Gelombang Cahaya

Kamu pasti pernah berpikir mengapa cahaya lampu dapat menyebar hingga ke seluruh ruangan, sehingga seluruh ruangan menjadi terang oleh cahaya. Seperti saat kamu berfoto akan sering mencari angle terdapat cahaya, bukan? Hehe. Kejadian tersebut merupakan salah satu efek dari adanya gelombang cahaya.

Banyak lagi peristiwa dalam kehidupan sehari-hari dikarenakan oleh adanya gelombang cahaya. Selain gelombang cahaya kamu juga akan mempelajari tentang dispersi, difraksi, dan interferensi cahaya.

Pengertian Gelombang Cahaya

Cahaya merupakan rambatan gelombang dari getaran medan listrik dan medan magnetik yang saling tegak lurus dengan arah rambatan cahaya. Cahaya termasuk dalam gelombang elektromagnetik. Getaran medan listrik dan medan magnet dapat merambat dalam medium maupun tanpa adanya medium. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa cahaya dapat merambat dalam ruang hampa.

Cepat rambat gelombang cahaya yang berada di ruang hampa adalah 3 x 108 m/s. Spektrum cahaya hanya terbatas pada spektrum cahaya optik dan spektrum cahaya tampak. Gelombang elektromagnetik dengan spektrum cahaya tampak dapat dilihat yang kemudian disebut dengan cahaya.

Cahaya tampak memiliki panjang gelombang antara 380 sampai 700 nano meter yang dapat dilihat dan diterima oleh mata manusia. Gelombang cahaya termasuk dalam kelompok gelombang transversal. Gelombang transversal sendiri adalah arah rambat gelombang yang tegak lurus dengan arah getarannya.

Cahaya terdiri atas partikel partikel kecil yang biasa disebut dengan foton. Foton dalam cahaya akan mengalami benturan antara satu dengan yang lain.

Prinsip Gelombang Cahaya

Jika sedang membahas tentang gelombang cahaya kamu pasti akan mengenal tentang prinsip Fermat. Prinsip Fermat menyatakan bahwa cahaya dapat merambat dengan mengambil lintasan dengan waktu tempuh yang pendek. Prinsip Fermat juga yang mendasari adanya hukum tentang pemantulan dan hukum pembiasan cahaya.

Kamu akan melihat bahwa cahaya akan merambat lurus dalam ruang dan otak akan menginterpretasikannya demikian. Secara umum cahaya merambat dalam suatu ruang secara melengkung dalam pengaruh medan gravitasi. Hal ini juga yang terjadi pada saat kamu dapat melihat bintang saat gerhana matahari.

Bintang seharusnya akan tertutup oleh posisi matahari, namun bintang dapat terlihat olehmu yang merupakan akibat dari Teori Relativitas Umum.

Sifat-sifat Cahaya

Cahaya adalah gelombang yang termasuk gelombang transversal memiliki beberapa sifat sebagai berikut.

  1. Dapat dipantulkan (refleksi).
  2. Dapat dibiaskan (refraksi).
  3. Dapat dilenturkan (difraksi).
  4. Dapat dipadukan (superposisi).
  5. Dapat digabungkan (interferensi).
  6. Dapat dikutubkan (polarisasi).
  7. Dapat diuraikan (dispersi).

Dispersi Cahaya

Dispersi adalah peristiwa terjadinya pembiasan cahaya polikromatik menjadi cahaya yang lebih sederhana yaitu cahaya monokromatik. Dispersi cahaya dapat terjadi apabila cahaya polikromatik melewati medan pembias. Kamu dapat mengetahui dispersi cahaya dengan menggunakan prisma sebagai pembias.

Prisma akan membiaskan cahaya yang masuk kemudian membiaskannya kembali saat cahaya keluar dari prisma. Oleh karena itu peristiwa pembiasan cahaya oleh prisma terjadi dua kali. Cahaya polikromatik biasanya berwarna putih sedangkan cahaya monokromatik hanya memiliki satu warna pada setiap panjang gelombang.

Cahaya polikromatik yang berwarna putih memiliki beberapa panjang gelombang yang saat masuk dalam prisma akan dibiaskan oleh prisma menjadi beberapa warna cahaya monokromatik dengan variasi warna. Warna cahaya monokromatik terdiri dari warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Prinsip peristiwa ini adalah prisma memiliki sifat yang dapat menguraikan cahaya berdasarkan panjang gelombang cahaya tersebut. Prisma yang dapat kamu gunakan adalah prisma yang terbuat dari kaca bening. Pada ujung atas prisma memiliki sudut yang disebut dengan sudut pembias atau ᵝ (beta).

