h d Cahaya dan Perambatannya

28/09/2012

1

h dCahaya dan Perambatannya

Anhar, MT.

1Edisi Ganjil 2012/2013

Perkembangan awal

• Cahaya telah digunakan beribu tahun yg lalu.• Walaupun saat ini eranya wireless, banyk nahkoda

masih menggunakan cahaya utk navigasi di lautan.• Boston, USA, 1870. Seorang Fisikawan Irlandia, John

Tyndall memberikan demonstrasi yg memungkinkan terjadinya komunikasi optik saat ini.


28/09/2012

2

Perkembangan awal

• Cahaya telah digunakan beribu tahun yg lalu.• Walaupun saat ini eranya wireless, banyk nahkoda

masih menggunakan cahaya utk navigasi di lautan.• Boston, USA, 1870. Seorang Fisikawan Irlandia, John

Tyndall memberikan demonstrasi yg memungkinkan terjadinya komunikasi optik saat ini.


Konsep Percobaan


28/09/2012

3

Bagaimana Cahaya Merambat?

• Bila cahaya dipancarkan di ruang terbuka, maka cahaya akan menghambur dlm ruang tsb.

• Bila kita melihatnya dlm interval waktu yg pendek, maka cahaya tampak berjalan ke depan.y p j p


Apa yg dialami cahaya ketika merambat?

• Reflected/pemantulan• Absorbed/penyerapan• Transmitted/pemancaranTransmitted/pemancaran• Refracted/pembiasan


28/09/2012

4

Reflection of Light

• Gelombang‐gelombang yg mengalami pemantulan jika melewati medium tertentu.

• Gelombang yg dipancarkan disebut gel datang sedangkan gel yg terpantul disebut gel pantul


gel pantul

Pembiasan Cahaya

• Bila cahaya melewati satu medium dan menuju medium yg lain, maka cahaya akan mengalami pembiasan.

• Pembiasan menyebabkan gel tersebut dpt menjauhi / mendekati garis normal.


28/09/2012

5

Hukum Snell

ϕϕ SinnSinn =


2211 ϕϕ SinnSinn =

Contoh :


28/09/2012

6

Sudut Kritis

• Bila Sudut datang semakin besar, maka sudut bias akan semakin besar Pula.

• Ada suatu sudut dr sudut datang yg g ygmenyebabkan sudut bias mendekati Garis perbatasan bidang..


Contoh :

Cahaya merambat melalui medium transparan dng indeks bias 1,51 dan menuju material ke dua yg memiliki indeks bias 1,46. yg ,Tentukan sudut kritis dr perambatan cahay tsb.

Penyelesaian :

1

2

461

sin

⎞⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=kritis n

narcφ


02,75

51,146,1sin

=

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛=

kritis

kritis arc

φ

φ

28/09/2012

7

Pemantulan Sempurna


Bagaimana perambatan cahaya pd optik?


28/09/2012

8


Contoh Kasus :Bila cahaya merambat pd medium optik dimana :• Indek bias inti : 1,5• Indek bias cladding : 1 48• Indek bias cladding : 1,48

Sudut Kritisnya :06,80

50,148,1sin

=

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛=

kritis

kritis arc

φ

φ




28/09/2012

9


Beberapa nilai yg diketahui:




28/09/2012

10

Sudut/Kerucut Penerimaan

Merupakan nilai sudut datang utk sebuah sinar yg masuk ke optik yg masih


sinar yg masuk ke optik, yg masih memungkinkannya utk merambat didlm inti hingga mencapai ujung output.

Numerical Aperture (NA)

Parameter yg mengukur kemampuan serat optik utk mengumpulkan atau memerangkap sinar cahaya.


28/09/2012

11

Bagaimana kalau diluar kerucut penerimaan?


Penyelesaian :

Gunakan Hk. Snellius :


28/09/2012

12


• Cek sudut kritisnya :

• Apa yg terjadi ???


28/09/2012

13


• Bagaimana selanjutnya sinyal ini??/


• Apakah terpantulkan / keluar dr optik?


Gunakan hk Snellius utk menjelaskannya :


28/09/2012

14




• Kemana caha pergi??

• Walaupun terjadi pemantulan.....


• Cahaya akan hilang sebelum sampai di tujuan.

28/09/2012

15

Perambatan


Permasalahan Perambatan


28/09/2012

16

Latihan

1. Seberkas sinar cahaya didlm medium transparan memiliki indeks bias 1,5, akan melewati medium lain yg , , ygmemiliki indeks bias 1,48. tentukan sudut kritisnya.

2. Sebuah sinar memasuki serat optik dng sudut 15 derajat, dng indeks bias inti 1,47 dan clading 1,42. berapakah sudut biasnya? Berapakah sudut penerimaan utk serat optik ini?

3. Sebuah sinar memasuki serat optik dng sudut datang 45 3 Sebua s a e asu se at opt d g sudut data g 5derajat. Indeks bias inti dan cladding adlh 1,5 dan 1,48. apakah sinyal ini terperangkap didlm optik? Jika tdk, brp sudut bias pd cladingnya?

h d Cahaya dan Perambatannya

Documents