Apa itu gelombang cahaya? Apa saja karakteristik gelombang cahaya? Bagaimana sifat gelombang cahaya? Bagaimana rumus gelombang cahaya? Untuk mengetahui lebih lengkap tentang gelombang cahaya, dibawah ini kami jelaskan secara lengkap tentang gelombang cahaya, meliputi pengertian gelombang cahaya, karakteristik gelombang cahaya, sifat dan manfaat, Rumus gelombang cahaya serta contoh soal gelombang cahaya dengan penjelasan terlengkap.
Baca Juga : Efek Rumah Kaca dan Penjelasannya
Pengertian Gelombang Cahaya
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki dua spektrum, yaitu spektrum optik dan spektrum tampak. Spektrum atau cahaya yang dipersepsikan secara visual oleh indra penglihatan sebagai warna.
Cahaya disebut dengan gelombang elektromagnetik karena gelombang cahaya yang bergetar, yaitu medan elektromagnetik dan merambar di ruang tanpa permukaan medium.
Manusia dapat melihat spektrum optik cahaya yang berada di rentang 380 hingga 750 nm. Dalam rentang ini, manusia akan melihat berbagai warna cahaya merah, hijau, dan biru. Selain sebagai gelombang, cahaya juga terbuat dari foton yang membuat cahaya dapat merambat di berbagai ruang meskipun tanpa medium. Cahaya juga termasuk sebagai gelombang transversal karana arah getar cahaya tegak lurus dengan arah rambatnya.
Baca Juga : Pengertian Pencemaran Tanah dan Penjelasannya
Karakteristrik Gelombang Cahaya
Gelombang memiliki berbagai jenis dan tipe-tipe gelombang yang memiliki karakteristik yang berbeda-beda, berikut ini beberapa karakteristik gelombang cahaya, antara lain:
Dispresi Cahaya
Dispresi cahaya menjelaskan jika sebuah cahaya putih yang melewati medan pembias maka cahaya akan terurai menjadi beberapa jenis warna. Dalam percobaan dispresi, biasanya digunakan prisma untuk mengurai cahaya putih. Salah satu contohnya seperti pelangi.
Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya menjelaskan jika ada sumber cahaya yang melewati celah ganda yang berjarak, maka cahaya akan menimbulkan wilayah gelap terang. Interferensi terjadi jika cahaya memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang sama.
Berdasarkan gambar diatas, lekuk warna kuning menunjukkan wilayah gelap terang pada sisi layar. Semakin besar lekuk berwarna kuning menunjukkan wilayah paling terang dan sebaliknya. Secara matematis, interferensi cahaya dirumuskan sebagai berikut:
d y/l = mλ (pita terang)
d y/l = (m – 1/2) λ (pita gelap)
Keterangan:
d = jarak antar celah pada celah ganda (m)
m = orde (0,1,2,3,….)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
y = jarak pita orde-m ke terang pusat (m)
l = jarak celah ke layar (m)
Baca Juga : Pengertian Pencemaran Udara dan Penjelasannya
Difraksi Cahaya
Difraksi cahaya menjelaskan jika suatu cahaya yang melewati celah akan terpecah menjadi beberapa bagian cahaya baru yang terdiri dari wilayah terang dan gelap. Difkrasi cahaya terbagi menjadi dua bagian berdasarkan celah yang dilewati, yaitu celah tunggal dan celah banyak.
Celah Tunggal
Ketika cahaya melewati celah tunggal, maka cahaya akan membentuk sisi terang pada layar yang lebar sisi terangnya sama dengan lebar celah. Pada wilayah sekitar yang tidak terkena cahaya secara langsung tetap memiliki sisi terang namun tidak sebesar layar yang berhadapan dengan sumber cahaya.
