakan untuk sistem navigasi dan pemanduan, selain itu radar juga menghasilkan radiasi frekuensi radio dan masih banyak lagi. 

Sinar-X

Apa kalian pernah menemani kerabat kalian atau mengalami sendiri ke rumah sakit untuk melakukan radiografi untuk melihat apakah ada tulang yang patah atau retak? Jika iya, kalian harus bersyukur dengan adanya keberadaan sinar-x karena hal ini sangat mempermudah tenaga medis memeriksa kondisi seseorang tanpa harus membedahnya terlebih dahulu. Sinar-x memiliki frekuensi Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 96 Hz sampai Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 93 Hz. Panjang gelombangnya sangat pendek yaitu Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 98 cm – Materi Fisika SMA: Gelombang Cahaya 99 cm.

Sekarang kalian lebih paham kan mengenai gelombang cahaya, kalo ada yang kalian bingungin atau diskusikan boleh komen aja guys dibawah dan semoga artikel ini membantu kalian yaa guys, semangat!

Baca Juga Artikel Tentang Materi Fisika Lainnya

Materi Konsep Termodinamika

Belajar UTBK Fisika

Persiapan UNBK SMA 2020

Bagikan artikel ini: