STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENENTUAN SIFAT POLARISASI CAHAYA DENGAN KONSEP HUKUM MALUS

Download Free e-books Fisika di http://www.elhobela.co.cc Persembahan Web-blog Edukasi ELHOBELA

STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENENTUAN SIFAT

POLARISASI CAHAYA DENGAN KONSEP HUKUM MALUS

JURNAL LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA II

Diajukan guna memenuhi laporan akhir praktikum eksperimen fisika II untuk

Mahasiswa Fisika Semester VI

Oleh

ABDUS SOLIHIN

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKA DAN FISIKA MODERN

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2010


Kata Pengantar

Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam yang telah memberi sangat

banyak kenikmatan kepada makhluknya, sehingga dengan kenikmatan tersebut

hamba ini mampu menyelesaikan tulisan ini. Shalawat dan salam tetap

tercurahkan kepada Rasullullah Muhammad SAW yang telah menyampaikan

risalah kebaikan akhlak, keobjektifan berpikir, dan kemaksimalan humanisme

lewat ayat-ayat Qur’aniah yang dibawanya berupa Al-Qur’an, Al-Hadits, dan

peluang kemajuan yang berupa ayat-ayat kauniah.

Salah satu dari sedemikian banyaknya ayat kauniah tersebut adalah

fenomena polarisasi cahaya yang secara garis besar dirangkum dalam fakta sains

berupa hukum Malus. Diharapkan eksperimen ini dapat menambah kerangka

filosofis bagi penulis, dan semoga juga bagi pembaca, guna kemaksimalan nilai-

nilai kemanusiaan kita dihadapan sesama dan dihadapan Sang Pencipta.

Demikian kami ucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ketua Jurusan Fisika: Bpk. Dr. Edy Sutrisno

2. Dosen pembimbing praktikum: Bpk. Misto, M.Si; Ibu Mutmainnah, M.Si,

dan Bpk Supriyadi, S.Si

3. Asisten pembimbing

Sebagaimana pri-bahasa “tak ada gading yang tak retak”, maka penulis

mengharapkan kritik dan saran guna penyempurnaan tulisan selanjutnya. Penulis

ucapkan terimakasih banyak atas perhatiannya.

Penulis,

ABDUS SOLIHIN


STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENENTUAN SIFAT POLARISASI

CAHAYA DENGAN KONSEP HUKUM MALUS

Abdus Solihin

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember

Email: [email protected]

17 Mei 2010

Abstrak

Polarisasi adalah proses pembatasan gelombang vektor yang

membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Dalam

eksperimen ini dilakukan pendekatan hukum malus untuk mengidentifikasi sifat

polarisasi cahaya. Pendekatan hukum malus tersebut berhubungan dengan

intensitas cahaya yang masuk ke polaroid dan intensitas cahaya yang keluar

polaroid. Agar data hasil eksperimen lebih smooth, maka digunakan dua buah

polaroid yang di pasang sejajar dalam eksperimen ini. Polaroid pertama disebut

sebagai polarisator yang berfungsi mengubah cahaya tak terpolerisasi menjadi

cahaya terpolarisasi, sedangkan polaroid kedua disebut sebagai analisator

karena berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi yang dibentuk

oleh polaroid pertama. Dari eksperimen yang dilakukan didapatkan bahwa

hubungan antara sudut yang dibentuk oleh Polaroid pertama dengan Polaroid

kedua adalah berbanding terbalik dengan nilai intensitas cahaya terpolarisasi

yang terbentuk. Semakin besar sudut yang dibentuk oleh Polaroid pertama maka

semakin kecil nilai intensitas yang dibentuk, bahkan ketika sudut mencapai 90 nilai intensitas sama dengan nol.

Kata Kunci: Indeks Bias, Hukum Malus, Polarisasi, Polaroid


BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Polarisasi adalah proses pembatasan gelombang vektor yang

membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Tidak

seperti interferensi dan difraksi yang dapat terjadi pada gelombang transversal dan

longitudinal, efek polarisasi hanya dialami oleh gelombang transversal. Cahaya

dapat mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya termasuk gelombang

transversal. Pada cahaya tidak terpolarisasi, medan listrik bergetar ke segala arah,

tegak lurus arah rambat gelombang. Setelah mengalami pemantulan atau

diteruskan melalui bahan tertentu, medan listrik terbatasi pada satu arah.

