POLARISASI SINAR LASER HE-NE

A.    Tujuan.

Memahami  dan menjelaskan  peristiwa  polarisasi pada sinar laser he-ne.

B.     Dasar teori

Pada tahun 1873, J.C Maxwell secara teori menjabarkan kemungkinan adanya gelombang

elektromagnetik di alam yang menjalar dengan kecepatan sebesar kecepatan cahaya. Kemudian secara umum eksperimen Heinrich Hertz pada tahun 1888, dengan memakai osilasi dipol listrik berhasil memperoleh gelombang elektromagnetik yaitu gelombang-mikro yang ternyata dapat dipantulkan, dibiaskan, difokuskan dengan lensa, dan seterusnya sebagaimana lazimnya.

Sejak itu, cahaya diyakini sebagai gelombang elektromagnetik transversal yang dimaksud dengan gelombang elektromagetik adalah gelombang medan listrik dan medan magnet. Artinya oleh adanya gelombang elektromagnetik maka kuat medan magnet dan kuat medan listrik disetiap titik yang dilalui gelombang elektromagnetik itu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik dan perubahan itu dijalankan sepanjang arah menjalarnya gelombang. Untuk  menjalarnya gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium dan bahkan adanya medium maka menghambat menjalarnya gelomabng elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik dapat dipantulkan dan ditransmisikan, dari pemantulan tersebut dapat terpolarisasi bidang. Gelombang elektromagnetik dikatakan terpolarisasi bidang apabila bidang getar gelombang medan listrik dan medan magnetnya tertentu. Pada umumnya gelombang terdiri dari sinar-sinar dari berbagai kemungkinan bidang getar bagi medan listrik dan medan magnetnya , bidang getar itu dinamakan bidang polarisasi. Dengan kata lain, polarisasi adalah peristiwa  terjadinya perubahan arah medan listriknya menjadi searah dengan mengabaikan arah dari medan magnet. Dengan prinsip polarisasi tersebut dilakukan pada percobaan polarisasi (hokum Malus) dengan menggunakan laser He-Ne sabagai sumber cahaya yang termasuk dalam gelombang elektromagnetik. Untuk percobaan laser tanpa retarder sebagai pembuktian Hukum Malus dimana laser dilewatkan pada polrizer 1 dan diteruskan menuju polarizer 2 sebagai analyzer. Dan akan terlihat bayangan pada layar.

C.     Bahan dan alat

-kaca polarizer

-sinar laser he-ne

-layar

D.    Langkah-langkah  percobaan

a.       Menyiapkan sinar laser he-ne dan mengatur sinar agar sinarnya focus.

b.      Menyiapkan 2 kaca polarisator lalu sinar he-ne di arahkan ke kaca polarisator .

c.       Melakukan percobaan dengan variasi :

a.       Pertama menggunkan satu kaca polarisator.

b.      Menggunakan 2 kaca polarisator dan diputar-putar untuk mengetahui keadaan sinar pada intensitas maksimum dan minimum

d.      Menjelaskan peristiwa tersebut.

E.     Analisis percobaan

Kita ketahui bahwa cahaya merambat sebagai gelombang, namun cahaya termasuk dalam gelombang transversal atau longitudinal belum diketahui. Namun dengan peristiwa adanya polarisasi, maka dapat dipastikan bahwa cahaya termasuk dalam gelombang transversal, karena gelombang longitudinal tidak pernah mengalami polarisasi, dari penjelasan diatas sinar laser he-ne termasuk gelombang tranversal.

Polarisasi cahaya adalah : Pengkutuban dari pada arah getar dari gelombang transversal. (Dengan demikian tidak terjadi polarisasi pada gelombang longitudinal).

Berkas cahaya yang berasal dari sebuah sumber cahaya, mempunyai arah getar bermacam-macam, sinar semacam ini disebut sinar wajar.

Bila sinar wajar ini dikenakan pada permukaan pemantulan, permukaan pemantulan mempunyai kecenderungan untuk memantulkan sinar-sinar yang arah getarnya sejajar dengan cermin. Sampai pada suatu sudut datang tertentu, hanya satu arah getar saja yang dipantulkan, yaitu arah getar yang sejajar bidang cermin. Sudut ini disebut sudut polarisasi dan sinar yang mempunyai satu arah getar saja disebut : sinar polarisasi atau cahaya terpolarisasi linier.

Pada percobaan kami menjelaskan peristiwa polarisasi pada sinar he-ne yang ditembakkan ke polizer  tetapi tidak mengukur intensitas sinar yang terpolarisasi sehingga pada praktikum ini tidak ada data yang diperoleh.

       Cahaya sinar laser tak terpolarisasi datang pada lembar polaroid pertama disebut POLARISATOR, dengan sumbu polarisasi ditunjukkan oleh garis-garis pada polarisator. Kemudian dilewatkan pada polaroid kedua yang disebut ANALISATOR. Maka intensitas sinar yang diteruskan oleh analisator I, dapat dinyatakan sebagai :

I = θ cos2 q

 

                                                                             

                                                                             

Dengan I₀ adalah intensitas  gelombang dari polarisator yang datang pada analisator.Sudut q adalah sudut antara arah sumbu polarisasi dan polarisator dan analisator. Persamaan di atas dikenal dengan HUKUM MALUS, diketemukan oleh Etienne Louis Malus pada tahun 1809.

     Dari persamaan hukum Malus ini dapat disimpulkan :

1.      Intensitas cahaya yang diteruskan maksimum jika kedua sumbu polarisasi sejajar (q = 0⁰ atau q = 180⁰).

2.      Intensitas cahaya yang diteruskan = 0 (nol) (diserap seluruhnya oleh analisator) jika kedua sumbu polarisasi tegak lurus satu sama lain.

F.      Kesimpulan

Cahaya sinar laser he-ne dapat terpolarisasi karena cahayanya termasuk gelombang tranversal, diatas telah dijelaskan kriteria  cahaya yang dapat terpolarisasi, percobaan yang dilakukan berdasarkan hukum malus  dengang persamaan :

I = θ

                 Dari persamaan hukum Malus ini dapat disimpulkan :

1.      Intensitas cahaya yang diteruskan maksimum jika kedua sumbu polarisasi sejajar (q = 0⁰ atau q = 180⁰).

2.      Intensitas cahaya yang diteruskan = 0 (nol) (diserap seluruhnya oleh analisator) jika kedua sumbu polarisasi tegak lurus satu sama lain