3 Optik Fisis

download 3 Optik Fisis

of 45

  • date post

    20-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    52
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of 3 Optik Fisis

  • Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah.Kompetensi dasar: Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi

    Huritno SMA N 3 Pati

  • Huritno SMA N 3 Pati

  • Huritno SMA N 3 Pati

  • i1r1i2r2

  • Sudut deviasi adalah sudut apit yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang mula-mula dengan sinar bias akhir dalam prisma = ( i1 + r2) = sudut deviasii1 = sudut datang pertamar2 = sudut bias kedua = sudut pembias = r1 + i2 i2 = sudut datang kedua r1 = sudut bias satu

  • Deviasi minimum terjadi jika i1 = r2 dan r1 = i2 sehingga persamaanya menjadi : = r1 + i2 = r1 + r1 = 2 r1 r1 = / 2m = i1 + r2 = i1 + i1 m = 2i1 i1 = ( m + ) / 2Sin i1 / Sin r1 = np / nmSin ( m + ) nm = sin ..npnp = Sin ( m + ) nm / Sin

  • Untuk sudutnya kecil atau kurang dari 150 rumus sudut deviasi minimum berubah menjadi :m = ( np/nm 1 ) m = deviasi minimumnp = indeks bias prismanm = indeks bias medium = sudut pembias

  • Huritno SMA N 3 Pati

    Huritno SMA N 3 Pati

  • interferensi

  • Interferensi maksimum (garis terang ) akan terjadi jika kedua gelombang yang berpadu memiliki fase sama ( sefase ). Dua gelombang akan memiliki fase sama pada fungsi sinus apabila beda lintasan sama dengan nol atau kelipatan bilangan genap dari setengah panjang gelombang dan dirumuskan :d.Sin = ( 2n ) . ; n = 0,1,2,3,.Interferensi minimum ( garis gelap ) terjadi jika kedua gelombang memiliki beda fase 1800 . Beda fase 1800 akan tercapai jika beda lintasan sama dengan kelipatan bilangan ganjil dari setengah panjang gelombang

  • Secara matematis persamaanya dapat ditulis :d Sin = ( 2n 1 ) . ; n = 1,2,3, ..Sin = tg = y / lPersamaan di atas akan menjadi :d.(y/ l ) = (2n) . = n. interferensi maksimumd.(y/ l ) = (2n - 1) . d.(y/ l ) = (n ) interferensi minimum

  • Interferensi Pada Selaput TipisUntuk Interferensi maksimum2.n.d.Cos r = (2k 1 ) k = 1,2,3,..Untuk interferensi minimum2.n.d. Cos r = (2k) k = 0,1,2,3,.n = indeks bias mediumd = tebal lapisan k = ordo bilangan

  • Huritno SMA N 3 Pati

  • Cincin NewtonJari-jari lingkaran ke- n untuk interferensi maksimum ( cincin terang )n.rt2 = ( nt ) RJari-jari lingkaran ke n untuk interferensi minimum ( cincin gelap )n.rg2 = ng Rn = indeks bias medium ; nt = 1,2,3,.rt = jari-jari cincin terang ; ng = 0,1,2,3,rg = jari-jari cincin gelapR = jari-jari kelengkungan lensa= panjang gelombang

    Huritno SMA N 3 Pati

  • Difraksi pada celah sempitCahaya

  • Perhatikan gambar 1 dan 3 di atas, gelombang 1 akan menempuh lintasan yang lebih panjang daripada gelombang 3 dengan beda selisih lintasan ( d ) sin Hal yang sama juga terjadi pada gelombang 2 dan 4 yang mempunyai beda lintasan ( d ) sin Interferensi minimum ( garis gelap ) akan terjadi jika beda fasenya 1800 atau beda lintasannya sama dengan setengah panjang gelombang( d ) sin = 1/2