Polarisasi dapat terjadi karena pemantulan pada cermin datar, absorpsi selektif

dari bahan polaroid, dan bias kembar oleh kristal.

Dalam eksperimen ini dilakukan pendekatan hukum malus untuk

mengidentifikasi sifat polarisasi cahaya. Pendekatan hukum malus tersebut

berhubungan dengan intensitas cahaya yang masuk ke polaroid dan intensitas

cahaya yang keluar polaroid. Agar data hasil eksperimen lebih smooth, maka

digunakan dua buah polaroid yang di pasang sejajar dalam eksperimen ini.

Polaroid pertama disebut sebagai polarisator yang berfungsi mengubah cahaya tak

terpolerisasi menjadi cahaya terpolarisasi, sedangkan polaroid kedua disebut

sebagai analisator karena berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya

terpolarisasi yang dibentuk oleh polaroid pertama.

Pengembangan aplikatif dari polarisasi cahaya banyak memberikan

manfaat. Manfaat tersebut meliputi banyak bidang dalam kehidupan manusia,

misalnya dalam aplikasi dalam pengunaan kaca mata 3 dimensi dalam bidang

visual effect perfileman, kaca mata pelindung efek sinar ultra violet, bahan kristal

kalsit dan kuarsa dalam bidang fisika zat padat, dan lain sebagainya. Mengingat

sedemikian banyaknya manfaat aplikatif dari pengembangan sifat polarisasi

cahaya, maka eksperimen ini menjadi penting untuk dilakukan.


1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari eksperimen ini adalah,

1. Bagaimana grafik hubungan antara intensitas cahaya terpolarisasi terhadap

sudut analizer (θ) untuk Laser He-Ne dan cahaya biasa?

2. Bagaimana pengaruh bidang penunda (rhetarder) pada susunan eksperimen

dan jenis Cahaya terhadap nilai intensitas yang muncul?

3. Bagaimana Hubungan Antara Cahaya Terpolarisasi Sebelum dan Sesudah

Melewati Polarisator Ke-2?

4. Faktor Apa Saja Yang mempengaruhi Sifat dan Pola Polarisasi Pada Cahaya?

1.3 Tujuan

Dari rumusan masalah tersebut diatas maka tujuan eksperimen polarisasi cahaya

(hukum Malus) terdiri atas:

1. Mengetahui grafik hubungan antara intensitas cahaya terpolarisasi terhadap

sudut analizer (θ) untuk laser He-Ne dan Cahaya Biasa.

2. Mengetahui pengaruh adanya bidang penunda (rhetarder) pada susunan

eksperimen terhadap intensitas cahaya terpolarisasi.

3. Membandingkan intensitas cahaya terpolarisasi yang dihasilkan dari sumber

cahaya masukan He-Ne dengan cahaya biasa.

4. Mendapatkan Hubungan antara cahaya terpolarisasi Sebelum dan sesudah

melewati Polarisator Ke-2 .

5. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi sifat dan pola Polarisasi

pada cahaya.

1.4 Manfaat

Mengingat eksperimen ini memiliki manfaat dan kegunaan yang sangat luas

dalam banyak bidang kehidupan manusia, misalnya aplikasi pada kacamata sun

glass, fiber glass yang pada umumnya digunakan sebagai penghalang sinar UV,

selain itu juga terdapat pada sinar lampu, dan banyak lagi. Maka eksperimen ini

dapat menambah wawasan, pengetahuan, dan pengambangan dalam bidang optika

untuk kemajuan dan penemuan lebih lanjut.


BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Polarisasi merupakan proses pembatasan getaran vektor yang membentuk

suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Polarisasi hanya terjadi

pada gelombang transversal saja dan tidak dapat terjadi pada gelombang

longitudinal. Suatu gelombang transversal mempunyai arah rambat yang tegak

lurus dengan bidang rambatnya. Apabila suatu gelombang memiliki sifat bahwa

gerak medium dalam bidang tegak lurus arah rambat pada suatu garis lurus,

dikatakan bahwa gelombang ini terpolarisasi linear. Sebuah gelombang tali

mengalami polarisasi setelah dilewatkan pada celah yang sempit. Arah bidang

getar gelombang tali terpolarisasi adalah searah dengan celah. (Krane, 1992: 334-

335)

Polarisasi cahaya yang dipantulkan oleh permukaan transparan akan

maksimum bila sinar pantul tegak lurus terhadap sinar bias. Sudut datang dan

sudut pantul pada saat polarisasi maksimum disebut sudut Brewster atau sudut

polarisasi (iP). Berdasarkan hukum Malus, intensitas polarisasi dapat

digambarkan sebagai berikut:

(2.1)

Cahaya merupakan salah satu dari gelombang elektromagnetik yang

berosilasi secara transversal yang merupakan salah satu sifat unik yang dimiliki

oleh cahaya tersebut dan tidak dimiliki oleh gelombang pada umumnya, maka

dalam cahaya akan terjadi gejala difraksi serta interferensi didalamnya. Seperti

yang telah diketahui bahwa difraksi merupakan suatu gejala penyebaran arah yang

dialami oleh seberkas gelombang pada saat melewati celah sempit dibandingkan

dengan ukuran panjang gelombangnya. Inteferensi merupakan akibat bersama

yang ditimbulkan oleh beberapa gelombang cahaya, yang diperoleh dengan cara

menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut. (Soedojo, 1992: 78)


Polarisasi cahaya dibedakan atas tiga macam diantaranya adalah, cahaya

dikatakan mempunyai polarisasi linier apabila medan listriknya berosilasi

(bergetar) pada suatu garis lurus. Jika ujung vektor medan listriknya bergerak

pada suatu elips, maka cahayanya dikatakan terpolarisasi eliptik. Jika ujung

vektor medan listriknya bergerak pada suatu lingkaran, maka cahayanya

dikatakan terpolarisasi lingkaran. (Sutrisno, 1984: 114-115)

Polaroid adalah device (peralatan) yang mempunyai sifat mirip dengan

kawat sejajar untuk gelombang mikro. Device ini memiliki semacam lubang garis

memanjang yang memiliki kelebaran cukup kecil. Komponen medan listrik

disepanjang lubang diserap, dan komponen arah tegak lurus lubang diteruskan

dengan redaman sangat kecil. Jadi polaroid memiliki sumbu dalam bidangnya,

jika medan listrik gelombang cahaya sejajar dengan sumbu ini, maka cahaya

diteruskan dengan redaman sangat kecil. Dengan menggunakan dua buah

polaroid, cahaya keluaran akan lebih smooth. Polaroid pertama berfungsi untuk

menciptakan cahaya menjadi terpolarisasi linier, sehingga sering disebut dengan

plarisator. Polaroid kedua digunakan untuk menganalisa arah atau macam

polarisasi yang dihasilkanoleh polaroid pertama, sehingga disebut analisator.

(Bahrudin, 2006: 237)

Dalam hukum Malus, suatu polarisasi yang sempurna akan menghasilkan

50% intensitas cahaya tak terpolarisasi yang datang. Dianggap bahwa tidak ada

cahaya yang hilang oleh pantulan – pantulan dan rantai- rantai hidrokarbon

didalamnya benar-benar sejajar. Anggaplah bahwa komponen polarisasi yang

tidak diinginkan seluruhnya dapat diserap, sedangkan komponen polarisasi yang

diinginkan seluruhnya diteruskan. Jika suatu cahaya terpolarisasi linier dijatuhkan

tegak lurus terhadap polaroid, sedang arah polarisasi membuat sudut θ dengan

sumbu mudah polaroid, maka amplitudo yang diteruskan dadalah sebesar

proyaksi medan listrik pada sumbu mudah. Akibatnya intensitas cahaya yang

diteruskan menjadi :

𝐼0 = 𝐼𝑚 cos 2 (2.2)

Persamaan tersabut diatas dikenal dengan persamaan hukum Malus (Sutrisno,

1984: 119).


Bias ganda merupakan sifat yang dimiliki beberapa Kristal tertentu

(terutama kalsit) untuk membentuk dua sinar bias dari suatu sinar datang tunggal.

