Polarisasi Cahaya

1. Pengertian Polarisasi

Polarisasi adalah keadaaan  (orientasi) bidang getar  dari (medan listrik)

2. Polarisasi pada Pemantulan dan Pembiasan (Refleksi dan Refraksi)

            Hukum snellius untuk refleksi dan refraksi memberikan keterangan mengeenaiarah dari sinar-sinar refleksi dan refraksi. Akan tetapi hukum tersebut tidak dapt menerangkan apa-apa mengenai intensitas dari sinar-sinar refleksi dan refraksi. Hal ini dapat diterangkan dengan baik dengan menggunaka hukum Maxwell yang kemudian diturunkan menjadi persamaan Fresnel.

Pada tahun 1809, Malus menemukan bahwasanya cahaya dapat dibuat terpolarisasi sempurna atau sebagian dengan cara refleksi.

Sinar refleksiadalah sinar yang terpolarisasi linear sempurna. Perisiwa ini disebut polarisasi karena refleksi. Telah diketahui bahwa R_II mencaai nol, baik untuk n₁ < n₂ ataupun n_{1 >} n₂ jika terhadap hubungan:

Persamaan terakhir ini dikenal juga sebagai “hukum Brewster”; sudut polarisasi disebut juga sudut Brewster.

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 Absorbsi Selektif

            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

Akan tetapi, jika cahaya dilewatkan pada polalisator dan analisator yang dipasang bersilangan, tidak ada intensitas cahaya yang melewati analisator. Secara umum, intensitas yang dilewati analisator adalah

I₁ = ½ I₀cos²θ

Dengan I2 adalah intensitas cahaya yang lewat analisator. I0 adalah intensitas awal seblummaasukpolalisator dan θ adalah sudut antara arah polarisasi polalisator dan arah polarisasi analisator. Jika keduanya sejajar, θ = 0. jika keduanya saling bersilangan,  θ = 90°.

5. Polarisasi karena Hamburan

            Hamburan (scattering) adalah peristiwa pancaran gelombang elektromagnetik dari getaran elektron-elektron suatu medium yang dikenai cahaya. Cahaya yang dihamburkan in adalah resultan dari gelombangyang datang dari radiasi elektron. Gelombang resultan ini mempunyai intensitas maksimum pada arah gelombang datang. Pada arah ke samping berkurang sekali intensitasnya. Jika cahaya merambat dalam gas, lebih banyak hamburan ke samping sebab elektron-elektron gas yang bergetar berjarak besar satu sama lain dan tidak terikat seperti pada benda rigid. Jadi elektron dalam gas berdiri sendiri tidak saling bergantung. Cahaya yang dihamburkan kesamaping oleh partikel gas terpolarisasi sebagian atau seluruhnya sekalipun cahaya yang datang tidak terpolarisasi.

6. Fenomena-fenomena Polarisasi

            Hamburan sinar matahari oleh molekul-molekul atmosfer bumi. Jika tidak ada atmosfer, langit akan nampak hitam kecuali jika kita melihat langsung ke arah matahari. Jika amati langit yang tidak berawan dengan sebuah polarisator, maka paling tidak cahayanya akan terpolarisasi sebagian. Cahaya yang dihamburkan langit in didominasi oleh warna biru, maka dari itu warna langit yang cerah adlah biru. Dan warna langit senja hari didominasi warna merah sehingga langit berwarna meah. Frekuensi warna biru adalah sesuai dengan frekuensi dari getaran elektron dan koponen yang tegak lurus ( dilihat dari b) . sedangkan pada tempat-tempat yang miring, terdapat campuran komponen sehingga warna berkurang, semakin miring ke bawah makin ke arah frekuensi warna merah.

Kacamata polarisasi 3 D

Di Disney world, Universal studio, dan tempat 3D lainnya, metode yang digunakan adalah lensa polarisasi, karena menghasilkan kualitas gambar yang lebih baik. Dua buah proyektor memproyeksikan dua respektif pada layar, masing-masing dengan polarisasi yang berbeda. Kacamata membuat hanya satu image yang masuk ke tiap-tiap mata karena terdapat lensa dengan polarisasi berbeda.