WARNA CAHAYA MATAHARI

Cahaya putih matahari terdiri daripada tujuh warna iaitu:

1. Merah
2. Jingga
3. Kuning
4. Hijau
5. Biru
6. Biru tua (Indigo)
7. Ungu

Apabila ketujuh-tujuh warna ini bercampur, cahaya putih dihasilkan. Warna-warna dalam cahaya putih matahari boleh dipecahkan dengan menggunakan prisma menjadi jalur warna. Jalur warna ini dikenali sebagai spektrum. Pemecahan cahaya putih kepada spektrum ini dikenali sebagai penyerakan cahaya. Pelangi ialah spektrum yang terbentuk secara semula jadi. Pelangi terbentuk selepas hujan, apabila cahaya matahari dibiaskan oleh titisan air hujan. Titisan air hujan bertindak sebagai prisma yang menyerakkan cahaya matahari kepada tujuh warna.

Penyerakan Cahaya Putih Matahari

Spektrum warna terbentuk kerana cahaya yang berlainan warna terbias pada sudut yang berlainan. Cahaya ungu terbias dengan paling banyak. Cahaya merah terbias dengan paling sedikit. Warna-warna spektrum boleh digabungkan semula bagi menghasilkan cahaya putih dengan menggunakan dua prisma.

Teori tentang cahaya

Teori kurun ke-10

Saintis Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham (965-c.1040), juga dikenali sebagai Alhazen, mengasaskan teori umum yang menjelaskan tentang penglihatan, menggunakan geometri dan anatomi, yang menyatakan bahawa setiap titik pada kawasan yang disinari atau objek, memancarkan sinaran cahaya ke semua arah, tetapi hanya satu sinaran dari setiap titik, yang mengenai mata pada sudut tepat, dapat dilihat. Sinaran-sinaran lain yang mengenai mata pada sudut yang berbeza tidak dapat dilihat. Dia menggunakan contoh daripada kamera lubang jarum, yang menghasilkan imej songsang, untuk menyokong hujahnya. Alhazen menganggap bahawa sinaran cahaya ialah arus zarah-zarah seni yang bergerak pada kelajuan terhad. Dia memperbaiki teori Ptolemy berkenaan pembiasan cahaya. Hasil kerja Alhazen tidak diketahui di Eropah sehingga lewat kurun ke-16.

Teori Zarah

Isaac Newton mencadangkan dalam bukunya Hypothesis of Light pada 1675 yang cahaya adalah terdiri daripada zarah halus (partikel jirim) yang mana memancar pada semua arah dari sumbernya. Teori ini boleh digunakan untuk menghujahkan pantulan cahaya, tetapi cuma boleh menerangkan pembiasan dengan secara tidak sebetulnya menganggap yang cahaya menjadi lebih laju semasa memasuki medium yang lebih tumpat kerana daya tarikan graviti adalah lebih kuat.–

Teori Gelombang (Ray)

Christian Huygens mencadangkan dalam abad ke-17 yang cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai siri-siri gelombang. Pandangan ini menggantikan teori zarah halus. Ini disebabkan oleh kerana gelombang tidak diganggu oleh graviti, ia telah dianggap yang gelombang menjadi perlahan ketika memasuki medium yang lebih tumpat. Teori gelombang ini menghujahkan yang gelombang cahaya akan berinterferens dengan gelombang cahaya yang lain, seperti juga gelombang bunyi (seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya boleh dikutubkan. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya, seperti juga gelombang bunyi, memerlukan medium untuk merambat. Satu kandungan hipotesis yang dipanggil luminiferous aether telah dicadangkan, tetapi kemudiannya tidak dipersetujui.

Teori Elektromagnet

Dalam tahun 1845 Faraday mendapati bahawa sudut pengutuban sinaran cahaya yang melalui bahan pengutub boleh diubah menggunakan medan magnet. Ini merupakan bukti pertama bahawa cahaya berkait dengan keelektromagnetan. Faraday mengusulkan, pada tahun 1847, bahawa cahaya ialah getaran elektromagnet frekuensi tinggi yang boleh merambat, malahan dalam ketiadaan medium seperti eter (aether).

Teori ini dicadangkan oleh James Clerk Maxwell pada pengakhiran abad ke-19, memperkatakan yang gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet jadi ia tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya dianggap yang gelombang cahaya disebarkan melalui rangka rujukan yang tertentu, seperti ether, tetapi relativiti khas manggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet menunjukkan yang sinaran boleh lihat adalah sebahagian daripada spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio dicipta berdasarkan teori ini dan masih lagi menggunakannya.

Kelajuan cahaya malar yang diramalkan dalam persamaan Maxwell adalah bertentangan dengan hukum mekanikal pergerakan yang tidak pernah disanggah semenjak zaman Galileo, yang menyatakan bahawa semua kelajuan adalah relatif kepada kelajuan pemerhati. Penyelesaian kepada pertentangan ini akan dijumpai oleh Albert Einstein.

Teori Kuantum

Ia telah dibangunkan pada kurun ke-19 oleh Max Planck, yang mencadangkan pada tahun 1900 yang sinaran cahaya adalah terdiri daripada paket (kuantum) tenaga yang dikenali sebagai foton. Jawatankuasa Nobel menghadiahkan Planck Anugerah Fizik pada 1918 untuk kerja-kerja beliau dalam penemuan teori kuantum, walaupun beliau bukannya orang yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.

Teori Kembaran Zarah-Gelombang

Teori kembaran zarah-gelombang menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan mencadangkan bahawa cahaya adalah zarah dan gelombang. Ini merupakan teori moden yang menerangkan bukan sahaja tentang sifat cahaya, malahan semua zarah. Ia diterangkan oleh Albert Einstein pada awal 1900, berdasarkan hasil kerjanya berkenaan kesan fotoelektrik, dan juga hasil kajian Planck. Einstein menunjukkan bahawa tenaga foton berkadar langsung dengan frekuensinya. Secara amnya, teori tersebut menyatakan bahawa setiap benda mempunyai sifat zarah, dan sifat gelombang, dan pelbagai eksperimen boleh dijalankan untuk menunjukkan sifat-sifat tersebut. Sifat zarah lebih mudah dikesan sekiranya objek tersebut memiliki jisim yang besar, oleh sebab itu hanya pada 1924 dalam eksperimen yang dijalankan oleh Louis de Broglie, bahawa elektron dijumpai memiliki sifat kembaran gelombang-zarah. Einstein menerima Hadiah Nobel pada 1921 untuk hasil kerjanya berkenaan kembaran gelombang-zarah bagi zarah foton, dan de Broglie pula menerimanya pada tahun 1929 untuk penyambungan kajian bagi zarah-zarah lain.

Panjang gelombang nampak

Cahaya nampak adalah sebahagian daripada spektrum yang mempunyai panjang gelombang antara lebih kurang 400 nanometer (kependekannya ialah nm) dan 800 nm (dalam udara). Cahaya boleh dipecahkan oleh frekuensinya. Frekuensi dan panjang gelombang adalah berkadar terus.

Kelajuan cahaya

Lihat Halaju cahaya. Walaupun beberapa orang berkata tentang “halaju cahaya”, perkataan halaju sepatutnya ditinggalkan untuk kuantiti vektor (dikaitkan dengan arah). Kelajuan cahaya adalah kuantiti skalar (ia tidak mempunyai arah), oleh itu kelajuan adalah istilah yang lebih tepat.

Formula-kelajuan-cahaya

v = λf,

Dimana λ adalah panjang gelombang, f adalah frekuensi, v adalah kelajuan cahaya. Kalau cahaya bergerak di dalam vakum, jadi v = c, jadi

c = λf,

di mana c adalah kelajuan cahaya. Kita boleh menerangkan v sebagai

v = \frac{c}{n}

di mana n adalah pemalar (indek biasan) yang mana adalah sifat bahan yang dilalui oleh cahaya.

Perubahan dalam kelajuan cahaya

Semua cahaya bergerak pada kelajuan yang terhingga. Walaupun seseorang pemerhati bergerak dia akan sentiasa mendapati kelajuan cahaya adalah c, kelajuan cahaya dalam vakum, adalah c = 299,792,458 meter per saat (186,282.397 batu per saat); walau bagaimanapun, apabila cahaya melalui objek yang boleh ditembusi cahaya seperti udara, air dan kaca, kelajuannya dikurangkan , dan ia mengalami pembiasan. Iaitu n=1 dalam vakum dan n>1 di dalam jirim.

Sejarah pengukuran kelajuan cahaya

Kelajuan cahaya telah diukur banyak kali oleh ahli fizik. Pengukuran awalan yang paling baik adalah dilakukan oleh Olaus Roemer (ahli fizik Denmark), dalam 1676. Beliau telah mencipta kaedah mengukur kelajuan cahaya. Beliau mendapati dan telah mencatatkan pergerakan planet Musytari dan satu daripada bulannya dengan menggunakan teleskop. Adalah mungkin untuk mengira masa kitaran bulan tersebut disebabkan oleh digerhanakan oleh Musytari pada masa kitaran yang biasa. Roemer telah mendapati yang bulan tersebut mengorbit Musytari sekali setiap 42-1/2 jam apabila Bumi adalah paling hampir dengan Musytari. Masalahnya adalah apabila Bumi dan Musytari berjauhan, putaran orbit bulan tersebut kelihatan bertambah. Ini menunjukkan cahaya memerlukan lebih masa untuk samapai ke Bumi. Kelajuan cahaya dikira dengan menganalisa jarak antara planet pada masa masa tertentu. Roemer mencapai kelajuan 227,000 kilometer sesaat (sekitar 141,050 batu sesaat).

Albert A. Michelson memperbaiki hasil kerja Roemer pada tahun 1926. Dia menggunakan cermin berputar untuk mengukur masa yang di ambil cahaya untuk pergi balik dari Gunung Wilson ke Gunung San Antonio di California. Ukuran jitu menghasilkan kelajuan 186,285 batu/sesaat (299,796 kilometer/sesaat). Dalam penggunaan harian, jumlah ini dibundarkan kepada 186,000 batu/sesaat dan 300,000 kilometer/sesaat.

Optik

Kajian mengenai cahaya dan interaksi cahaya dengan jirim dikenali sebagai optik. Pemerhatian dan kajian mengenai fenomena optik seperti pelangi menyumbangkan pelbagai maklumat sifat semulajadi cahaya serta keseronokan.

Warna dan panjang gelombang

Panjang gelombang yang berbeza-beza diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai warna, daripada merah bagi panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga ke ungu bagi panjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Frekuensi-frekuensi perantaraan dilihat sebagai jingga, kuning, hijau, biru, dan, secara konvensionalnya, indigo. Frekuensi-frekuensi sejurus selepas julat penglihatan manusia dikenali sebagai ultraungu (UV) pada penghujung frekuensi tinggi dan inframerah (IR) pada yang rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat IR, namun kita dapat mengesannya melalui reseptor-reseptor kulit sebagai haba. Kamera yang mengesan IR dan menukarnya kepada cahaya nampak adalah dipanggil kamera night-vision. Sinaran UV tidak dapat dikesan oleh manusia kecuali dalam cara yang agak lambat, iaitu dedahan berlebihan kulit terhadap cahaya UV boleh menyebabkan kulit terbakar, atau barah kulit. Sesetengah jenis binatang, seperti lebah, boleh melihat sinaran UV manakala ular kapak boleh melihat IR menggunakan lubang-lubang yang terdapat pada kepalanya.