Sinar bias (ordinary ray) mengikuti hukum-hukum pembiasan normal. Sinar bias

lain, yang dinamakan sinar luar biasa (extraordinary ray), mengikuti hukum yang

berbeda. Kedua sinar tersebut bergerak dengan kelajuan yang sama, di mana

cahaya sinar biasa terpolarisasi tegak lurus terhadap cahaya sinar luar biasa.

Cahaya yang terpolarisasi bidang bisa diperoleh dari cahaya yang tidak

terpolarisasi dengan menggunakan bahan bias ganda yang disebut polaroid.

Polaroid terdiri atas molekul panjang yang rumit yang tersusun paralel satu sama

lain. Jika satu berkas cahaya terpolarisasi bidang jatuh pada polaroid yang

sumbunya membentuk sudut θ terhadap arah polarisasi datang, amplitudonya

akan diperkecil sebesar cos θ . Karena intensitas berkas cahaya sebanding dengan

kuadrat amplitudo, maka intensitas terpolarisasi bidang yang ditransmisikan oleh

alat polarisasi adalah:

(2.3)

dengan Io adalah intensitas datang.

Alat polarisasi menganalisis untuk menentukan apakah cahaya

terpolarisasi dan untuk menentukan bidang polarisasi adalah polaroid. Cahaya

yang tidak terpolarisasi terdiri atas cahaya dengan arah polarisasi (vektor medan

listrik) yang acak, yang masing-masing arah polarisasinya diuraikan menjadi

komponen yang saling tegak lurus. Ketika cahaya yang tidak terpolarisasi

melewati alat polarisasi, satu dari komponen-komponennya dihilangkan. Jadi,

intensitas cahaya yang lewat akan diperkecil setengahnya karena setengah dari

cahaya tersebut dihilangkan.

(2.4)

Hamburan didefinisikan sebagai suatu peristiwa penyerapan dan pemancaran

kembali suatu gelombang cahaya oleh partikel. Fenomena yang menerapkan

prinsip ini antara lain warna biru pada langit dan warna merah yang terlihat ketika

Matahari terbenam. Penghamburan cahaya oleh atmosfer bumi bergantung pada

panjang gelombang ( λ ). Untuk partikel-partikel dengan panjang gelombang yang


jauh dari panjang gelombang cahaya, misalnya molekul udara, hal itu tidak

menjadi rintangan yang terlalu besar bagi λ yang panjang dibandingkan dengan λ

yang pendek. Penghamburan yang terjadi berkurang menurut ¼ . Matahari

memberikan sinar putih yang dihamburkan oleh molekul udara ketika memasuki

atmosfer bumi. Sinar biru dihamburkan lebih banyak daripada warna lain,

sehingga langit tampak berwarna biru. Ketika Matahari terbenam, berada di

kerendahan langit, cahaya dari akhir spektrum biru dihamburkan. Matahari

terlihat berwarna kemerahan karena warna dari akhir spektrum lewat ke mata kita,

tetapi warna biru lolos. Proses penghamburan yang terjadi menjelaskan polarisasi

cahaya langit.


BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalan eksperimen polarisasi cahaya

(hukum Malus) ini adalah sebagai berikut :

1. Meja Optik (OS-9103) sebagai tempat eksperimen dilaksanakan.

2. Sumber laser He-Ne (OS-9171) berfungsi sebagai sumber cahaya yang

akan digunakan dalam eksperimen polarisasi cahaya.

3. Bangku laser He-Ne (OS-9172) memiliki fungsi sebagai tempat

meletakkan laser He-Ne.

4. Sumber cahaya biasa/incandescent light source (OS-9102B) berfungsi

sebagai sumber cahaya yang akan digunakan dalam eksperimen polarisasi

cahaya.

5. Angular Translator (OS-9106A) berfungsi sebagai tempat meletakkan

analizer.

6. 3 buah holder (OS9107) berfungsi sebagai tempat meletakkan, polarizer,

analizer dan rhetarder.

7. 3 buah polarizer (OS-9109) berfungsi untuk menciptakan cahaya menjadi

terpolarisasi linier.

8. Penunda (retarder) 140 nm (OS-9110) berfungsi mennunda cahaya yang

akan dipolarisasikan.

