1. Polarisasi karena Pemantulan
Cahaya yang datang ke cermin dengan sudut datang sebesar $57^o$, maka sinar yang terpantul akan merupakan cahaya yang terpolarisasi. Cahaya yang berasal dari cermin I adalah cahaya terpolarisasi akan dipantulkan ke cermin.
Apabila cermin II diputar sehingga arah bidang getar antara cermin I dan cermin II saling tegak lurus, maka tidak akan ada cahaya yang dipantulkan oleh cermin II.
Peristiwa ini menunjukkan terjadinya peristiwa polarisasi. Cermin I disebut polarisator, sedangkan cermin II disebut analisator. Polarisator akan menyebabkan sinar yang tak terpolarisasi menjadi sinar yang terpolarisasi.
Pemantulan dan pembiasan dapat terjadi apabila cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang dibiaskan saling tegak lurus atau membentuk sudut 90o.
2. Polarisasi karena Pemantulan dan Pembiasan
Pemantulan dan pembiasan dapat terjadi apabila cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang dibiaskan saling tegak lurus atau membentuk sudut 90o.Cahaya yang dipantulkan merupakan cahaya yang terpolarisasi sempurna, sedangkan sinar bias merupakan sinar terpolarisasi sebagian.
Sudut datang sinar yang dapat menimbulkan cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang dibiaskan merupakan sinar yang terpolarisasi. Sudut datang ini dinamakan sudut polarisasi ($i_{p}$) atau sudut Brewster.
Pada saat sinar pantul dan sinar bias saling tegak lurus (membentuk sudut
90o akan berlaku ketentuan bahwa: i + r = 90o atau $ r = 90^{o} - i$\[ i_{p} + r = 90^{0} \\ r = 90 - i_{p}\]\[\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{\sin i_{p}}{\sin r}=\frac{\sin i_{p}}{\sin (90-r)}= \frac{\sin i_{p}}{\cos i_{p}} \]\[ \tan i_{P}=\frac{n_{2}}{n_{1}}\]Sudut $ i_{p}$ disebut sudut polarisasi atau sudut Brewster, yaitu sudut datang pada sinar bias dan sinar pantul membentuk sudut 90o.
Polarisasi karena bias kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal kalsit.
Cahaya yang lurus disebut cahaya biasa, yang memenuhi hukum Snellius dan cahaya ini tidak terpolarisasi. Sedangkan cahaya yang dibelokkan disebut cahaya istimewa karena tidak memenuhi hukum Snellius dan cahaya ini adalah cahaya yang terpolarisasi.
Selektif Polaroid adalah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar.
90o akan berlaku ketentuan bahwa: i + r = 90o atau $ r = 90^{o} - i$\[ i_{p} + r = 90^{0} \\ r = 90 - i_{p}\]\[\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{\sin i_{p}}{\sin r}=\frac{\sin i_{p}}{\sin (90-r)}= \frac{\sin i_{p}}{\cos i_{p}} \]\[ \tan i_{P}=\frac{n_{2}}{n_{1}}\]Sudut $ i_{p}$ disebut sudut polarisasi atau sudut Brewster, yaitu sudut datang pada sinar bias dan sinar pantul membentuk sudut 90o.
3. Polarisasi karena Bias Kembar (Pembiasan Ganda)
Polarisasi karena bias kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal kalsit.
Cahaya yang lurus disebut cahaya biasa, yang memenuhi hukum Snellius dan cahaya ini tidak terpolarisasi. Sedangkan cahaya yang dibelokkan disebut cahaya istimewa karena tidak memenuhi hukum Snellius dan cahaya ini adalah cahaya yang terpolarisasi.
4. Polarisasi karena Absorbsi Selektif
Selektif Polaroid adalah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar. Seberkas sinar yang telah melewati polaroid hanya akan memiliki satu bidang getar saja sehingga sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang terpolarisasi.
Intensitas Cahaya yang keluar dari polarisator adalah sebesar: $ I=\frac{1}{2}I_{0}$ dan intensitas yang keluar dari analisator adalah: \[ I=\frac{1}{2}I_{0}\cos ^{2}\phi\].
Intensitas Cahaya yang keluar dari polarisator adalah sebesar: $ I=\frac{1}{2}I_{0}$ dan intensitas yang keluar dari analisator adalah: \[ I=\frac{1}{2}I_{0}\cos ^{2}\phi\].
Untuk polarisator dan analisator disusun lebih dari 2, maka rumus diatas carafisika memodifikasi menjadi: \[I=\frac{1}{2}I_{0}\cos ^{2^{(n-1)}}\phi\] dimana n adalah jumlah analisator dengan polarisator.
Peristiwa polarisasi ini disebut polarisasi karena absorbsi selektif.
Polaroid banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain untuk pelindung pada kacamata dari sinar matahari (kacamata sun glasses) dan polaroid untuk kamera.
Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang menyelubungi Bumi.
5. Polarisasi karena Hamburan
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 terpolarisasi. Itulah sebabnya pada hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru. Hal itu disebabkan oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif dibandingkan dengan cahaya-cahaya warna yang lainnya.
6. Pemutaran Bidang Polarisasi ( Polarimeter)
Polarimetri adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi dari garis gelombang, terutama elektromagnetik gelombang, seperti gelombang radio atau cahaya.
Polarimetri biasanya dilakukan pada gelombang electromagnetic yang telah melalui perjalanan atau telah tercermin, dibelokkan, atau diffraksi oleh beberapa bahan untuk menggambarkan objek tersebut.
Apabila diketahui besar sudut putar bidang polarisasi oleh larutan yang diperiksa maka kadar/konsentrasi zat optis aktif dalam larutan yang dipergunakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :\[ \phi = c. \alpha . L\]Di mana :
Apabila diketahui besar sudut putar bidang polarisasi oleh larutan yang diperiksa maka kadar/konsentrasi zat optis aktif dalam larutan yang dipergunakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :\[ \phi = c. \alpha . L\]Di mana :
- π = Besarnya sudut antara bidang polarisasi (hasil pengamatan)
- $\alpha $ = Sudut putar spesifik zat optis aktif .
- $c$ = Kadar/ konsentrasi zat optis aktif ( gram/cc)
- $L$ = Panjang tabung pemeriksa
Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu cahaya terpolarisasi bidang dikatakan bersifat aktif optis (optikally active). Larutan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekanan disebut dekstrorotatori (Latin :$ dexter, ”kanan”$), dan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekiri disebut levorotatori (Latin : $leaves, “kiri”$).
Arah perputaran ditandai oleh (+) untuk dekstrorotatori dan (-) untuk levorotatori. Jika sudut putar jenis (specific rotation) diketahui, maka konsentrasi larutan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :\[\left [ \alpha \right ]_{T}^{\lambda }=\frac{100\alpha }{l.c }\] di mana:
- $\left [ \alpha \right ]_{T}^{\lambda }$ adalah sudut rotasi jenis.
- T adalah temperatur.
- $\lambda$ adalah panjang gelombang cahaya.
- $\alpha$ adalah sudut rotasi optik.
- l adalah panjang tabung polarimeter .
- c adalah konsentrasi massa larutan.
Manfaat Polarisasi dalam kehidupan (baca)
