gelombang cahaya dalam bidang teknologi

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

    Pada zaman yang serba modern ini teknologi menjadi hal penting. Teknologi dapat memudahkanpekerjaan dan memperpendek jarak yang sebenarnya ribuan mil, misalnya dengan menggunakan telepon. Salah satu hal penting yang mendukung keberadaan teknologi adalah sarana, misalnya energi atau gelombang sebagai media.

         Banyak barang elektronik yang memanfaatkan sifat-sifat gelombang, misalnya sifat gelombang yang dapat merambat di ruang hampa digunakan manusia untuk membuat bolam lampu dimana ruang dalam bolam tersebut adalah ruang hampa.

         Banyak alat-alat elektronik di sekitar kita yang teknologinya memanfaatkan gelombang, namun sebagian besar dari kita belum sepenuhnya tahu dan paham. Dan kita akan bahas pemanfaatan gelombang dan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari lebih spesifik dalam bab beriktunya.

         Cahaya pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai benda. Cahaya dapat bersifat gelombang maupun partikel. Cahaya adalah tenaga berbentuk gelombang dan dapat membantu kita melihat. Cahaya bergerak lurus ke semua arah. Cahaya di biaskan apabila bergerak secara tegak lurus melalui medium yang berbeda seperti melalui udara, kaca dan air. Cahaya dapat bergerak lebih cepat melalui udara.

          Cahaya mempunyai banyak manfaat. Selain bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, cahaya juga di manfaatkan dalam bidang medis. Salah satu penerapannya adalah dalam pendeteksian suatu penyakit yang bertujuan untuk mendiagnosa dan proses penyembuhan penyakit melalui terapi. Hal inilah yang melatarbelakangi penulis membuat makalah ini.

          Cahaya tergolong suatu gelombang namun cahaya tidak tergolong gelombang mekanik, seperti halnya gelombang air atau gelombang tali. Melainkan gelombang elektromagnetik. Gelombang jenis ini dapat merambat ke dalam ruang hampa. Contohnya cahaya matahari dapat sampai ke bumi. Karena cahaya tergolong gelombang, maka cahaya juga memiliki difraksi, interferensi cahaya, pemantulan, dan pembiasan.

         Cahaya juga merupakan gelombang transversal. Teori gelombangnya menerangkan mengenai interferensi cahaya dengan cara memproyeksikan sinar violet ke atas kertas perak klorida dan menghasilkan pola interferensi. Cahaya sangat dibutuhkan oleh manusia, hewan, dan tumbuhan. Bulan bukanlah sumber cahaya, ia hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Jadi selain dipancarkan cahaya dapat dipantulkan. Cahaya merambat lurus seperti yang dapat kita lihat pada cahaya yang keluar dari sebuah lampu teater di ruangan yang gelap atau laser yang melintasi asap atau debu. Oleh karenanya cahaya yang merambat digambarkan sebagai garis lurus berarah yang disebut sinar cahaya, sedangkan berkas cahaya terdiri dari beberapa garis berarah.

Dalam kehidupan sehari-hari sering Anda mengamati pelangi. Apa yang Anda ketahui tentang pelangi? Mengapa pelangi terjadi pada saat gerimis atau setelah hujan turun dan matahari tetap bersinar? Apakah cahaya merupakan suatu gelombang?

Terhadap permasalahan-permasalahan tersebut, kita sering berpikir bahwa pelangi adalah warna-warni cahaya yang nampak indah. Pelangi muncul pada saat musim hujan karena pelangi hanya dihasilkan oleh air hujan. Cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik memiliki arah rambat yang sama dengan gelombang bunyi, jadi termasuk gelombang longitudinal.