9. Bidang akrilik/acrylic plate (OS-9129)

10. Cermin datar/flat front surface mirror (OS-9136) digunakan sebagai

penghalang polarisasi cahaya.

11. Layar pengamatan (OS-9138) berfungsi sebangai tempat mengamati hasil

keluaran.

12. Photometer (OS-912B) berfungsi sebagai pengukur besarnya intensitas

cahaya yang dihasilkan.


3.2 Langkah Kerja

Langkah kerja dalam eksperimen polarisasi cahaya (hukum Malus) yaitu :

3.2.1 Polarisasi cahaya (Hukum Malus)

1. Peralatan eksperimen disusun seperti Gambar 3.2.1. Sumber laser He-

Ne diletakkan pada bangku. Polarizer diletakkan pada holder di depan

laser sehingga berkas dapat melewati polarizer tersebut, sudut 0°

diarahkan pada polarizer vertikal ke atas.

2. Analyzer diletakkan pada bangku putar dan layar pengamatan pada

holder bergerak dan posisi lengan diatur sehingga berkas laser

mengenai permukaan layar. Sudut 0° analyzer diarahkan sejajar

dengan polarizer.

3. Sudut analyzer diubah secara perlahan dengan memutarnya dan

perubahan intensitas bayangan pada layar tersebut diamati. Kemudian

probe fotometer diletakkan pada meja putar. Intensitas cahaya yang

ditransmisikan oleh analyzer melalui fotometer diamati.

4. Langkah selanjutnya intensitas diukur sebagai fungsi sudut antara

polarizer dan analyzer. Layar dipindahkan dan probe fiber optik untuk

fotometer diletakkan. Sudut analyzer diputar pada angka 10° dan catat

intensitas berkas yang ditransmisikan oleh analyzer. Lakukan

pemutaran sampai dengan sudut 90o dan intensitasnya dicatat sebagai

fungsi sudut yang berbeda-beda.

5. Polarizer ketiga diletakkan pada holder di antara kedua polarizer

pertama dan kedua pada satu arah dimana sumbu polarizer ketiga

membentuk sudut 45o terhadap polarizer pertama. Laser dipindahkan

dan gunakan sumber cahaya biasa. Langkah 4 dilakukan untuk sumber

cahaya biasa (incandescent light source).

3.2.2 Bidang Penunda/Retarder

1. Polarizer diletakkan pada holder dan bidang penunda 140 nm pada

holder yang sama sehingga sumbu 0o

bidang penunda membentuk

sudut 45o terhadap sumbu 0

o polarizer.


2. Susunan ini diletakkan pada bangku sehingga bagian depan polarizer

berhadapan dengan berkas laser.

3. Analiser diletakkan dan layar pengamatan digunakan untuk

menentukan apakah berkas yang diteruskan melalui kombinasi

polarizer dan bidang penunda ini mengalami polarisasi.

4. Layar pengamatan dipindahkan dan probe fotometer diletakkan di

depan analyzer. Intensitas cahaya transmisi diukur untuk beberapa

variasi sudut analyzer.

5. Cermin datar diletakkan disebelah kanan kombinasi polarizer penunda.

Cermin ini akan merefleksikan cahaya transmisi balik menuju

kombinasi polarizer penunda.

6. Bidang penunda diputar dan intensitas bayangan tersebut diperhatikan.

Cahaya yang terpolarisasi melingkar dapat mempunyai arah melingkar

ke kanan atau melingkar ke kiri (bergantung pada kedudukan relatif

antara arah bidang penunda dan sumbu polarizer). Pada eksperimen

ini, cermin akan merubah bentuk polarisasi cahaya menjadi

terpolarisasi melingkar.

3.3 Metode Analisis

3.3.1 Tabel data hasil pengamatan

Sudut (θ) Intensitas 𝐼

0 ….lux

10 ….lux

20 ….lux

30 ….lux

40 ….lux

50 ….lux

60 ….lux

70 ….lux

80 ….lux


90 ….lux

3.3.2 Rumus dan ralat yang digunakan

Untuk meperoleh besarnya 𝐼 digunakan rumus sebagai berikut :

𝐼1 = 𝐼0𝑐𝑜𝑠2𝜃

𝛥𝐼 = 𝛴 𝐼 − 𝐼

𝑛 𝑛 − 1

2

𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =𝛴𝑖

𝑛

𝑛 𝐼

𝐼 = 𝐼𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 ± 𝛥𝐼

𝐼 =𝛥𝐼

𝐼𝑥100%

𝑘 = 100% − 1

3.3.3 Dengan analisa grafik

I

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐

θ

Dengan demikian dapat diketahui bahwa ralat grafik yang digunakan

adalah:

𝜎2𝑦 = 1

𝑁 𝑦𝑖 − 𝑐 − 𝑚𝑥 2

𝜎2𝑚 = 𝑁𝜎𝑦2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2

𝜎2𝑐 = 𝜎2𝑦𝛴𝑥𝑖

2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2


3.3.4 Gambar eksperimen

Gambar 3.1 Polarisasi cahaya tanpa bidang penunda

Gambar 3.2 Polarisasi cahaya dengan bidang penunda

Sumber cahaya Polarizer 1

Polarizer 2

(Analiser)

Layar

Fotometer

Layar

Sumber cahaya

Polarizer 1 Polarizer 2

(Analiser)

Bidang Penunda

Cermin


BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Dari eksperimen yang dilakukan, diperoleh data-data sebagai berikut:

1. Polarisasi sumber cahaya laser tanpa bidang pembatas (pembuktian hukum

malus) dengan menggunakan 2 buah Polaroid.

Gambar 4.1 Grafik pada laser tanpa bidang pembatas

Persamaan garis grafik diatas y = -0.372x + 38.38

Besar indeks bias medium pada satu atmosfir yaitu :

I = 16,44

I = 1,72

Besarnya I dan K adalah sebagai berikut:

I = 10,48 %

K = 89,52 %

2. Polarisasi sumber cahaya laser dengan menggunakan bidang pembatas sebagai

data pembanding:

Persamaan garis grafik yang didapat: y = -0.281x + 28.34

Besar indeks bias medium pada satu atmosfir yaitu :

I = 18,00

y = -0.372x + 38.38

0

10

20

30

0 20 40 60 80 100

Inte

nsi

tas

(lu

x)

Sudut Tetha (derajat)

Grafik Hubungan antara Intensitas dengan Sudut Analyzer


I = 0,745


I = 10,48 %

K = 89,52 %

Gambar 4.2 Grafik pada laser dengan bidang pembatas

3. Polarisasi sumber cahaya biasa dengan 2 polaroid sejajar:

Gambar 4.3 Grafik pada cahaya biasa tanpa pembatas

Persamaan garis grafik diatas y = -0.001x + 0.131

Dimana R² = 0.911, sehingga:


I = 4,32 %

y = -0.281x + 28.34

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100

Inte

nsi

tas

(lu

x)

Sudut Tetha (derajat)

Grafik Hubungan antara Intensitas dengan Sudut Analyzer

y = -0.001x + 0.131R² = 0.911

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0 50 100

Inte

nsi

tas

(lu

x)

Sudut (derajat)

Grafik Hubungan Perubahan Sudut (θ) dengan Intensitas Cahaya (lux)

Series1

Linear (Series1)


K = 95,68 %

4. Polarisasi sumber cahaya biasa dengan bidang pembatas:

Gambar 4.4 Grafik pada cahaya biasa dengan pembatas

Persamaan grafik diatas: y = -0.003x + 0.247, sehingga nilai R² = 0.968,

dimana besarnya I dan K adalah sebagai berikut:

I = 4,87 %

K = 95,13 %

4.2 Pembahasan

Dalam eksperimen ini, dilakukan pengamatan dan analisa terhadap

sifat-sifat polarisasi. Sifat-sifat polarisasi tersebut meliputi 4 variabel pengamatan

yaitu terhadap cahaya laser tanpa bidang pembatas, cahaya laser dengan bidang

pembatas, cahaya biasa tanpa bidang pembatas, dan cahaya biasa dengan bidang

pembatas. Perlakuan terhadap 4 variabel ini untuk mengamati sifat polarisasi

terhadap pengaruhnya pada jenis cahaya dan terhadap ada tidaknya bidang

pembatas pada medium cahaya yang melewati Polaroid.