Pengukuran cahaya

Kuantiti-kuantiti dan unit-unit berikut digunakan untuk mengukur cahaya

* kecerahan (atau suhu)
* pencahayaan (unit SI: lux)
* fluks berkilau (unit SI: lumen)
* keamatan berluminositi (unit SI: kandela)

Juga lihat: Fotometri

Sumber cahaya

* radiasi termal (sinaran jasad hitam)
o mentol lampu pijar
o cahaya matahari
o nyalaan partikel pepejal berkilau (lihat api)
* spektrum atom pancaran (garis pancaran sama ada terangsang atau spontan (serta-merta))
o laser dan maser (pancaran terangsang)
o Diod pemancar cahaya (LED)
o lampu nyahcas gas (lampu-lampu neon, lampu raksa, dsb)
o nyalaan (cahaya daripada gas panas, juga lihat di atas)
* pecutan bebas zarah bercas (biasanya elektron)
o radiasi siklotron
o radiasi Bremsstrahlung
o radiasi Cherenkov
* kemopendarcahaya (chemoluminescence)
* pendafluor
* pendarfosfor
o tiub sinar katod
* biopendarcahaya (bioluminescence)
* sonopendarcahaya (sonoluminescence)
* tribopendarcahaya (triboluminescence)
* reputan radioaktif
* pemusnahan zarah-antizarah

ALAT SAMBUNG DAN ALAT UKUR SERAT OPTIK

Fiber Optik 2 / Alat Sambung dan Alat Ukur Serat Optik

Alat sambung (Fusion Splicer) dan alat ukur Serat Optik (OTDR) merupakan salah satu perangkat pendukung dalam operasional pengelolaan jaringan access Serat Optik 

Untuk keperluan Operasional dan Maintenance (O&M)Network Element yang beroperasi menggunakan jaringan acccess Serat Optik,  maka sangat penting peranan alat sambung dan alat ukur Serat Optik.

Jaringan access Serat Optik  sebagai media transport untuk layanan broadband maupun narrowband sering mengalami gangguan, yaitu berupa putusnya Kabel serat optik sehingga mengakibatkan terjadinya Perhubungan Putus (PERPU) pada perangkat terminal yang mensupply port maupun data . Maka untuk membantu trouble shooting pada jaringan access Serat Optik  dapat segera dilakukan penanggulangan, baik berupa pencarian (searching) lokasi putusnya kabel  penyambunganm kabel Serat Optik .

Alat Sambung Serat Optik (Fusion Splicer)

Fusion Splicer

Alat sambung Serat Optik  dikenal dengan sebutan FUSION SPLICER yaitu suatu alat yang digunakan untuk menyambungcore Serat Optik  yang berbasis kaca yang mengimplementasikan daya listrik yang sudah dirubah menjadi sebuah media sinar berbentuk sinar laser yang berfungsi memanasi kaca yang putus pada core sehingga terhubung kembali secara baik. Alat sambung splicer ini harus memiliki keakuratan tinggi sehingga pada saat penyambungan (splicing) bisa mendekati sempurna, karena proses terjadinya pengelasan media kaca terjadi proses peleburan kaca yang menghasilkan suatu media yang tersambung dengan utuh tanpa adanya celah karena memiliki karakter media yang memiliki senyawa yang sama.  Penyambungan bisa saja tidak utuh,  karena tidak mengikuti prosedur penyambungan yang benar. Bila hal ini terjadi maka proses penyambungan harus diulangi lagi, hingga mendekati redaman yg sekecil-kesilnya (dibawah 0.2 dB)

Penyambungan melalui pengelasan oleh alat sambung harus mengikuti peraturan-peraturan dan kebersihan yang ketat yang harus dipatuhi oleh seorang teknisi karena bila terjadi pelanggaran-pelanggaran yang disengaja untuk memudahkan proses penyambungan maka akan mengakibatkan hasil kerja tidak sempurna karena akan menghasilkan suatu nilai dari alat sambung yang menunjukkan Bit Error Rate ( BER ) yang tinggi bila dipaksakan dipergunakan akan mengakibatkan alur transmisi ke perangkat akan tidak sempurna karena memiliki resistansi.

