Menjelaskan Jenis dan Sifat gelombang Cahaya dengan singkat

Kecepatan cahaya

Kelajuan cahaya telah sering diukur oleh ahli fisika. Pengukuran awal  yang palingbaik dilakukan oleh Olaus Roemer (ahli fisika Denmark), dalam 1676. Beliau menciptakankaedah mengukur kelajuan cahaya. Beliau  mendapati dan telah mencatatkan pergerakanplanet Saturnus dan satu dari bulannya dengan menggunakan teleskop. Roomer mendapatibahwa bulan  tersebut mengorbit Saturnus sekali setiap 42-1/2 jam. Masalahnya adalah apabila Bumi dan Saturnus berjauhan, putaran orbit bulan tersebut kelihatan bertambah.

Inimenunjukkan cahaya memerlukan waktu lebih lama untuk samapai ke Bumi. Dengan inikelajuan cahaya dapat diperhitungkan dengan  menganalisa jarak antara planet pada masamasatertentu. Roemer  mendapatkan angka kelajuan cahaya sebesar 227,000 kilometer per detik.Mikel Giovanno Tupan memperbaiki hasil kerja Roemer pada tahun 2008. Diamenggunakan cermin berputar untuk mengukur waktu yang diambil  cahaya untuk bolak-balikdari Gunung Wilson ke Gunung San Antonio di   California. Ukuran jitu menghasilkankelajuan 299,796 kilometer/detik. Dalam penggunaan sehari-hari, jumlah ini dibulatkan menjadi dan 300,000    kilometer/detik.

Warna dan panjang Gelombang cahaya matahari

Cahaya matahari terdiri atas tujuh warna merah, jingga, kuning, hijau,  biru, nila dan ungu.Apabila ketujuh warna ini bercampur, cahaya putih akan dihasilkan. Warna-warna dalamcahaya putih matahari dapat dipecahkan dengan menggunakan prisma menjadi jalur warna. Jalur warna ini dikenal sebagai spektrum sedangkan pemecahan cahaya putih kepadaspektrum ini dikenal sebagai penyerakan cahaya. Pelangi adalah contoh spektrum yang terbentuk secara alamiah. Pelangi terbentuk selepas hujan, ketika cahaya matahari dibiaskanoleh tetesan air hujan. Tetesan air itu hujan bertindak  sebagai prisma yang menyerakkancahaya matahari menjadi tujuh warna.

Otak manusia akan menginterpretasikan warna sebagai panjang gelombang, dengan merahadalah panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga ke ungu denganpanjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Cahaya dengan frekuensi di bawah400 nm dan di atas 700 nm tidak dapat dilihat manusia. Cahaya disebut sebagai sinar ultraviolet pada batas   frekuensi tinggi dan inframerah (IR atau infrared) pada batas frekuensi   rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat sinar inframerah kulit manusia dapatmerasakannya dalam bentuk panas. Ada juga camera yang dapat menangkap sinar Inframerahdan mengubahnya menjadi sinar tampak. Kamera seperti ini disebut night vision cameraRadiasi ultaviolet tidak dirasakan sama sekali oleh manusia kecuali dalam jangka paparan yang lama,   hal ini dapat menyebabkan kulit terbakar dan kanker kulit. Beberapa hewan  seperti lebah dapat melihat sinar ultraviolet, sedangkan hewan-hewan lainnya   seperti UlarViper dapat merasakan IR dengan organ khusus

Pemantulan Cahaya

Ketika gelombang dari tipe apapun mengenai sebuah penghalang datar seperti  misalnya sebuah cermin,gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan bergerak menjauhicermin. Fenomena ini disebut dengan pemantulan. Pemantulan terjadi pada bidang batas antara dua medium berbeda seperti   misalnya sebuah permukaan udara kaca .

Pada pemantulan cahaya berlaku hukum pemantulan

  1. Sinar datang garis normal dan sinar pantul terletak pada satu titik bidang datar.
  2. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Pemantulan Biasa Pada permukaan benda yang rata seperti cermin datar, cahaya dipantulkanmembentuk suatu    pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan cermin dipantulkan sebagai sinar-sinar  sejajar pula. Akibatnya cermin dapat membentuk bayangan benda.  Pemantulan semacam ini disebut pemantulan Teratur atau pemantulan biasa.

Pemantulan BaurBerbeda dengan benda yang memiliki permukaan rata, pada saat cahaya mengenaisuatu permukaan yang tidak rata, maka sinar sinar sejajar yang datang pada permukaantersebut dipantulkan tidak sebagai sinar-sinar sejajar. Pemantulan yang seperti ini disebut pemantulan baur.  Akibat pemantulan baur ini kita dapat melihat benda dari berbagai arah.  Misalnya pada kain atau kertas yang disinari lampu sorot di dalam ruang    gelap kita dapatmelihat apa yang ada pada kain atau kertas tersebut dari     berbagai arah.

