Fakultas Teknik Elektro

TEORI CAHAYA

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

Pendekatan optika geometris Cahaya merambat lurus

Kecepatan di r hampa c=1/ (oo) 3 x 108 m/s

Kec di medium lain v = c/n ; n adalah indeks bias medium

n = c/v =()/(oo)

.

Hukum SNELL mengenai pemantulan

Cahaya datang, cahaya pantul, dan garis normal terletak pada bidang datar

Sudut datang = sudut pantul

:o Permeabilitas hampa udara = 4 x 10-7 N s2 C-2

:o Permitivitas hampa udara = 8,85 x 10-12 C2 N-1 m-2

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahayan1

n2

i r

t

i = r

2

1

sin

sin

n

n

i

t

Hukum SNELL mengenai

pembiasan

n1n2 Cahaya terus dibelokkan menjauhi normal

Cahaya terus

Cahaya pantulCahaya datang

n1

n1

n2n2

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

TIR (Total Internal Reflection)

1

2

3 4

Kondisi ini sudut datang

disebut sudut kritis

Bila sudut datang >

sudut kritis terjadi TIR

Cahaya datang dari

medium dengan

indeks bias yang

lebih tinggi

Sudut datang semakin

besar, cahaya yang

terus makin menjauhi

normal

Sudut terus =

90o

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

TIR (total Internal Reflection)

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

Pendekatan Gelombang EM

Cahaya : Gelombang EM f ~ 1014 Hz

E = E0 sin (t kz)E = E0e

-z sin (t kz)

x

y

z

e-z

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

Pendekatan Gelombang EM

Polarisasi gelombang EM

Polarisasi sirkular

Polarisasi elipsPolarisasi linier

Fakultas Teknik Elektro

HUKUM FRESNEL

Bidang datang : bidang tegak lurus terhadap bidang batas dan melalui

arah perambatan cahaya.

Vektor medan listrik tegak lurus arah perambatan cahaya

Polarisasi sejajar bidang datang :

ii

ii

P

nnnn

nnnn

22

1

2

21

2

2

22

1

2

21

2

2

sincos

sincos

t

i

r

Er

Et

Ein2n1

P : Paralelle

Fakultas Teknik Elektro

Polarisasi tegak lurus bidang datang :

t

i

r

Er

Et

Ei

n1 n2

ii

ii

S

nnn

nnn

22

1

2

21

22

1

2

21

sincos

sincos

: Koefisien refleksi

S : Senkrecht

Fakultas Teknik Elektro

Reflektansi :2

R

1

2tan00n

nR BP B : Sudut BREWSTER

Sudut Kritis :

10sin

1sinsinsin

sin

22

1

2

2

22

2

22

1

1

2

SPi

iCiCi

C

nn

Rnn

n

n

Anti refleksi :

n1 n2 n3312

22

231

22

231

0

][

][

nnnR

nnn

nnnR

Fakultas Teknik Elektro

n1 = 1 dan n2 = 1.5

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85

SUDUT DATANG

RE

FL

EK

TA

NS

I

Rp Rs

Fakultas Teknik Elektro

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85

RE

FL

EK

TA

NS

I

SUDUT DATANG

n1 = 1.5 dan n2 = 1

Rp Rs

Fakultas Teknik Elektro

Teori Cahaya

Pendekatan Teori Kuantum Cahaya merupakan serangkaian energi yang

terkuantisasi secara diskrit yang disebut quanta

atau photons

Energi cahaya bergantung pada frekuensi

Dapat menjelaskan fenomena dispersi, emisi, dan absorpsi

hfE h = konstanta Plack = 6,626 x 10-34 [J.s]

f = frekuensi [Hz]

1 eV = 1,6 x 10-19 J

Fakultas Teknik Elektro

Untuk mendapatkan daya 1W berkas cahaya pada panjang gelombang 0,85 m, dibutuhkan berapa photon per detik ?

Contoh :