Celah Banyak
Ketika cahaya melewati celah yang banyak, maka cahaya akan memiliki banyak sisi terang yang sama, namun tergantung dari letak kisi. Berikut ini gambar cahaya yang melewati banyak kisi:
Polarisasi Cahaya
Polarisasi cahaya menjelaskan jika suatu cahaya yang melewati sebuah media polarisator akan berkurang intensitas cahayanya dan dapat kita lihat dengan mudah. Polarisasi terjadi akibat pembiasan dan ardsorpsi seperti gambar ilustrasi dibawah ini:
Polarisasi Akibat Pembiasan
Jika sebuah cahaya yang melewati sebuah media pembiasan, cahaya akan membentuk sudut akibat pembiasan. Besar sudut polarisasi akibat pembiasan dapat dicari menggunakan rumus dibawah ini:
Tan i p = n2/n1
Keterangan:
Ip : sudut polarisasi akibat pembiasan
n2 : indeks bias tujuan
n1 :indeks bias asal
Polarisasi Akibat Absorpsi
Jika cahaya mele.wati sebuah media polarisator, maka intensitas cahaya tersebut akan terserap pada media polarisator sebagian sehingga rumus intensitas yang terjadi adalah sebagai berikut:
l1 = 1/2 l0
Keterangan:
I1adalah intensitas cahaya setelah dari media polarisator
I0adalah intensitas sumber cahaya
Baca Juga : Pengertian Perubahan Iklim dan Penjelasannya
Sifat Gelombang Cahaya
Apa saja sifat-sifat dari gelombang cahaya? Berikut ini sifat gelombang cahaya , anatara lain:
- Cahaya memiliki energi
- Cahaya merambat menuruti garis lurus
- Cahaya dapat dilihat dengan mata telanjang
- Cahaya berasal dari pancaran dalam bentuk radiasi atau dihasilkan dari partikel-partikel yang bergerak dan mengandung listrik.
- Arah rambat cahaya tegak lurus arah getar (transversal)
- Cahaya mengalami pembiasan, interferensi cahaya, difraksi, pemantulan dan polarisasi.
Baca Juga : Fluida Statis Dinamis dan Penjelasannya
Rumus Gelombang Cahaya
Ketika memahami tentang struktur sebuah atom, kita akan menjumpai elektron yang bergerak pada orbit mengelilingi inti atom. Gerakan eletron dalam orbit tersebutlah yang menyebabkan energi cahaya dapat berubah akibat adanya perubahan tingkat orbit elektron pada atom tersebut.
Perbedaan susunan elektron dipengaruhi juga oleh sifat-sifat cahaya yang dipancarkan. Cahaya digambarkan dengan bergerak membawa energy dalam bentuk gelombang atau disebut dengan gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merambat tanpa memerlukan medium.
Gelombang tersebut terpancar dengan panjang gelombang yang berbeda-beda dan frekuensi yang berbeda, sehingga menyebabkan bentuknya tidak teratur. Ketika gelombang elektromagnetik memiliki panjang dan frekuensi yang tetap maka disebut dengan radiasi monokromatik.
Max Planck adalah seorang fisikawan dari Jerman yang menemukan jika energy cahaya dibawa oleh foton (1990). Sehingga secara matematis, untuk menyatakan Max Planck menggunakan rumus sebagai berikut:
E = (h.c)/ λ
Keterangan:
h = konstanta Planck (6,63 x 10-34 J.s)
E = Energi foton (J)
c = laju cahaya (m/s)
λ = panjang gelombang
Baca Juga : Pengertian Fluks Magnetik dan Penjelasannya
Contoh Soal Gelombang Cahaya
Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal berdekatan dengan jarak 0.01 mm. Pola inteferensi yang terjadi ditangkap dengan jarak 20 cm dari celah. Jika diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama di sebelah kanan adalah 7,2 cm, tentukan panjang gelombang berkas cahaya tersebut!
Diketahui:
Lebar celah (d) = 0,01 mm = 10-5 m
Jarak celah layar (l) = 20 cm = 2×10-1 m
Orde garis gelap (n) = 1 (garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama di sebelah kanan)
Jarak antar pola (p) = 7,2 cm = 72×10-3 m
Ditanyakan:
Panjang gelombang (λ)?
Penyelesaian:
nλ = dp/l
λ = dp/nl
λ = (10-5)( 72×10-3)/(1)( 2×10-1)
λ = 3,6×10-6 m
Baca Juga : Pengertian Gaya Normal dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Gelombang Cahaya dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.