  • Apabila celah kita bagi lagi menjadi 4 bagian dan dengan cara yg sama, layar gelap terjadi pada saat ( 1/4 d ) sin = atau d sin = 2. Hal yg sama terjadi pada saat celah dibagi 6 bagian, garis gelap akan didapatkan ketika ( 1/6 d ) sin = atau d sin = 3Dengan demikian kita dapat menyatakan bahwa interferensi minimum atau garis gelap ke n akan terjadi jika memenuhi persamaan :d sin = n n = 1,2,3,. = sudut simpang atau sudut deviasi

  • Interferensi maksimum atau garis terang yg terjadi pada difraksi celah tunggal dapat kita turunkan dengan cara penalaran yg sama pada saat menurunkan persamaan untuk interferensi minimumGaris terang pada difraksi terjadi jika d sin sama dengan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombangnyad sin = ( n + ) d (y / l) = ( n + ) n = 0,1,2, = sudut deviasi ; d = lebar celah ; y = jarak antara garis terang dengan terang pusat l = jarak celah dengan layar = panjang gelombang

  • DIFRAKSI PADA KISISebuah kisi bisa terdiri dari ratusan hingga ribuan celah yg berupa goresanTetapan kisi N adalah tetapan yang menyatakan banyaknya garis tiap satuan panjangMisalnya sebuah kisi tertulis angka 500 garis/ cm berarti N = 500 garis /cmLebar celah d adalah lebar satu garis atau satu goresan dengan demikian lebar celah adalah kebalikan dari tetapan kisi N d = (1/N) cmPola difraksi maksimum dirumuskand sin = n ; n = 0,1,2,3,Pola difraksi minimum dirumuskan d sin = ( n ) ; n = 1,2,3,.

    Huritno SMA N 3 Pati

  • PERBESARAN SISTEM ALAT OPTIK DIBATASI OLEH TERJADINYA DIFRAKSISuatu kriteria yg menyatakan bagaimana bayangan dari dua benda titik masih dapat dipisahkan dengan baik oleh suatu lensa, pertama kali diusulkan oleh Lord Rayleigh disebut kriteria Rayleigh yg berbunyi :Dua benda titik tepat dapat dipisahkan ( dibedakan ) jika pusat dari pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan minimum pertama daripada difraksi benda titik kedua

    Huritno SMA N 3 Pati

  • Ukuran sudut pemisahan agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat berdasarkan Rayleigh disebut batas sudut resolusi atau sudut resolusi minimum ( m ) dan dirumuskan :Sin m = 1,22. / DKarena sudut m sangat kecil maka sin m = m dan persamaan menjadi :m = 1,22. / Dm = sudut resolusi minimum ( radian ) D = diameter bukaan alat optik ( m ) = panjang gelombang ( m )

  • Jarak pisah terpendek dari dua benda titik dimana bayangan yg dihasilkannya masih dapat ditampilkan sebagai dua titik terpisah disebut batas resolusi atau daya urai alat optikdmdDmmLS = jarak bayanganLensaLayar

  • Daya urai dm dapat kita tentukan secara pendekatan dengan menggunakan persamaan m = 1,22. / DKarena sudut m kecil maka m = tg m = dm / LSehingga persamaanya menjadi :dm / L = 1,22. / D

    dm = 1,22..L / D

  • PolarisasiPolarisasi adalah terserapnya sebagian arah getar cahaya.Cahaya yg sebagian arah getarnya terserap disebut cahaya terpolarisasi.Cahaya yg mempunyai satu arah getar saja disebut cahaya terpolarisasi linier.Empat cara memperoleh cahaya terpolarisasi:1. penyerapan selektif2. pemantulan3. pembiasan ganda4.hamburan

  • 1. Penyerapan SelektifPada sisitem polaroid yg terdiri dari dua buah polaroid, polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisatorJika intensitas cahaya tak terpolarisasi adalah I0 maka intensitas cahaya yg keluar dari analisator adalah I2 adalahI1 = I0I2 = I1 cos2 I2 = I0 cos2 dengan adalah sudut antara kedua sumbu polaroid