Dari eksperimen yang dilakukan didapatkan bahwa hubungan antara sudut

yang dibentuk oleh Polaroid pertama dengan Polaroid kedua adalah berbanding

terbalik dengan nilai intensitas cahaya terpolarisasi yang terbentuk. Semakin besar

y = -0.003x + 0.247R² = 0.968

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0 50 100

Inte

nsi

tas

(lu

x)

Sudut (derajat)

Grafik Hubungan Perubahan Sudut (θ) dengan Intensitas Cahaya (lux)

Series1

Linear (Series1)


sudut yang dibentuk oleh Polaroid pertama maka semakin kecil nilai intensitas

yang dibentuk, bahkan ketika sudut mencapai 90 nilai intensitas sama dengan

nol. Sifat berbanding terbalik antara sudut yang dibentuk oleh Polaroid pertama

dengan Polaroid kedua ini berlaku untuk semua perlakuan variabel yang diuji

cobakan dalam eksperimen ini. Hal ini dikarenakan diperoleh pola yang sama

(yaitu pola grafik yang menurun) pada perlakuan polarisasi cahaya laser tanpa

bidang pembatas, cahaya laser dengan bidang pembatas, cahaya biasa tanpa

bidang pembatas, dan cahaya biasa dengan bidang pembatas.

Nilai intensitas cahaya terpolarisasi pada cahaya laser tanpa bidang

pembatas dengan cahaya laser dengan bidang pembatas menunjukkan bahwa

adanya bidang pembatas mengurangi intensitas cahaya laser terpolarisasi. Ini

misalnya dapat terlihat misalnya ketika sudut 40 menghasilkan intensitas 18 lux

pada cahya laser tanpa bidang pembatas, akan tetapi hanya menghasilkan 6 lux

pada cahaya laser dengan bidang pembatas. Dan, sifat tersebut ternyata juga

berlaku untuk cahaya biasa pada semua perlakuan yang dilakukan.

Sedangkan hubungan antara pola polarisasi antara sumber cahaya laser

dengan sumber cahaya biasa memberikan hasil bahwa jenis cahaya juga

memberikan pengaruh pada nilai intensitas dan pola polarisasi yang terbentuk.

Pengamatan kualitatif juga dilakukan dalam pemberian cermin pada depan

Polaroid kedua yang memberikan pola melingkar. Sehingga secara teoritis dan

kualitatif dapat diketahui bahwa pola melingkar menunjukkan bahwa ketika suatu

cahaya terpolarisasi dikembalikan ke bentuk asalnya akan menghasilkan kembali

cahaya tak terpolarisasi (cahaya sempurna).

Dengan demikian, terbukti hubungan antara intensitas cahaya masuk dan

intensitas cahaya terpolarisasi dapat dirumuskan sebagai:

𝐼1 = 1

2𝐼0 , dan

𝐼2 = 𝐼1 (cos )2 , sehingga:

𝐼2 = 1

2𝐼0(cos )2 (4.1)


BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pengolahan dan analisa data yang dilakukan

pada eksperimen ini adalah:

1. Grafik hubungan antara sudut analizer θ dengan intensitas cahaya terpolarisasi

untuk laser He-Ne dan cahaya biasa menunjukkan pola yang berbanding

terbalik, yaitu semakin besar sudut analizer maka nilai intensitas cencedurng

semakin mengecil.

2. Adanya bidang penunda (rhetarder) pada susunan eksperimen memiliki

pengaruh yang signifikan terhadap nilai intensitas Cahaya, dimana nilai

maksimum intensitas cahaya maupun nilai intensitas untuk masing-masing

sudut perlakuan pada eksperimen dengan bidang penunda bernilai lebih kecil

dibandingkan dengan eksperimen tanpa bidang penunda.

3. Perbedaan jenis cahaya tidak berpengaruh pada pola grafik hubungan antara

intensitas dengan sudut , akan tetapi memiliki perbedaan dalam nilai

intensitas pada masing-masing perlakuan sudut .

4. Hubungan antara cahaya terpolarisasi Sebelum dan sesudah melewati

Polarisator Ke-2 dirumuskan dengan 𝐼2 = 𝐼1 (cos)2.

5. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat dan pola Polarisasi pada cahaya

meliputi intensitas cahaya awal, sudut analizer yang dibentuk, dan ada tidak-

nya bidang batas.

5.2 Saran

Untuk mendapatkan data yang lebih smooth, ada beiknya memeriksa kalibrasi

awal, khususnya yang berhubungan dengan kesejajaran antara posisi plaroid

pertama, Polaroid kedua, sumber cahaya, dan layar pengamatan.


DAFTAR PUSTAKA

A, Artoto & R, Lutfi. 2007. OPTIKA. Jakarta: Universitas Terbuka

Bahrudin, Drs. MM. 2006. Kamus Fisika Plus. Epsilon Group: Bandung

Halliday, Resnick.1986. Fisika jilid 2 edisi ketiga. Erlangga: Jakarta

Jurusan Fisika Fakultas FMIPA Universitas Jember. 2006. Buku Panduan

Eksperimen Fisika II (MAF 325). Lab Optoelektronik Fisika FMIPA

UNEJ: Jember

Soedojdo, Peter. 1992. Asas-Asas Fisika Optika. Universitas Gadjah Mada Press:

Yogyakarta

Tipler, Paul A.2001. Fisika untuk sains dan teknik jilid 2. Erlangga : Jakarta


PROFIL PENULIS

Nama : Abdus Solihin

T.T.L : Probolinggo, 31 Januari 1989

Web : http://www.elhobela.co.cc

Email : [email protected]

Pendidikan Formal:

1. TK Kemala Bahyangkari

2. SDN Sebaung III, lulus thn. 2001

3. SMPN 1 Gending, lulus thn. 2004

4. Jurusan Ilmu Alam SMAN 1 Gending, lulus thn. 2007

5. Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Jember, sedang ditempuh.

Pendidikan Informal:

1. Santri Masjid Fathullah Sebaung-Gending, thn. 2001-2004

2. Lembaga Bimbingan Belajar PRIMAGAMA, thn. 2006-2007

3. TOEFL Preparation Course 1 UPT of Language UNEJ, thn. 2008

Pengalaman:

1. Pramuka, thn. 2001

2. Seksi Keagamaan OSIS SMAN 1 Gending, thn. 2004-2007

3. Sekretaris 2 Forum Anak Kabupaten Probolinggo (dibawah naungan LPA

dan BAPPEDA Kab. Probolinggo), thn. 2005-2006

4. Perumus & Tim soal Olimpiade Fisika Tingkat SMA se-Jawa Timur,

FMIPA UNEJ, thn.2009

5. Seksi Acara sekaligus Moderator Seminar Nasional Teknologi Robotika

FMIPA UNEJ tahun 2009

6. Fasilitator Seminar "Temu Bocah" yang diselenggarakan LPA (Lembaga

Perlindungan Anak) Kab. Probolinggo, Agustus 2009.

7. Peserta Technical Assistance “Perancangan Media Promosi Berbasis

Teknologi Informasi dan Media Massa” Universitas Jember, 19-30 April

2010.

8. Beberapa seminar-seminar lokal, Nasional, dan Internasional.

Prestasi:

1. Sepuluh besar nilai tertinggi Ujian Akhir Nasional SMPN 1 Gending

tahun 2004

2. Juara Harapan lomba Apresiasi & Baca Puisi Tingkat Kabupaten

Probolinggo tahun 2006

3. Peserta English Debating Competition se-Kota dan Kabupaten

Probolinggo tahun 2007

4. Juara Harapan 1 Kompetisi Esai Ekonomi Islam Tingkat Mahasiswa se-

Jawa Timur tahun 2009

5. Juara 3 "Agribusiness Blog Competition" Tingkat Nasional, Agustus 2009

6. Pemenang Alnect Computer Blog Contest Yogyakarta, thn. 2009

7. Finalis Lomba Karya Kreatif Inovatif Mahasiswa UNEJ Bidang GKI

http://www.elhobela.co.cc/

STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENENTUAN SIFAT POLARISASI CAHAYA DENGAN KONSEP HUKUM MALUS

Documents

Transcript of STUDI EKSPERIMENTAL DALAM PENENTUAN SIFAT POLARISASI CAHAYA DENGAN KONSEP HUKUM MALUS