Polarisasi Cahaya – Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya

Ilustrasi Belajar Polarisasi Cahaya

Sobat Zenius, pasti udah pada nggak asing lagi dengan materi cahaya, dong? Materi yang satu ini bahkan udah diajarkan dari elo kelas 5 SD, lho! Hayo, masih pada inget, nggak?

Dan tentu saja tingkat kesulitannya semakin bertambah. Apalagi, elo yang sebentar lagi menghadapi UTBK. Materi harus lebih menantang, dong. 

Nah, sebelum membahas lebih jauh, sebenarnya apa itu cahaya?

Kata cahaya memiliki makna yang luas. Mengapa? Karena cahaya nggak sebatas sinar yang membantu kita melihat benda di sekitar kita, lho. Lebih dari itu, ternyata ada juga cahaya yang tak kasat mata. Untuk lebih jelasnya bisa elo baca kembali di artikel ini

Pada ilmu Fisika, cahaya diartikan sebagai gelombang elektromagnetik yang bisa dilihat oleh mata. Contoh gelombang ini adalah cahaya putih yang bila dipecah menjadi frekuensi akan menghasilkan warna pelangi. 

Pelangi. Salah Satu Contoh Gelombang Elektromagnetik
Pelangi. Salah Satu Contoh Gelombang Elektromagnetik (Sumber: Arsip Zenius)

Baca Juga: Mengenal Konsep Gelombang Cahaya – Materi Kelas 11.

Pengertian Polarisasi Cahaya

Polarisasi cahaya adalah salah satu sifat gelombang elektromagnetik selain pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi, dan polarisasi.

Gelombang elektromagnetik sendiri dihasilkan berdasarkan muatan listrik yang dipercepat. Perubahan yang terus berlangsung mengakibatkan perubahan medan magnet dan listrik secara sinusoidal atau grafik sin. Kira-kira seperti ini gambarannya.

Gelombang Elektromagnetik
Gelombang Elektromagnetik (Sumber: Wikimedia Commons)

Keterangan: 

  • Gelombang berwarna merah : gelombang magnetik
  • Gelombang berwarna biru : gelombang listrik

Nah, cahaya seperti gambar yang disebut cahaya terpolarisasi. Mengapa? Karena memiliki satu gelombang magnetik dan satu gelombang listrik. Atau bisa dikatakan juga bahwa polarisasi cahaya merupakan pembatasan gelombang elektromagnetik yang menjalar menjadi satu sumbu transmisi saja. 

Selain terpolarisasi, ada juga cahaya yang nggak terpolarisasi. Contoh cahaya yang nggak terpolarisasi adalah cahaya matahari. Muatan yang bergerak pada cahaya matahari memiliki arah getar lebih dari satu seperti pada gambar di bawah ini. 

Cahaya Matahari. Salah Satu Contoh Cahaya Tidak Terpolarisasi
Cahaya Matahari. Salah Satu Contoh Cahaya Tidak Terpolarisasi (Sumber: Arsip Zenius)

Hal ini menyebabkan cahaya matahari memiliki intensitas sangat besar, Sobat Zenius. Lalu, bisa nggak, sih, cahaya yang nggak terpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi? Bisa, dong! 

Untuk mengubahnya, kita perlu suatu zat yang disebut polarisator. Sebagai contoh, gue pakai cahaya matahari lagi, deh. Cahaya matahari memiliki gelombang elektromagnetik lebih dari satu. Melalui filter polarisator, maka akan gelombang elektromagnetik akan tereduksi menjadi satu arah saja seperti pada gambar.

Mengubah Cahaya Menjadi Terpolarisasi
Mengubah Cahaya Menjadi Terpolarisasi (Sumber: Arsip Zenius)

Nah, perubahan ini berpengaruh terhadap intensitasnya juga, Sobat Zenius. Intensitas cahayanya berubah menjadi ½ dari intensitas awalnya. 

Setelah cahaya melalui polarisator pertama, misal elo mau filter cahaya tersebut untuk kedua kalinya. Gimana, ya, caranya?

Filter Kedua Melalui Polarisator
Filter Kedua Melalui Polarisator (Sumber: Arsip Zenius)

Elo bisa cek pada gambar di atas. Jika sebelumnya sumbu transmisinya arah sumbu y (vertikal) aja, di filter kedua ini gue buat arah transmisinya miring dan membentuk sudut θ.

Nah, nantinya arah getarannya akan menjadi miring seperti arah transmisi (warna biru). Dan tentu saja intensitasnya berubah menjadi: I2= I1 . cos2. 

Baca Juga: Hukum Pemantulan Cahaya Beserta Rumus dan SIfatnya – Materi Kelas 11.

Aplikasi Polarisasi Cahaya

Biar makin kebayang, elo tahu kacamata polarized, nggak? Itu lho, kacamata yang lensanya dilapisi filter sinar cahaya matahari yang akan masuk. Kacamata ini menjadi benda yang wajib banget dibaca bagi sebagian orang ketika berlibur ke pantai. 

Nggak cuma buat gaya, ternyata fungsinya berhubungan dengan polarisasi cahaya, lho. Kacamata polarized memiliki fungsi untuk mengurangi silau dari permukaan horizontal seperti pantulan cahaya air. 