Alat ukur Serat Optik (OTDR)

OTDR

Alat utama atau tools utama yang sangat dibutuhkan dalam melaksanakan trouble shooting untuk gangguan yang terjadi pada jaringan akses Serat Optik   karena tanpa menggunakan alat ukur Serat Optik   tidak bisa melakukan apa-apa terhadap gangguan yang terjadi.

Alat ukur Serat Optik  disebut dengan nama OTDR ( Optical Transmission Digital Reflektometer ) merupakan alat untuk mendeteksi kontinuitas suatu kabel Serat Optik  dalam jarak tertentu sehingga bisa menghasilkan jarak dari dua sisi yang merupakan ukuran gangguan yang terjadi sehingga trouble shooting dapat dilaksanakan dengan baik karena akan dengan mudah menentukan letak lokasi gangguan yang terjadi dengan referensi jarak hasil ukur dari perangkat alat ukur OTDR.

Dalam pelaksanaan Operation & Maintenance jaringan akses Serat Optik  harus mutlak tersedia tools untuk menentukan dan melaksanakan trouble shooting pada gangguan yang terjadi pada jaringan akses Serat Optik , sehingga dengan secepatnya gangguan dapat ditanggulangi dengan waktu yang tidak terlalu lama.

Dan untuk tindak lanjut dalam hasil pelaksanaan trouble shooting maka harus segera disiapkan tools kedua yang merupakan implementasi dari pelaksanaan penyelesaian gangguna yang terjadi dengan menggunakan alat sambung yang bernama Splicer dengan accessories yang lengkap termasuk tools kit pendukung sehingga pelaksanaan penanggulangan gangguan akan ditekan waktunya secepat mungkin

Langkah-Langkah penyambungannya adalah sebagai berikut:

1. masukkan kabel fiber ptik ke tempat sambungan seperti OTB (Optical Termination Board) atau joint clousure kabel fiber optic memiliki lapisan2 sehingga untuk menyambung kita perlu mengupas lapisan2 tersebut sehingga berbentuk seperti ini,
    
2. stelah acara kupas mengupas selesai langkah selanjut'y adalah menyambung Fiber Optic tersebut
   biasanya ujung kabel Fiber Optic akan dibersihkan dengan alkohol 96% dan setelah itu baru siap disambungkan
   sebelum menyambung terlebih dulu masukkan salah satu ujung kabel Fiber Optic tersebut ke dalam Protection sleve, bentuknya seperti sedotan berfungsi melindungi sambungan. siapkan alat masukkan kedua ujung kabel ke alat bernama Splicer dan tutup alat tersebut,biarkan bekerja dan anda akan mendapatkan hasil bahwa kabel tersebut tersambung sempurna dan mendapatkan hasil 0,01 - 0,05 dB di alat ukur batas normal. dan setelah penyambungan selesai paasang prtection Slve yg telah dimasukkan tadi untuk kemudian dipanaskan di alat Splicer itu.

Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya terjadi jika dua (atau lebih) berkas cahaya kohern dipadukan. Di bagian ini kita akan mempelajari interferensi antar dua gelombang cahaya kohern. 

Dua berkas cahaya disebut kohern jika kedua cahaya itu memeiliki beda fase tetap. Interferensi destruktif (saling melemahkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya berbeda fase 180^o. Sedangkan interferensi konstruktif(saling menguatkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya sefase atau beda fasenya nol. 

Interferensi destruktif maupun interferensi konstruktif dapat diamati pada pola interferensi yang terjadi.

Pola interferensi dua cahaya diselidiki oleh Fresnel dan Young. Fresnel melakukan percobaan interferensi dengan menggunakan rangkaian dua cermin datar untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern dan sebuah sumber cahaya di depan cermin. Young menggunakan celah ganda untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern.

1. Percobaan Fresnel

Pada gambar diatas, sumber cahaya monokromatis S₀ ditempatkan di depan dua cermin datar yang dirangkai membentuk sudut tertentu. Bayangan sumber cahaya S₀ oleh kedua cermin, yaitu S₁dan S₂ berlaku sebagai pasangan cahaya kohern yang berinterferensi. Pola interferensi cahaya S₁dan S₂ditangkap oleh layar.