Pembiasan cahaya

Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah cahaya ketika melalui mediumyang berebeda kerapatannya. Gelombang yang   ditransmisikan adalah hasil interferensi dari gelombang datang dan gelombang yang dihasilkan oleh penyerapandan radiasi ulang energi cahaya oleh atom-atom dalammedium tersebut.Pada peristiwa pembiasan berlaku     hukum snellius. Fenomena pembiasan secara alamiah contohnya adalah pada fenomena Halo. Halo yang terlihat melingkari Matahari tersebut sebenarnya merupakanhasil pembelokan cahaya Matahari oleh partikel uap air di atmosfer. pada musim hujanpartikel uap air ada yang naik hingga tinggi sekali di atmosfer. Partikel air memilikikemampuan untuk membelokkan atau membiaskan cahaya Matahari.

Karena terjadi padasiang hari, saat posisi Matahari sedang tegak lurus terhadap Bumi, maka cahaya yangdibelokkan juga lebih kecil itu sebabnya yang tampak di mata masyarakat yang kebetulanmenyaksikannya adalah lingkaran gelap di sekeliling Matahari,Fenomena itu sebenarnya sama saja dengan proses terbentuknya pelangi pada pagi atau sore hari setelah hujan. Lengkungan pelangi sering terlihat di bagian bawah cakrawala karenapartikel uap air yang membelokkan cahaya Matahari berkumpul di bagian bawah atmosfer.Di sisi lain, pada pagi atau sore hari Matahari pun masih berada pada sudut yang rendah.Pada posisi yang miring ini, kemampuan partikel air membiaskan cahaya lebih besar,sehingga warna-warna yang muncul juga lebih lengkap.

Difraksi cahaya

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan.Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan olehprinsip Huygens. Pada saat melewati celah kecil, muka gelombang (wave front) akanmenimbulkan wavelet-wavelet baru yang jumlahnya tak terhingga sehingga gelombang tidakmengalir lurus saja, tetapi menyebar. Syarat terjadinya difraksi adalah lebar celah seordedengan panjang gelombangnya.

a sin θ = n λ dengan a = lebar celah , λ = panjang gelombang dan n =orde

Difraksi memiliki peranan penting pada evolusi mata serangga. Susunan dari mata seranggaterdiri dari benang-benang transparan yang disebut ommatidia yang terikat bersama dalamsusunan segienam. Masing-masing omatidium hanya dapat menerima cahaya datang yangmembentuk sudut lebih kecil daripada θ dengan pusat sumbunya. Seluruh cahaya datang yangsesuai dengan sudut itu masuk ke omatidium sepanjang serat dan memberikan rangsanganberupa geteran ke dasarnya. Cahaya dari objek yang berbeda masuk pada omatidium yangsama tidak dapat dipisahkan. Oleh karena itu untuk serangga agar bisa melihat dua objekmaka cahaya dari objek objek ini harus masuk pada omatidium yang berbeda. Inimemerlukan bahwa dua objek harus memiliki perbedaan sudut yang sangat kecil. Olehkarena itu agar cahaya bisa masuk ke ommatidium serangga memperpenjang ommatidiumnyadan memperpendek leber ommatidiumnya sehingga cahaya yang bisa masuk ke ommatidium.

Interferensi cahaya

Interferensi merupakan perpeduan dua gelombang atau lebih yang memiliki beda fasekonstan dan amplitudo yang hampir sama. Interferensi dapat bersifat membangun danmerusak. Bersifat membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombangbaru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusakjika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan.Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap wave front (muka gelombang) dapat dianggapmemproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang yangsama dengan panjang gelombang sebelumnya. Wavelet bisa diumpamakan gelombang yangditimbulkan oleh batu yang dijatuhkan ke dalam air.

  • Interferensi konstruktif d sinθ=(2n)1/2 λ n=0,1,2……
  • Interferensi destruktif d sinθ=(2n-1)1/2 λ n=1,2,3…..

Kita bisa melihat peristiwa interferensi pada gelembung sabun atau pada suatu lapisanminyak pada jalan yang tergenang air yang menimbulkan pita berwarna. Pita berwarna inidiakibatkan oleh interferensi cahaya yang dipantulkan dari permukaan atas dan bawah lapisantersebut. Warna yang berbeda muncul karena keaneka ragaman dalam tebal film, yangmenyebabkan interferensi untuk panjang gelombang yang berbeda pada titik yang berbeda.Sebagian cahaya dipantulkan dari bagian atas permukaan udara air. Karena cahaya merambatlebih lambat di air dari pada di udara, terdapat perubahan fase 180° pada cahaya yangdipantulkan ini. Sebagian cahaya masuk film dan sebagian dipantulkan oleh permukaanbagian bawah air-udara.

Polarisasi

Pada umumnya sumber cahaya memancarkan cahaya yang tidak terpolarisasi yaitukuat medan listrik di titik mana saja selalu tegak lurus terhadap arah merambat cahaya tetapiarahnya berubah secara acak. Dengan adanya polarisator maka hanya medan listrik yang arahgetarnya yang sesuai dengan polarisator itu yang diizinkan untuk melewati polarisator.Sehingga cahaya yang keluar arah medan listriknya tidak sembarangan inilah yang disebutpolarisasi.