Polarisasi dan jenis-jenisnya

Mengapa Langit Berwarna Biru?

Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwa polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapt mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal.

Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar. Suatu gelombang yang mempunya banyak arah getarnya disebut gelombang tak terpolarisasi. Sedangkan gelombang dengan hanya memiliki satu arah getarnya disebut gelomabng terpolarisasi.

Gejala polarisasi dapat kita lihat pada gelombang yang terjadi pada tali yang dilewatkan di celah. Apabila tali kita getarkan searah dengan celah, maka gelombang yang akan terjadi dapat melewati celah tersebut. Sebaliknya, jika kita getakan tali tersebut dengan acar tegak lurus terhadap celah maka yang akan terjadi, gelombang yang tercipta tidak akan dapat melewati celah.

Setiap hari kita mendapatkan sinar matahari, sinar alami seperti ini termasuk sinar yang tak pterpolarisasi. Cahaya yang dapat mengalami polarisasi disebabkan oleh berbagai cara, antara lain : lewat peristiwa pemantulan dan pembiasan, bias kembar, absorbsi selektif, dan hambuaran.

1. Polarisasi Karena Pemantulan
    Peristiwa pemantulan oleh bidang batas dua medium mengakibatkan polarisasi. Jika cahaya tak terpolarisasi jatuh pada bidang batas antara 2 medium yang transparan seperti kaca ke udara atau udara ke kaca, berkas cahaya yang dipantulkan dan dibiaskan akan terpolarisasi sebagian. Lalu tingkat Polarisasi  tergantung pada sudut datang serta indeks bias medium dan ketika terbentuk sudut sedemikian tersebut sinar-sinar yang dihasilkan oleh pemantulan dan pembiasan akan saling tegak lurus, maka saat itulah cahaya terpolarisasi sempurna atau terjadi saat sinar pantul dan sinar bias membentuk sudut 90 derajat.

Misalkan  sinar datang dari cermin datar dengan sudut 57 derajat, maka sinar pantul merupakan sinar terpolarisasi. Cahaya yang berasal dari cermin I adalah cahaya terpolarisasi akan dipantulkan ke cermin.
Apabila cermin II diputar sehingga arah getar antara cermin I dan cermin II saling tegak lurus, maka tidaka akan ada caya yang akan dipantulkan oleh cermin II.
peristiwa yang terjadi ini merupakan peristiwa terjadinya polarisasi. Cermin I disebut Polarisator, sedangkan cermin II disebut analisator. Polarisator akan menyebabkan sinar yang awalnya termasuk sinar tak terpolarisasi menjadi sinar yang terpolarisasi. Sedangkan analisator akan menganalisi apakah sinar tersebut termasuk sinar terpolarisasi atau tidak.

2. Polarisasi karena Bias Kembar
    Polarisasi karena bas kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal klasit. cahaya yang lurus di sebut cahaya yang bias, yang memenuhi hukum snelius dan cahay ini tidak terpolarisasi. Sedangkan cahaya yang dibelokkan disebut cahaya istimewa karena tidak memenuhi hukum snellius dan cahaya inilah yang disebut sebagi cahaya yang terpolarisasi.

3. Polarisasi  saja sehingga karena Absorbsi
    Selektif polaroid adlaah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar. seberkas sinar yang telah melewati polaroid hanya kan memiliki satu bidang getar sehingga sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang terpolarisasi. Peristiwa polarisasi ini disebut polarisasi karena  absorbsi selektif. Poalroid banyak digunakan dlam kehidupan sehari-hari, antara lain pada kacamata dari sinar matahari (kaca mata sun glasses) dan polaroid untuk kamera.

4. Polarisasi karena Hmaburan
    Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang menyelubungi Bumi. Cahaya matahari yang terhambur oleh partikel debu dapat mengalami terpolarisasi. Itulah sebabnya pada siang hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru. Hal ini disebabakn oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif dibandingkan dengan cahaya-cahaya warna lainnya.