Jika terjadi interferensi konstruktif, pada layar akan terlihat pola terang. Jika terjadi interferensi destruktif, pada kayar akan terlihat pola gelap.

 2. Interferensi celah ganda Young

Pada eksperimen Young, dua sumber cahaya kohern diperoleh dari cahaya monokromatis yang dilewatkan dua celah. Kedua berkas cahaya kohern itu akan bergabung membentuk pola-pola interferensi.

Inteferensi maksimum (konstruktif) yang ditandai pola terang akan terjadi jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Ingat kembali bentuk sinusoidal fungsi gelombang berjalan pada grafik simpangan (y) versus jarak tempuh (x). Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang adalah nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya.

Berdasarkan gambar di atas, selisih lintasan antara berkas S₁dan d sin θ, dengan d adalah jarak antara dua celah.

Jadi interferensi maksimum (garis terang) terjadi jika

d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …

Pada perhitungan garis terang menggunakan rumus di atas, nilai n = 0 untuk terang pusat, n = 1 untuk terang garis terang pertama, n = 2 untuk garis terang kedua, dan seterusnya.

Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika selisih lintasan kedua sinar merupakan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang. Diperoleh,

d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …

Pada perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas, n = 1 untuk terang garis gelap pertama, n = 2 untuk garis gelap kedua, dan seterusnya. Tidak ada nilai n = 0 untuk perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas.

3. Interferensi pada lapisan tipis

Interferensi dapat terjadi pada lapisan tipis seperti lapisan sabun dan lapisan minyak. Jika seberkas cahaya mengenai lapisan tipis sabun atau minyak, sebagian berkas cahaya dipantulkan dan sebagian lagi dibiaskan kemudian dipantulkan lagi. Gabungan berkas pantulan langsung dan berkas pantulan setelah dibiaskan ini membentul pola interferensi.

Seberkas cahaya jatuh ke permukaan tipis dengan sudut datang i. Sebagian berkas langsung dipantulkan oleh permukaan lapisan tipis (sinar a), sedangkan sebagian lagi dibiaskan dulu ke dalam lapisan tipis dengan sudut bias r dan selanjutnya dipantulkan kembali ke udara (sinar b).

Sinar pantul yang terjadi akibat seberkas cahaya mengenai medium yang indeks biasnya lebih tinggi akan mengalami pembalikan fase (fasenya berubah 180^o), sedangkan sinar pantul dari medium yang indeks biasnya lebih kecil tidak mengalami perubahan fase. Jadi, sinar a mengalami perubahan fase  180^o, sedangkan sinar b tidak mengalami perubahan fase. Selisih lintasan antara a dan b adalah 2d cos r.

Oleh karena sinar b mengalami pembalikan fase, interferensi konstruktif akan terjadi jika selisih lintasan kedua sinar sama dengan kelipatan bulat dari setengah panjang gelombang (λ). Panjang gelombang yang dimaksud di sini adalah panjang gelombang cahay pada lapisan tipis, bukan panjang gelombang cahaya pada lapisan tipis dapat ditentukan dengan rumus:

λ = λ₀/n.

Jadi, interferensi konstruktif (pola terang) akan terjadi jika

2d cos r = (m – ½ ) λ ; m = 1, 2, 3, …

dengan m = orde interferensi.

interferensi destruktif (pola gelap) terjadi jika

2d cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, 3, …

4. Cincin Newton

Fenomena cincin Newton merupakan pola interferensi yang disebabkan oleh pemantulan cahaya di antara dua permukaan, yaitu permukaan lengkung (lensa cembung) dan permukaan datar yang berdekatan. Ketika diamati menggunakan sinar monokromatis akan terlihat rangkaian pola konsentris (sepusat) berselang-seling antara pola terang dan pola gelap.

Jika diamati dengan cahaya putih (polikromatis), terbentuk pola cincin dengan warna-warni pelangi karena cahaya dengan berbagai panjang gelombang berinterferensi pada ketebalan lapisan yang berbeda. Cincin terang terjadi akibat interferensi destruktif.