Perbedaan Obyek yang Ditangkap
Perbedaan Obyek yang Ditangkap (Sumber: Arsip Zenius)

Coba elo lihat, deh, perbedaan objek yang kita tangkap ketika menggunakan kacamata polarized dan nggak. Bukan sulap bukan sihir, cahaya pantul menjadi hilang. Penasaran nggak, sih? Kok bisa?

Cahaya pantul pada contoh di atas disebut juga glare. Cahaya pantul tersebut terpolarisasi secara horizontal ke atas. 

Sedangkan, kacamata polarized merupakan polarisator yang berbentuk vertikal. Sehingga, dengan menggunakan kacamata polarized cahaya glare menjadi tereduksi. Untuk lebih jelasnya elo bisa lihat pada gambar di bawah ini. 

Cahaya Pantulan
Cahaya Pantulan (Sumber: Arsip Zenius)

Contoh di atas merupakan aplikasi polarisasi cahaya pada kehidupan sehari-hari. Kalau elo punya contoh lainnya, komen di bawah, ya! Kita diskusi bareng-bareng.

Baca Juga: Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan .

Contoh Soal Polarisasi Cahaya

Gimana penjelasan materi di atas? Makin paham, dong, dengan materi polarisasi cahaya? Biar pemahaman elo makin oke, coba kerjain contoh soal polarisasi cahaya di bawah ini, yuk. 

Contoh Soal 1

Dua keping polarisator disusun sejajar dengan sumbu transmisi yang sejajar pula. Cahaya alami (tak terpolarisasi) yang masuk ke susunan polarisator itu akan mengalami penurunan intensitas sebanyak 75% jika polarisator yang kedua diputar … derajat.

A. 30

B. 37

C. 45

D. 53

E. 60

Jawaban dan pembahasan:

Cahaya alami jika dilewatkan pada filter polarisator dengan sumbu transmisi tegak lurus, dapat digambarkan seperti pada gambar di bawah ini. 

Suatu Cahaya Ketika Melewati Polarisator Pertama
Suatu Cahaya Ketika Melewati Polarisator Pertama (Sumber: Arsip Zenius)

Nah, jika cahaya dilewatkan kembali pada polarisator dan diputar membentuk garis putus-putus warna merah seperti gambar di bawah, maka penurunan intensitasnya menjadi:

Cahaya Ketika Melewati Polarisator Kedua
Cahaya Ketika Melewati Polarisator Kedua (Sumber: Arsip Zenius)

Karena mengalami penurunan 75%, maka menjadi 25% atau ¼. Sehingga, 

pembahasan soal polarisasi cahaya

Nah, untuk menentukan derajat pemutaran polarisator yang kedua hingga mengalami penurunan intensitas menjadi 75%, menggunakan perhitungan:

pembahasan soal polarisasi cahaya
pembahasan soal polarisasi cahaya

Sehingga, jawaban yang tepat adalah C.

Contoh Soal 2

Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ….

(1) Warna langit saat siang hari berwarna biru dikarenakan adanya polarisasi hamburan cahaya.

(2) Sudut polarisasi hamburan cahaya saat siang dan sore hari adalah sama.

(3) Sudut polarisasi hamburan cahaya di khatulistiwa saat siang hari dan di kutub utara nilainya berbeda.

(4) Polarisasi menyebabkan cahaya matahari yang kita lihat saat siang hari menjadi lebih kuat.

A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4 saja

E. Semua benar

Jawaban dan pembahasan:

Jawaban B. 1 dan 3.

Pada siang hari, cahaya matahari merambat menuju bumi terpolarisasi oleh awan. Nah, polarisasi tersebut akan menghasilkan warna biru. Sehingga pernyataan (1) benar.

Pernyataan (3) juga benar karena di khatulistiwa pada siang hari matahari tepat berada di atas kepala kita. Sedangkan di kutub utara memiliki sudut yang berbeda. Sehingga pernyataan (3) benar.

Lalu, kenapa pernyataan (2) dan (4) salah?

Pernyataan (2) dianggap salah, hamburan pada siang dan sore hari berbeda karena bumi berputar sehingga sudut polarisasi antara siang dan sore hari berbeda.

Begitu pula pernyataan (4), juga dianggap salah karena sebaliknya, polarisasi menyebabkan cahaya matahari yang kita lihat pada siang hari menjadi tereduksi.

Contoh Soal 3

pembahasan soal polarisasi cahaya

Oke. Selesai juga pembahasan singkat terkait polarisasi cahaya, mulai dari pengertian, aplikasi, hingga contoh soalnya. Semoga bermanfaat, ya!

Kalau elo masih gemes untuk ngulik materi Fisika lainnya, elo bisa hajar video materi UTBK Fisika di sini, ya. Nggak cuma video materi, elo juga bisa uji pemahaman elo dengan mengerjakan soal-soal di bawah ini. Cuz klik banner di bawah, ya. 

Materi Fisika

Referensi: 

Polarisasi Cahaya – Materi UTBK Zenius

Perlukah Memilih Kacamata Polarized? – Kompas (2019)

Spektrum Gelombang Elektromagnetik – Kompas (2021)

Bagikan Artikel Ini!