Sumber:
http://vesainstwo1.blogspot.com/2009/08/polarisasi-oleh-pemantulan.html
http://www.g-excess.com/28934/pengertian-polarisasi-beserta-macam-macamnya/

Fatamorgana

Pernahkah kalian melihat air yang menggenang di jalan yang beraspal, saat matahari sedang terik-teriknya?

Jika belum, coba kalian keluar saat siang yang sedang teriknya atau saat matahari tepat di atas kepala kalian dan lihatlah ke arah jalan yang beraspal. Kalian akan melihat seolah-olah ada air yang menggenang di sana, padahal tidak terjadi hujan dan saat kalian mendekatinya, air tersebut akan hilang.

Apakah ini sebuah sulap?
atau sihir?

Jangan heran, hal tersebut dapat dijelaskan oleh ilmu fisika.

Kejadian tersebut biasa disebut dengan Fatamorgana.

Fatamorgana adalah sebutan kepada hal yang bersifat khayal yang tidak mungkin dapat dicapai. Hal ini diambil dari gejala optis pada suatu permukaan yang sangat panas yang tampak mengkilat seperti pemukaan air. Hal inipun sudah menjadi bagian dari cerita-cerita petualangan di padang pasir, yaitu dimana seseorang yang tersesat dan kepayahan, kelaparan dan kehausan melihat di kejauhan ada genangan air.

Akan tetapi setelah didekati genangan air itu menghilang. Pada cerita-cerita demikian itu dikesankan bahwa penglihatan orang itu sebagai penglihatan khayal, atau halusinasi orang yang kepayahan. Akan tetapi tidak demikian halnya. Kejadian-kejadian itu benar ada dan bisa dialami oleh orang yang segar bugar. Kejadian itu adalah merupakan gejala alam yang disebut mirage.


Fatamorgana adalah peristiwa mirage.

Mirage itu adalah suatu ilusi atau kekeliruan penglihatan, yaitu suatu peristiwa yang kadang-kadang terlihat di gurun pasir atau di atas jalan aspal yang rata atau trotoir, yang tampak seperti suatu genangan air atau suatu cermin, sedangkan benda-benda yang jauh letaknya, misalnya pepohonan, akan terlihat terbalik.Hal ini disebabkan pemantulan dan pembiasan sinar cahaya oleh lapisan udara yang panas atau kerapatan udara yang berbeda .

Fatamorgana adalah sebuah fenomena yang terjadi dimana tampak gambar suatu objek yang sebenarnya tidak ada disitu, yang dihasilkan karena adanya pembiasan cahaya matahari oleh atmosfer. Pembiasan cahaya dapat terjadi ketika cahaya bergerak melalui satu jenis material ke material lainnya yang memiliki kerapatan yang berbeda. Sebagai contoh, cahaya yang bergerak melalui udara kemudian masuk ke dalam air. Selain itu, cahaya juga dapat dibiaskan saat melewati wilayah udara hangat ke wilayah udara dingin atau sebaliknya, karena udara dingin memiliki kerapatan yang lebih tinggi daripada udara hangat.
 


Azas utama yang bekerja dalam hal ini adalah suatu kenyataan bahwa indeks bias udara bertambah bila kerapatan (massa jenis) udara bertambah besar. Udara panas mempunyai kerapatan yang lebih rendah, dan dengan demikian mempunyai inddeks refraksi yang lebih kecil daripada udara yang lebih dingin.

Gambar Gb.2. di atas memperlihatkan pengaruh dari suhu udara yang tidak seragam pada lintasan cahaya di udara.Sebagaimana diperlihatkan oleh diagram itu, cahaya akan cenderung membelok ke udara yang lebih dingin. Dalam kenyataannya pembelokan ini sering terjadi bila terdapat perbedaan suhu yang relatif besar.