Cincin di bagian luar lebih rapat dibandingkan di bagian dalam. Dengan R adalah jari-jari kelengkungan lensa, dan panjang gelombang cahaya dalam kaca adalah λ, radius cincin terang ke-n, yaitu r_n dapat dihitung dengan rumus

dengan m = 1, 2, 3, … adalah nomor urut cincin terang.

Sedangkan radius cincin gelap ke-n, yaitu  r_n dapat dihitung dengan rumus

dengan m = 1, 2, 3, … adalah nomor urut cincin gelap.

Perlu diingat bahwa panjang gelombang λ pada persamaan di atas adalah panjang gelombang cahaya dalam kaca (lensa) yang dapat dinyatakan dengan: λ = λ₀/r, di mana λ₀ adalah panjang gelombang cahaya di udara dan n adalah indeks bias kaca (lensa).

Polarisasi Cahaya

Polarisasi cahaya atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yang bergerak secara oscillasi dan menuju arah tertentu. Karena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini mempunyai medan listrik, E dan juga merupakan medan magnet, H yang keduanya saling beroscilasi dan saling tegak lurus satu sama lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan (lihat gambar).

Sebagai gelombang transversal, cahaya dapat mengalami polarisasi. Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi (pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi) ganda dan hamburan.

1. Polarisasi karena refleksi

Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar biasnya membentuk sudut 90^o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku  i_p + r = 90° atau r = 90° – i_p  . Dengan demikian, berlaku pula

Jadi, diperoleh persamaan

Dengan n₂ adalah indeks bias medium tempat cahaya datang n₁ adalah medium tempat cahaya terbiaskan, sedangkan i_p adalah sudut pantul yang merupakan sudut terpolarisasi. Persamaan di atas merupakan bentuk matematis dari Hukum Brewster.

2. Polarisasi karena absorbsi selektif

Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan menyerap cahaya dengan arah getar yang lain. Cahaya yang diteruskan adalah cahaya yang arah getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi polaroid.

Seberkas cahaya alami menuju ke polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal yaitu hanya komponen medan listrik E yang sejajar sumbu transmisi. Selanjutnya cahaya terpolarisasi menuju analisator. Di analisator, semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap, hanya komponen E yang sejajar sumbu analisator diteruskan. Sehingga kuat medan listrik yang diteruskan analisator menjadi:

E₂ = E cos θ

Jika cahaya alami tidak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas I₀, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator adalah:

I₁ = ½ I₀

Cahaya dengan intensitas I₁ ini kemudian menuju analisator dan akan keluar dengan intensitas menjadi:

I₂ = I₁ cos²θ = ½ I₀ cos²θ

 3. Polarisasi karena pembiasan ganda

Jika berkas kaca dilewatkan pada kaca, kelajuan cahaya yang keluar akan sama ke segala arah. Hal ini karena kaca bersifat homogen, indeks biasnya hanya memiliki satu nilai. Namun, pada bahan-bahan kristal tertentu misalnya kalsit dan kuarsa, kelajuan cahaya di dalamnya tidak seragam karena bahan-bahan itu memiliki dua nilai indeks bias (birefringence).

Cahaya yang melalui bahan dengan indeks bias ganda akan mengalami pembiasan dalam dua arah yang berbeda. Sebagian berkas akan memenuhi hukum Snellius (disebut berkas sinar biasa), sedangkan sebagian yang lain tidak memenuhi hukum Snellius (disebut berkas sinar istimewa).

4. Polarisasi karena hamburan

Jika cahaya dilewatkan pada suatu medium, partikel-partikel medium akan menyerap dan memancarkan kembali sebagian cahaya itu. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh partikel-partikel medium ini dikenal sebagai fenomena hamburan.

Polarisasi cahaya atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yang bergerak secara oscillasi dan menuju arah tertentu. Karena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini mempunyai medan listrik, E dan juga merupakan medan magnet, H yang keduanya saling beroscilasi dan saling tegak lurus satu sama lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan (lihat gambar).