Contoh pendispersian cahaya dalam kehidupan sehari-hari adalah terbentuknya pelangi di langit

Difraksi Cahaya

Difraksi cahaya adalah suatu sifat cahaya saat cahaya dilewatkan dalam suatu celah sempit maka perambatan cahaya akan menyebar. Difraksi juga dapat diartikan sebagai kelenturan cahaya saat melewati penghalang dengan celah yang sempit.

Difraksi gelombang cahaya yang melewati celah tunggal akan membentuk suatu pola terang-gelap selang-seling pada media layar yang ada di balik celah. Pola difraksi cahaya pada celah tunggal dijelaskan dengan prinsip Huygens.

Christian Huygens dalam percobaannya, mengatakan bahwa cahaya pada saat dilewatkan dalam celah, maka celah tersebut akan menjadi sumber cahaya sekunder yang baru. Setiap titik pada cahaya dari celah merupakan suatu sumber cahaya sekunder dari cahaya utama.

Cahaya yang melewati celah kecil dan sempit dapat menyebar menjadi bagian kecil cahaya yang sifat dan karakteristiknya sama seperti gelombang cahaya utamanya. Difraksi cahaya ada dua yaitu difraksi cahaya pada celah tunggal dan pada celah banyak (kisi).

Difraksi cahaya pada celah banyak atau kisi adalah apabila ada cahaya yang melewati celah banyak akan membentuk pola gelap terang pada bagian belakang kisi. Kisi adalah celah yang sejajar dengan ukuran yang sama dan berupa goresan pada lempeng kaca.

Cahaya yang melentur di sekitar pinggir celah dan menerangi daerah-daerah layar yang tidak langsung berhadapan dengan celah.

Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya adalah gabungan dua gelombang atau lebih yang akan menghasilkan gelombang cahaya dengan panjang gelombang yang lain. Interferensi cahaya menghasilkan pola-pola bervariasi yang dapat kamu lihat dengan jelas.

Contoh peristiwa interferensi dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kamu menyinari cahaya dari dua buah senter pada suatu tempat yang sama maka kamu akan melihat cahaya yang bertumpukan pada satu titik akan lebih terang dibandingkan sumber cahaya. Peristiwa ini disebabkan oleh interferensi cahaya.

Selain itu saat ada setetes minyak di atas permukaan air maka kamu akan melihat warna-warni cantik dari tetesan minyak tersebut. Kejadian ini juga diakibatkan oleh interferensi cahaya. Syarat terjadinya interferensi cahaya adalah sumber cahaya yang bergabung harus koheren.

Koheren adalah kedua gelombang cahaya harus memiliki perbedaan fase yang tetap dan tidak harus nol. Agar perbedaan fase selalu tetap maka kedua cahaya harus memiliki fase yang sama. Selain itu kedua gelombang juga harus memiliki amplitudo yang hampir sama dan juga frekuensi dari gelombang juga harus sama.

Interferensi cahaya memiliki dua sifat yaitu dapat bersifat saling menguatkan dan saling merusak. Interferensi terdapat dua macam yaitu interferensi celah ganda dan interferensi lapisan tipis.

1. Interferensi Celah Ganda

Interferensi jenis ini dikenal dengan nama interferensi young. Interferensi young ini akan menghasilkan pita-pita terang dan gelap secara bergantian dengan jarak yang sama.

2. Interferensi Pada Lapisan Tipis

Kamu pasti pernah melihat garis-garis berwarna pada lapisan tipis bensin atau oli yang tumpah di atas permukaan air. Kejadian ini dapat terjadi karena sinar matahari menyoroti permukaan oli.

Selain itu saat kamu melihat gelembung air di udara kamu akan melihat warna-warna seperti pelangi pada gelembung udara tersebut. Kejadian ini juga diakibatkan oleh interferensi cahaya pada lapisan tipis.

Sumber cahaya yang menembus lapisan tipis akan menghasilkan pantulan cahaya yang koheren yang dipantulkan oleh lapisan tipis yang dikenai cahaya. Pantulan yang dihasilkan akan berwarna karena lapisan tipis dapat menyaring cahaya berdasarkan panjang gelombangnya.

Tinggalkan komentar