Interferensi Gelombang Cahaya
Pengantar Gelombang Optik
Periksa compact disc di bawah cahaya putih, anda akan mengamati warna dan lokasi dari warna. Apakah spektrum warna ini terbentuk oleh
difraksi dari garis melingkar yang berpusat di tengah disk? dan, jika sedemikian, berapa jarak di antara warna-warna tersebut. Jika tidak, tentukan jenis jarak. Sama halnya dengan CD, Anda juga pasti mengenal spektrum beberapa sumber cahaya, seperti
nyala lilin, lampu pijar, lampu halogen, dan lampu neon. Mengetahui
jarak dari deretan lubang di compact disc, memperkirakan jarak maksimum
yang akan memungkinkan jumlah yang diberikan megabyte informasi untuk
disimpan.
Gambar 1: Warna dari compact disc tercermin bervariasi dengan sudut dan tidak disebabkan oleh pigmen. Warna seperti ini adalah bukti langsung dari karakter gelombang cahaya. |
Jika Anda pernah melihat merah, biru, dan hijau dalam gelembung sabun
yang diterangi matahari, bagaimana air sabun dapat menghasilkan spektrum warna yang begitu indah?. Kita telah memahami salah satu
dari banyak fenomena yang hanya bisa dijelaskan oleh karakter gelombang
cahaya (lihat Gambar). Hal yang sama berlaku untuk warna yang terlihat
dalam tumpahan minyak atau dalam cahaya yang dipantulkan dari compact
disc. Ini dan fenomena menarik lainnya, seperti dispersi cahaya putih
menjadi warna pelangi ketika melewati celah sempit, tidak dapat
dijelaskan sepenuhnya oleh optik geometris. Dalam kasus ini, cahaya
berinteraksi dengan benda-benda kecil dan menunjukkan karakteristik
gelombang nya. Cabang optik yang menganggap perilaku cahaya ketika
menunjukkan karakteristik gelombang (terutama ketika berinteraksi dengan
benda-benda kecil) disebut gelombang optik (kadang-kadang disebut optik
fisik). Ini adalah topik bagian ini.
Gambar 2: gelembung sabun ini menunjukkan warna yang cemerlang ketika disinari matahari. |
Interferensi Gelombang Cahaya
Kita tahu bahwa cahaya tampak adalah jenis gelombang elektromagnetik yang dapat direspon/dilihat oleh mata. Seperti semua gelombang elektromagnetik lain, mematuhi persamaan
c = fλ,
di
mana c = 3 × 10^8 m/s adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa, f
adalah frekuensi gelombang elektromagnetik, dan λ adalah panjang
gelombang. Kisaran panjang gelombang terlihat adalah sekitar 380-760 nm. Seperti
ini berlaku untuk semua gelombang, cahaya bergerak dalam garis lurus
dan bertindak seperti sinar ketika berinteraksi dengan objek beberapa kali
lebih besar panjang gelombang. Namun, ketika berinteraksi dengan benda-benda yang lebih kecil, ini akan menampilkan karakteristik gelombang yang mencolok. Interferensi adalah ciri gelombang, dan pada Gambar kedua sinar dan karakteristik gelombang cahaya dapat dilihat. Sinar laser yang dipancarkan oleh observatorium melambangkan sinar yang berbentuk garis lurus. Namun,
ketika melewati sinar murni melalui celah vertikal dengan ukuran
dekat dengan panjang gelombang sinar mengungkapkan karakter gelombang
cahaya, seperti balok menyebar horizontal menjadi pola daerah terang dan
gelap yang disebabkan oleh interferensi konstruktif dan destruktif secara
sistematis. Daripada menyebar, sinar akan melanjutkan perjalanan lurus ke depan setelah melewati celah.
Cahaya memiliki karakteristik gelombang di berbagai medium serta dalam ruang hampa. Ketika cahaya bergerak dari vakum ke beberapa media, seperti air, kecepatan dan panjang gelombang berubah, tetapi frekuensi f nya tetap sama. (Kita bisa memikirkan cahaya sebagai osilasi paksa yang harus memiliki frekuensi sumber asli.) Kecepatan cahaya dalam medium adalah v = c/n, di mana n adalah indeks bias. Jika kita membagi kedua sisi persamaan c = fλ oleh n, kita mendapatkan c/n = v = fλ/n. Ini berarti bahwa
di manaλnadalahpanjang gelombangdalam mediumdan
di mana λ adalah panjang gelombang dalam ruang hampa dan n adalah indeks medium pembiasan. Oleh karena itu, panjang gelombang cahaya lebih kecil dalam medium apapun daripada di vakum. Dalam air, misalnya, yang memiliki n=1,333, kisaran panjang gelombang terlihat adalah (380 nm)/1.333 ke (760 nm) /1.333, atau λn = 285 ke 570nm. Meskipun panjang gelombang berubah saat bergerak dari satu medium ke lainnya, warna tidak,karena warna berhubungan dengan frekuensi.
Gambar 3: Fenomena spekrum cahaya ini yang kita kenal dengan pelangi, biasanya muncul ketika musim penghujan. |
Post a Comment for "Interferensi Gelombang Cahaya"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!