Pada peristiwa hamburan, cahaya yang panjang gelombangnya lebih pendek cenderung mengalami hamburan dengan intensitas yang besar. Hamburan ini dapat diamati pada warna biru yang ada di langit kita.

Sebelum sampai ke bumi, cahaya matahari telah melalui partikel-partikel udara di atmosfer sehingga mengalami hamburan oleh partikel-partikel di atmosfer itu. Oleh karena cahaya biru memiliki panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya merah, maka cahaya itulah yang lebih banyak dihamburkan dan warna itulah yang sampai ke mata kita.

Difraksi Cahaya

Difraksi Cahaya adalah peristiwa pelenturan muka gelombang ketika melewati celah sempit. Pola difraksi gelombang cahaya dapat diamati dengan eksperimen menggunakan difraksi celah tunggal dan kisi difraksi.

1. Difraksi celah tunggal

Setiap titik pada celah tunggal dapat dianggap sebagai sumber gelombang sekunder. Selisih antara kedua berkas yang terpisah sejauh d adalah d sin θ.

Gambar 6. Pola difraksi celah tunggal.

Analogi dengan pola interferensi celah ganda Young, pola terang difraksi celah tunggal diperoleh jika:

d sin θ = n λ, dengan n = 0, 1, 2, 3, …

dengan d adalah lebar celah.

Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika

d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n = 1, 2, 3, …

 2. Difraksi pada kisi

Kisi difraksi terdiri atas banyak celah dengan lebar yang sama. Lebar tiap celah pada kisi difraksi disebut konstanta kisi dan dilambangkan dengan d. Jika dalam sebuah kisi sepanjang 1 cm terdapat N celah konstanta kisinya adalah:

Pola terang oleh kisi difraksi diperoleh jika:

d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …

dengan d adalah konstanta kisi dan θ adalah sudut difraksi.

Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika

d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …

 

Dalam optika dikenal difraksi Fresnel dan difraksi Fraunhofer. Difraksi Fresnel terjadi jika gelombang cahaya melalui celah dan terdifraksi pada daerah yang relatif dekat, menyebabkan setiap pola difraksi yang teramati berbeda-beda bentuk dan ukurannnya, relatif terhadap jarak. Difraksi Fresnel juga disebut difraksi medan dekat.

Difraksi Fraunhofer terjadi jika gelombang medan melalui celah atau kisi, menyebabkan perubahan hanya pada ukuran pola yang teramati pada daerah yang jauh. Gelombang-gelombang cahaya yang keluar dari celah atau kisi pada difraksi Fraunhofer hampir sejajar. Difraksi fraunhofer juga disebut difraksi medan jauh.

Daya Urai Optik

Jika kita memiliki dua benda titik yang terpisah pada jarak tertentu, bayangan kedua benda bukanlah dua titik tetapi dua pola difraksi.  Jika jarak pisah kedua benda titik terlalu dekat maka pola difraksi kedua benda saling menindih.

Kriteria Rayleigh yang ditemukan Lord Rayleigh menyatakan bahwa dua benda titik yang dapat dibedakan oleh alat optik, jika pusat pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan pita gelap  (minimum) ke satu pola difraksi benda kedua.

Ukuran sudut pemisah agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat berdasarkan Kriteria Rayleigh disebut sudut resolusi minimum (θ_m)

D=diameter bukaan alat optik
l =jarak celah ke layar
d_m=jari-jari lingkaran terang
θ = sudut resolusi

Pola difraksi dapat diperoleh dengan menggunakan sudut θ yang menunjukkan ukuran sudut dari setiap cincin yang dihasilkan dengan persamaan:

dengan λ merupakan panjang gelombang cahaya yang digunakan.
Untuk sudut-sudut kecil, maka diperoleh θ≈sinθ ≈ tan θ = d_m/l dan sama dengan sudutnya θ  sehingga dapat ditulis: