Polarisasi Cahaya

Polarisasi cahaya adalah terserapnya sebagaian cahaya pada salah satu bidang getarnya. Polarisasi cahaya hanya dapat terjadi pada gelombang transversal. Jenis-jenis polarisasi di antaranya polarisasi linear, polarisasi sebagian, polarisasi lingkaran, dan polarisasi eliptik.

Jenis cahaya yang bergetar ada dua, yaitu sebagai berikut.

• Cahaya alam, yaitu cahaya yang bergetar dalam segala arah dan sama sifatnya.

Contoh:

• Cahaya terpolarisasi, yaitu cahaya yang bergetar pada salah satu bidang getar karena sebagian terserap.

Contoh:

Polirasi cahaya dapat terjadi karena faktor-faktor berikut.

Polarisasi Cahaya karena Pemantulan

Apabila sinar alam datang pada cermin datar dengan sudut datang, sinar yang dipantulkan sudah terpolarisasi linear.

Prinsip polarisasi karena pemantulan dimanfaatkan pada kaca mata pelindung dari matahari.

Polarisasi Cahaya karena Pembiasan

Berdasarkan hukum pemantulan dan pembahasan cahaya, diperoleh hubungan berikut.

Keterangan:

i =sudut datang

p = sudut pantul

r = sudut bias

Hukum Snellius tentang pembiasan:

sin i / sin r = n₁ /n₂ => sin i / sin (900 – i) = n₁ /n₂ => sin i/ cos i = n₁ /n₂

tan i = n₁ /n₂ atau i = arc tan n₁ /n₂ => Hukum Brewster

dengan

i = sudut polarisasi

n₁ dan n₂ = indeks bias mutlak medium 1 dan 2,

n₁₂ = n₁ /n₂ = indeks bisa relatif medium 2 terhadap medium 1.

Polarisasi Cahaya karena Pembiasan Ganda

Polarisasi pada pembiasan ganda terjadi pada kristal yang mempunyai dua nilai indeks bias.

• Sinar (1) disebut sinar biasa (ordinary) mengikuti hukum Snellius.
• Sinar (2) disebut sinar istimewa (extra ordinary) tidak mengikuti hukum Snellius.

Pembiasan ganda dapat terjadi pada kristal, seperti mika, kalsit, kristal gula, prisma nikol, kristal es, topas, dan kuarsa.

Polarisasi Cahaya karena Absorpsi Selektif

Untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi digunakan polaroid yang meneruskan gelombang-gelombang yang arah getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi dan menyerap gelombang-gelombang pada arah getar lainnya. Teknik ini disebut polarisasi absorpsi selektif.

Suatu polaroid ideal jika dapat meneruskan semua medan E yang sejajar dengan sumbu polarisasi dan menyerap semua medan listrik E yang tegak lurus sumbu polarisasi.

Polarisator  berfungsi untuk mengubah cahaya alam menjadi cahaya terpolarisasi. Analisator berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya terpolarisasi.

I = 50% => I = ½ I₀

I’ = I cos² θ

A’ = A cos θ = > A =  ½ A₀

dengan

I₀ = intensitas cahaya alam (mula-mula) (W/m²),

I =  intensitas cahaya terpolarisasi yang keluar dari polarisator (W/m²),

I’ = intensitas cahaya terpolarisasi yang keluar dari analisatot (W/m²),

A₀ = amplitudo cahaya alam (m),

A =  amplitudo cahaya terpolarisasi yang keluar dari polarisator (m),

A’ = amplitudo cahaya terpolarisasi yang keluar dari analisator (m), dan

θ = sudut antara polarisator adan analisator (^o).

Hamburan

Apabila cahaya alam datang pada suatu partikel (misal gas), elektron-elektron dalam partikel dapat menyerap dan memeancarkan kembali sebagian dari cahaya tersebut. Penyerapan dan pemancingan kembali cahaya oleh pertikel-pertikel disebut hamburan. Hamburan menyebabkan cahaya matahari yang mengenai mata pengamat di bumi terpolarisasi sebagian, seperti langit berwarna biru disebabkan oleh hamburan cahaya