  • 2. Polarisasi dengan Pemantulan

    Sinar datangSinar pantulSinar biasn1n2 = 900ipr

  • Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tak terpolarisasi dengan cara pemantulanJika seberkas cahaya menuju kebidang batas antara dua medium maka sebagian cahaya akan dipantulkanAda tiga kemungkinan yg terjadi, pada cahaya yg dipantulkan , yaitu cahaya pantul tidak terpolarisasi, cahaya pantul terpolarisasi sebagian, cahaya pantul terpolarisasi sempurna

  • Bila sinar pantul membentuk sudut 900 terhadap sinar biasnya,sinar pantul akan terpolarisasi.Sudut datang yg menyebabkan sinar pantul terpolarisasi disebut sudut polarisasi (ip) atau sudut BrewsterArah getar dari sinar pantul yg terpolarisasi sejajar dengan bidang pantul Karena arah sinar pantul tegak lurus dengan sinar bias, berlaku

  • Ip + r = 900 atau r = 900 ipsin ip / sin r = sin ip / sin ( 900 ip) = n2 / n1sin ip / cos ip = tg ip = n2 / n1tg ip = n2 / n1jika cahaya datang dari udara menuju ke bahan dengan indeks bias n maka persamaan dapat ditulis : tg ip = n

  • Pemutaran Bidang GetarApabila gelombang cahaya terpolarisasi melewati zat optik aktif,misalnya larutan gula pasir, maka arah polarisasinya dapat berputar.Besarnya sudut perubahan arah polarisasi cahaya bergantung pada konsentrasi larutan c, panjang larutan l , dan sudut putar jenis larutan .Hubungan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut : = c l = sudut polarisasi ( o ), c = konsentrasi larutan (%) = sudut putar jenis larutan ( o/cm )l = panjang larutan ( cm )

  • Contoh soal1. Sebuah prisma yg terbuat dari gelas yg indeks biasnya 1,6 memilki sudut pembias 600. jika sinar datang pada salah satu bidang pembias dengan sudut datang 530 tentukan:a. sudut yg dibentuk sinar ketika keluar dari prismab. sudut deviasi PenyelesaianDiketahui np = 1,6 ; i1 = 530 ; = 600

  • Jawabn1 Sin i1 = n2 Sin r1 1 sin 53 = 1,6 sin r10,8 = 1,6 sin r1 sin r1= 0,8 / 1,6 = 0,5r1= 30i2 = r1 = 60 30 = 300 n2 Sin i2 = n1 Sin r2 1,6 sin 30 = 1 sin r21,6.0,5 = sin r2 0,8 = sin r2r2 = 530b. = i1 + r2 - = 53 + 53 60 = 460

  • 2. Sinar monokromatis dari udara mengenai bidang pembias prisma ( indeks bias = 1,6). Hitunglah deviasi minimum jika sudut pembias prismaa. 300b. 100PenyelesaianDiketahui n = 1,6 = 300 dan = 100Jawabb. m = ( n 1 ) = ( 1,6 1 ) 10 = 60

  • a. Sin (m + ) n1 = sin . n2 Sin (m + 30 ).1 = sin .30.1,6 Sin (m + 30 ) = 1,6.sin 15 Sin (m + 30 ) = 0,414 (m + 30 ) = 24,40 m + 30 = 48,80 m = 48,8 30 = 18,80

  • 3. Dua buah celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak lurus. Pita terang ketiga terletak 7,5 mm dari pita terang ke nol pada layar yang jaraknya 1 m dari celah tunggal. Tentukan panjang gelombang sinar yg dicapaiPenyelesaianDiketahui d = 0,2 mm ; y = 7,5 mml = 1 m dan n = 3Ditanya = ..Jawab d (y/l) = (2n)

  • y (d/l) = (2n) = y.d/ l.n = 7,5.0,2 / 1000.3 =1,5 / 3000 = 5.10-4 mm = 5.10-7 m = 5000 A04. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 600 nm menyinari tegak lurus suatu kisi yang terdiri dari 200 garis / mmTentukan a. Sudut