Mirage yang tampak pada Gb.3 adalah mirage yang paling umum terpantau dan disebut inferior mirage (mrage bawah) karena mirage-nya itu tampak di bawah benda yang sebenarnya.

Dalam peristiwa “genangan air” yang terlihat di atas jalan raya yang panas, obyek yang sebenarnya adalah langit biru dan mirage-nya adalah refleksi (bayangan) langit pada jalan raya Dapat juga terjadi, walaupun jarang,.distribusi suhu pada atmosfir yang tidak biasa, yang disebut pembalikan suhu. Dalam peristiwa ini, lapisanudara panas terjadi di atas lapisan udara dingin, yang ada di atas permukaan air. Bila terdapat derajat suhu yang cukup, maka mirage atas (superior mirage) akan terjadi. Mirage yang demikian itu dapat dilihat pada gambar Gb.4



Jenis Fatamorgana

Ada dua jenis fatamorgana, yaitu fatamorgana inferior dan fatamorgana superior. Fatamorgana inferior merupakan jenis dari fatamorgana yang paling umum terjadi. Dalam sebuah fatamorgana inferior, sebuah objek tampak hadir seolah-olah baik objek sebenarnya maupun refleksinya berada di dalam genangan air. Hal ini dapat terjadi karena ketika tanah sangat panas, panas akan diradiasikan keluar dari dalam tanah dan menghangatkan udara yang berada tepat di atasnya. Ketika cahaya melewati udara dingin di atas dan masuk ke dalam udara yang lebih hangat di bawahnya, cahaya tersebut akan dibelokkan.

Otak kita memiliki persepsi bahwa cahaya selalu bergerak dalam garis lurus. Jadi otak kita tidak melihat gambar fatamorgana sebagai cahaya yang dibelokkan dari langit. Sebaliknya, otak kita berpikir cahaya pasti berasal dari sesuatu yang berada di atas tanah. Fatamorgana terlihat seperti sebuah benda yang tercermin dalam air karena cahaya yang biasanya bergerak ke tanah, dibelokkan dan bergerak ke mata anda, menciptakan citra ganda. Fatamorgana Inferior biasanya terlihat di jalan beraspal selama hari-hari yang panas dan cerah, dan sering terlihat seperti genangan air di permukaan jalan tersebut.

Sedangkan fatamorgana superior biasanya muncul di atas cakrawala, karena udara dingin terletak di bawah udara hangat. Biasanya muncul di atas es atau air yang sangat dingin. Dalam jenis fatamorgana ini, objek tampak jauh lebih tinggi daripada posisi aslinya. Contoh dari jenis fatamorgana ini adalah gambaran pulau melayang yang biasa dilihat oleh para pelaut. Fatamorgana superior paling sering terlihat di daerah kutub karena disana terdapat sejumlah besar es dan air yang sangat dingin. Kita juga sering dapat mengamati fatamorgana jenis ini saat matahari sedang terbenam di cakrawala, dimana matahari muncul di atas posisi yang sebenarnya dan bahkan kadang-kadang berada dalam posisi terbalik.

Mengapa Fatamorgana Hanya Terlihat dari Kejauhan?

Fatamorgana terlihat pada jarak yang jauh karena bumi itu bulat. Jika bumi datar, cahaya yang dibelokkan akan mencapai tanah sangat dekat dengan tempat di mana cahaya tidak dibelokkan, dan fatamorgana akan bisa dilihat pada jarak yang sangat dekat. Contoh yang menarik dari ini terjadi pada tahun 1596, ketika sebuah kapal mencari sebuah kapal yang terperangkap di es jauh di utara Samudra Atlantik dan kru harus tinggal di sana sepanjang musim dingin. Karena cahaya matahari dibiaskan dalam kurva mengikuti kelengkungan Bumi, para kru sudah dapat melihat cahaya matahari dua minggu sebelum akhir sebenarnya dari malam di musim dingin yang sangat panjang.