Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang sanggup tampak. Cahaya mempunyai panjang gelombang sekitar 380 hingga 750 nm. Cahaya juga terdiri dari partikel yang disebut foton. Cahaya mempunyai arah getar yang tegak lurus terhadap arah perambatannya, sehingga dikategorikan juga sebagai gelombang transversal.
Gelombang cahaya mempunyai empat sifat utama, diantaranya adalah:
- Dispersi
- Interferensi Cahaya
- Difraksi Cahaya
- Polarisasi Cahaya
Pada kesempatan ini akan dibahas terkait 4 sifat gelombang cahaya utama tersebut pada uraian berikut:
1. Dispersi
Dispersi merupakan pembiasan cahaya putih atau cahaya polikromatik menjadi komponennya yaitu cahaya monokromatik. Cahaya monokromatik hanya mempunyai satu warna dan satu panjang gelombang. Macam-macam cahaya monokromatik yaitu gelombang cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya putih sanggup terdispersikan alasannya ialah terdiri dari beberapa panjang gelombang. (baca : perbedaan gelombang angin dan gelombang tsunami)
Dispersi terjadi ketika cahaya putih melewati medium pembias. Hal ini terjadi alasannya ialah medium yang dilalui cahaya mempunyai sifat sanggup menguraikan cahaya putih. Gejala dispersi cahaya sanggup dengan gampang diamati dengan memakai dispersi pada prisma. Prisma yang dimaksud yaitu prisma terbuat dari gelas bening. Pada potongan atas, prisma mempunyai sudut tertentu yang dibuat oleh dua bidang permukaannya. Sudut ini disebut juga dengan sudut pembias atau β.
Pada prisma, cahaya yang masuk akan mengalami pembiasan dua kali, yaitu ketika masuk ke prisma dan ketika keluar dari prisma. Ada beberapa sudut yang perlu diperhatikan dalam mengamati dispersi atau pembiasan pada prisma.
- Sudut deviasi (δ)
Apabila garis sinar tiba dan sinar keluar diperpanjang, maka kedua garis ini sanggup bertemu dan membentuk sudut tertentu. Sudut yang terbentuk dari perpanjangan sinar tiba dan sinar keluar disebut dengan sudut deviasi (baca : fenomena halo bulan)
- Sudut tiba mula-mula (i)
Yaitu sudut yang dibuat dari garis sinar tiba dengan garis tegak lurus terhadap permukaan prisma.
- Sudut bias kedua (r’)
Yaitu sudut yang dibuat dari garis sinar keluar dengan bidang permukaan prisma.
- Sudut deviasi minimum (δm)
Yaitu sudut deviasi yang terbentuk ketika sudut tiba mula-mula sama besarnya dengan sudut bias kedua.
Contoh dari dispersi pada bencana sehari-hari yaitu proses terjadinya pelangi.
2. Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya yaitu penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang sanggup menjadikan adanya satu gelombang baru. Ada dua syarat biar interferensi cahaya sanggup terjadi, yaitu diantaranya:
- Kedua gelombang cahaya harus koheren, maksudnya gelombang cahaya tersebut mempunyai perbedaan fase yang selalu tetap, serta frekuensi yang sama.
- Kedua gelombang cahaya mempunyai amplitudo yang sama atau hampir sama.
Interferensi sanggup mempunyai dua sifat, yaitu bersifat membangun, saling menguatkan atau konstruktif dan saling merusak, melemahkan atau destruktif (baca : fenomena halo matahari)
Percobaan mengenai interferensi dilakukan oleh Thomas Young. Percobaan ini dilakukan dengan memakai dua sumber cahaya koheren yang bersumber dari satu sumber cahaya monokromatik yang dilewatkan melalui dua buah celah sempit. Apabila cahaya dari dua celah berinterferensi, maka akan menghasilkan rujukan gelap dan terang yang sanggup ditangkap oleh layar. Pola terang, yaitu hasil dari interferensi maksimum terjadi apabila kedua gelombang mempunyai beda fase yang sama atau beda lintasan merupakan kelipatan lingkaran dari panjang gelombang. Sedangkan rujukan gelap, yaitu hasil dari interferensi minimum terjadi apabila kedua gelombang mempunyai beda fase yang berlawanan atau beda lintasan merupakan kelipatan dari setengah panjang gelombang.
Contoh bencana interferensi yang sanggup kita lihat dalam kehidupan sehari-hari yaitu warna-warna menyerupai pelangi yang terlihat pada gelembung sabun atau lapisan tipis minyak dalam air. Pada bencana tersebut, gelombang cahaya direfleksikan pada permukaan yang berlawanan dari film tipis. Kedua gelombang hasil refleksi tersebut sanggup berinterferensi secara konstruktif atau destruktif, tergantung dari perbedaan fasenya. Untuk setiap warna yang berbeda mempunyai panjang gelombang yang berbeda pula, sehingga interferensi sanggup bersifat konstruktif untuk beberapa warna dan sanggup bersifat destruktif untuk warna-warna lainnya.
3. Difraksi Cahaya
Difraksi cahaya yaitu kecenderungan suatu gelombang cahaya ketika dilewatkan pada celah yang sempit untuk menyebar ketika merambat. Pola difraksi pada celah tunggal dijelaskan oleh prinsip Huygens. Menurut Huygens, setiap titik pada potongan gelombang cahaya berfungsi sebagai sumber sekunder gelombang cahaya, sehingga cahaya dari satu potongan celah sanggup berinterferensi dengan cahaya dari potongan celah yang lain (baca : penyebab fenomena matahari kembar).
Cahaya yang dilewatkan pada celah sempit akan menyebar menjadi bagian-bagian kecil cahaya dan mempunyai sifat menyerupai gelombang cahaya yang baru. Sifat difraksi pada cahaya sanggup diamati dengan melihat rujukan interferensi pada layar yang dipasang di belakang celah.
Difraksi cahaya sanggup diamati dari dua percobaan, yaitu difraksi cahaya pada celah tunggal dan difraksi cahaya pada kisi.
a. Difraksi cahaya pada celah tunggal
Difraksi cahaya pada celah tunggal mengikuti klarifikasi dari prinsip Huygens. Setiap potongan cahaya pada celah akan menjadi cahaya gres yang sanggup saling berinterferensi. Hasil interferensi ini sanggup terlihat polanya pada layar di belakang celah.
b. Difraksi cahaya pada kisi
Difraksi cahaya pada kisi termasuk pada difraksi cahaya celah majemuk. Kisi ialah susunan celah yang sejajar dan mempunyai ukuran yang sama. Kisi sanggup dibuat dengan menciptakan gesekan pada lempeng beling atau logam memakai ujung intan. Apabila cahaya monokromatis dilewatkan pada lempeng kisi, maka akan terbentuk rujukan difraksi berupa rujukan gelap dan terang pada layar.
4. Polarisasi Cahaya
Cahaya merupakan gelombang yang sanggup merambat tanpa adanya medium. Berdasarkan arah rambatnya, gelombang cahaya termasuk ke dalam gelombang transversal, alasannya ialah mempunyai komponen yang saling tegak lurus. Gejala polarisasi hanya sanggup dialami oleh gelombang transversal. Polarisasi pada cahaya yaitu berkurangnya intensitas cahaya yang diakibatkan oleh berkurangnya komponen pada gelombang cahaya (baca : negara tanpa malam hari di dunia).
Contoh dari polarisasi cahaya yang sanggup kita amati di sekitar kita yaitu terbentuknya warna biru pada langit. Cahaya matahari yang merambat ke bumi akan melewati partikel udara di atmosfer sehingga mengalami hamburan partikel. Cahaya biru mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya merah, sehingga yang terlihat oleh mata kita yaitu warna biru.
Contoh dari penerapan polarisasi yaitu penggunaan filter pada kamera. Penggunaan filter sanggup menciptakan hasil fotografi lebih terperinci dan anggun alasannya ialah sanggup mereduksi cahaya yang tidak diperlukan.
Demikian uraian terkait 4 sifat gelombang cahaya utama yang perlu kita ketahui. Semoga bermanfaat bagi kita semua.
Sumber aciknadzirah.blogspot.com