Gelombang Cahaya | Fisika Kelas XII

Gelombang adalah sebuah getaran yang merambat. Secara umum, gelombang terbagi menjadi kelompok gelombang berdasarkan medium rambatnya. Gelombang yang membutuhkan medium dalam perambatannya disebut gelombang mekanik, contohnya: gelombang pada slinki, gelombang permukaan air, dan gelombang  bunyi. 

Sedangkan gelombang yang tidak memerlukan medium perambatan di sebut gelombang elektromagnetik, contohnya: gelombang cahaya, gelombang radio, dan sinar X . Dengan kata lain, gelombang elektromagnetik dapat merambat melalui vakum (hampa udara), sedangkan gelombang mekanik tidak.

Setelah sebelumnya dibahas mengenai gelombang mekanik dan gelombang bunyi, kali ini akan dibahas tentang gelombang cahaya yang termasuk ke dalam gelombang elektromagnetik.

Gelombang Cahaya

Gelombang cahaya merupakan gelombang elektromaknetik yang dapat dilihat oleh mata manusia. Gelombang cahaya memiliki frekuensi antara 4x1014 hertz-7,5.1014 hertz. Panjang gelombang cahaya biasa dituliskan dalam satuan nanometer (nm) karena nilainya yang sangat kecil. 1 nm sama dengan 0,000000001 meter atau setara dengan 10-9m.

Panjang gelombang cahaya tampak (visible light) di dalam ruang hampa, ataupun di udara yang berkisar antara 750 nm (cahaya merah frekuensi rendah) sampai dengan 400 nm (cahaya biru frekuensi tinggi). Pada ruang hampa, cahaya memiliki kecepatan 300 juta m/s atau 3,808 m/s yang biasa dikenal dengan kecepatan cahaya. 

Perbedaan frekuensi cahaya menyebabkan panjang gelombang yang berbeda pula. Jika frekuensi cahaya semakin besar, maka panjang gelombang akan semakin kecil. Cahaya berasal dari sumber cahaya seperti api, lampu, matahari, atau tubuh hewan seperti kunang-kunang.

Sifat Gelombang Cahaya

Gelombang cahaya memiliki empat karakteristik utama yang perlu dipahami, diantaranya yaitu:

Dispersi Cahaya

Dispersi merupakan pembiasan cahaya putih (cahaya polikromatik) menjadi komponennya yaitu cahaya monokromatik. Dispersi akan terjadi saat cahaya putih melewati medan pembias.

Kita dapat mengamati sifat cahaya ini dengan menggunakan prisma sebagai medan pembias. Pada prisma, cahaya yang masuk akan mengalami pembiasa dua kali, yakni saat masuk ke prisma dan saat keluar ke prisma.

Dapat dijumlahkan (interferensi) 

Interferensi cahaya adalah perpaduan dua atau lebih gelombang cahaya yang bertemu pada suatu titik. Hasil interferensi dapat saling menguatkan (konstruktif), dengan ditandai garis terang (untuk cahaya monokromatik), dan saling melemahkan (destruktif) yang ditandai dengan garis gelap. 

Agar dua cahaya dapat berinterferensi, kedua cahaya harus koheren atau memiliki frekuensi yang sama serta beda fase yang tetap. Interferensi cahaya dapat terjadi pada: - Celah ganda - Interferensi pada selaput tipis - Interferensi cincin Newton. 

Dapat mengalami pelenturan (difraksi) 

Difraksi dapat terjadi apabila sebuah gelombang permukaan air tiba pada suatu celah yang sempit, gelombang ini akan mengalami lenturan atau pembelokan sehingga terjadi gelombang-gelombang setengah lingkaran yang melebar di daerah belakang celah tersebut. 

Terdapat beberapa peristiwa difraksi yang terjadi, di antaranya: 

- Difraksi cahaya pada celah tunggal 

- Difraksi cahaya pada celah banyak (kisi difraksi) 

- Difraksi terhadap perbesaran alat optic (difraksi pada celah berlubang). 

Polarisasi (pengkutuban) 

Polarisasi merupakan peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya secara acak menjadi satu arah getar. Polarisasi gelombang menunjukkan arah medan listrik pada suatu titik yang dilewati oleh gelombang tersebut. 

Jenis polarisasi antena dapat dikategorikan berdasarkan pola pada bidang yang tegak lurus atau normal dengan sumbu propagasi. Gelombang yang dapat mengalami polarisasi hanya gelombang transversal yang mempunyai arah getaran tegak lurus dengan arah perambatannya. 

Terdapat beberapa cara yang agar cahaya dapat terpolarisasi, di antaranya:

 - Polarisasi karena pemantulan 

- Polarisasi karena pemantulan dan pembiasan 

- Polarisasi karena penyerapan selektif 

- Polarisasi karena hamburan.