Materi Optika Geometri dan Fisis

Materi Optika Geometri dan Fisis

Optik Fisis

Pengertian

Dalam fisika, optik fisik, atau optik gelombang, yang merupakan cabang optik yang mempelajari interferensi, difraksi, polarisasi, dan fenomena lain yang perkiraan sinar optik geometrisnya tidak valid. Penggunaan ini cenderung tidak termasuk kebisingan kuantum dalam komunikasi optik, yang dipelajari dalam sub-cabang teori koherensi.

Definisi sifat cahaya dalam optik fisis dilakukan dengan pendekatan frekuensi tinggi. Teori pertama dicetuskan oleh Robert Hooke pada sekitar tahun 1660. Christiaan Huygens menyusul dengan Treatise on light pada tahun 1690 yang dikerjakannya semenjak tahun 1678. Cahaya didefinisikan sebagai emisi deret gelombang ke segala arah dalam medium yang disebut Luminiferous ether. Karena gelombang tidak terpengaruh oleh medan gravitasi, cahaya diasumsikan bergerak lebih lamban ketika merambat melalui medium yang lebih padat.

Interferensi

Interferensi adalah penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola gelombang yang baru. Interferensi mengacu kepada interaksi gelombang yang saling berkorelasi dan koheren satu sama lain, karena cahaya tersebut berasal dari sumber yang sama atau mempunyai frekuensi yang serupa.

Interferensi gelombang

Interferensi gelombang cahaya merupakan salah satu bentuk superposisi. Dalam matematika, superposisi adalah bentuk fungsi penjumlahan

Difraksi

Difraksi merupakan suatu fenomena gelombang yang terjadi sebagai respon gelombang terhadap halangan yang berada pada arah rambatnya.

Difraksi

Pada gelombang cahaya, difraksi adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan respon cahaya dengan sinar yang melengkung mengitari halangan kecil pada arah rambatnya, dan radiasigelombang yang menyebar keluar dari sebuah rana/celah.

Dispersi

Dispersi sering juga disebut chromatic dispersion merupakan suatu fenomena saat kecepatan fase suatu gelombang bergantung kepada frekuensinya atau pada saat kecepatan grup gelombang tersebut bergantung pada frekuensi. Dispersi terjadi karena cahaya dengan berbagai macam frekuensi mempunyai kecepatan fase yang berbeda-beda, hal ini dapat disebabkan oleh dispersi material dan dispersi pandu gelombang

Dispersi

Dispersi material terjadi karena adanya perbedaan tanggapan medium terhadap frekuensi cahaya yang melaluinya, misalnya fenomena color fringe pada fotografi akibat perbedaan indeks bias lensa terhadap cahaya yang melaluinya, fenomena separasi warna pada prisma yang membentuk pola warna pelangi, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Nila, Ungu.

Polarisasi

Polarisasi adalah orientasi gelombang. Pada cahaya terdapat 3 jenis polarisasi, osilasi gelombang cahaya dapat berorientasi pada satu arah (linear polarization) atau ber-rotasi bersamaan dengan arah rambatnya (circular atau elliptical polarization). Circular polarization dapat berputar searah atau berlawanan jarum jam, arah polarisasi disebut wave chirality.

Polarisasi adalah orientasi gelombang

Optik Geometri

Optika Geometris merupakan optika yang membahas tentang pemantulan dan pembiasan cahaya. Sifat cahaya sama dengan sifat gelombang elektromagnetik. Cahaya dan gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang vakum (ruang hampa).

Jenis-jenis Pemantulan Cahaya

Ada dua jenis pemantulan cahaya, yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur. Pemantulan teratur terjadi ketika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang halus atau rata seperti permukaan cermin datar atau permukaan air yang tenang. Sedangkan pemantulan baur terjadi ketika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang kasar atau tidak rata sehingga dipantulkan keberbagai arah yang tidak tertentu.

Hukum Pemantulan Cahaya

Cermin merupakan suatu benda yang tidak tembus cahaya dan permukaannya sangat halus dan rata sehingga hampir semua cahaya yang datang padanya dapat dipantulkan.
Dari sifat-sifat pemantulan cahaya pada cermin diperoleh hukum pemantulan cahaya, yaitu :

  • Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar,
  • Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Keterangan :
Sinar datang adalah sinar yang datang ke cermin.
Sinar pantul adalah sinar yang dipantulkan ke cermin.
Garis normal adalah garis yang tegak lurus permukaan cermin.
Sudut pantul adalah sudut antara sinar pantul dan garis normal.

Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar

Cermin datar merupakan cermin yang permukaan pemantulnya datar (rata) dan salah satu permukaannya dilapisi logam (biasanya perak). Dalam kehidupan sehari-hari, contoh cermin datar adalah cermin yang biasa kita gunakan untuk berhias.

Bayangan pada cermin datar memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

  • Merupakan bayangan maya.
  • Tegak seperti bendanya.
  • Sama besar dengan bendanya.
  • Menghadap terbalik dengan bendanya.
  • Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin.

Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung

Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pemantulnya melengkung kedalam. Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar pantul atau konvergen.
Tiga sinar istimewa pada cermin cekung, yaitu :

  • Sinar datang sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan melalui titik fokus (f).
  • Sinar datang melalui titik fokus akan dipantlkan sejajar sumbu utama.
  • Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan (M) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung

Cermin cembung merupakan jenis cermin lengkung yang permukaan pemantulnya melengkung keluar. Cermin cembung disebut juga cermin divergen, karena cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya yang mengenainya.
Tiga sinar istimewa pada cermin cembung, yaitu :

  • Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus cermin (f)
  • Sinar datang menuju titik fokus (f) dipantulkan sejajar sumbu utama.
  • Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin (M) dipantulkan kembali seakan-akan datang dari titik pusat kelengkungan tersebut.