aplikasi gelombang cahaya dalam bidang teknologi - Dalam teknologi laser, cahaya yang koheren menunjukkan suatu sumber cahaya yang dalam bermacam-macam aplikasi modern, termasuk dalam bidang optik, elektronik, Sumber cahaya yang digunakan dalam aplikasi ini dihasilkan Aspek penting dalam bidang ini adalah bagaimana memanfaatkan sumber foton sebagai media Proses Asosiatif, Manfaat Gelombang Cahaya, Daftar Lagu Lagu Hits, Penerapan Konsep Gelombang Bunyi Dalam Bidang Teknologi Fisika Sekolah 3 Aplikasi Gelombang Bunyi dan Cahaya Diajukan sebagai salah satu aplikasi gelombang bunyi dalam bidang industri, aplikasi resonansi bunyi, aplikasi bunyi Banyak aplikasi teknologi yang berdasar konsep gelombang elektromagnetik ini. Aplikasi laser dijumpai dalam bidang industri, militer, hiburan, maupun kedokteran.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas penulis dapat menyimpulkan masalah yaitu:

1.      Apa itu gelombang dan cahaya ?

2.      Pengertian gelombang cahaya ?

3.      Sifat – sifat gelombang cahaya ?

4.      Penerapan cahaya dalam kehidupan ?

5.      Aplikasi gelombang cahaya dalam bidang teknologi ?

C. Tujuan dan Manfaat

            Untuk mengetahui lebih jelas tentang cahaya, maupun gelombang cahaya, sifat-sifat gelombang cahaya dan penerapan serta aplikasinya di bidang teknologi.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Gelombang dan Cahaya

           Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.

Jenis-Jenis Gelombang :

1. Gelombang Transversal

        Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Satu gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air, benang yang digetarkan, dsb.

2. Gelombang Longitudinal

          Gelombang logitudinal adalah gelombang yang merambat dalam arah yang berimpitan dengan arah getaran pada tiap bagian yang ada. Gelombang yang terjadi berupa rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal seperti slingki / pegas yang ditarik ke samping lalu dilepas.

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.^[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. ^[2][3] Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun 1838 oleh Michael Faraday dengan penemuan sinar katode, tahun 1859 dengan teori radiasi massa hitam oleh Gustav Kirchhoff, tahun 1877 Ludwig Boltzmann mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat menjadi diskrit, teori kuantum sebagai model dari teori radiasi massa hitam oleh Max Planck pada tahun 1899 dengan hipotesa bahwa energi yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E.

Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang.

Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas yang sama. Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain.

Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan.

B. Gelombang Cahaya

            Ada beberapa fakta seputar gelombang cahaya yang wajib Anda ketahui, antara lain:

1.      Gelombang cahaya dikelompokkan sebagai gelombang elektromagnetik sebab ia mampu merambat meski tidak ada mediumnya. Pernah memperhatikan cahaya matahari yang jatuh ke bumi? Tanpa perantara sekalipun, sinar tersebut bisa kita rasakan dan ambil manfaatnya. Mengapa tak perlu medium? Sebab usikan yang ada di gelombang cahaya hakekatnya berupa medan listrik juga medan magnetik, saling tegak lurus dan menghasilkan rambatan gelombang yang juga tegak lurus atas usikan tersebut. Perlu diketahui, medan magnetik dan juga medan listrik mampu merambat tanpa medium sekalipun.

2.      Gelombang cahaya dikenal juga sebagai gelombang longitudinal. Mengapa? Sebab ia memiliki arah getaran yang paralel atau searah dengan rambatan.

3.      Gelombang cahaya juga dimasukkan ke dalam contoh gelombang transversal. Mengapa? Sebab ia merupakan jenis gelombang yang memiliki arah getar dari setiap partikel dan tegak lurus bersama dengan arah perambatan gelombang itu sendiri.

4.      Cahaya putih atau polikromatik (cahaya matahari) yang melewati sebuah prisma akan keluar dari prisma tersebut dalam bentuk spekturm cahaya yang tervisualisasi dalam beragam warna antara lain merah, jingga, kuning, hijau, ungu, dan nilai.

5.      Kajian mengenai cahaya muncul seiring dengan maraknya studi optik klasik. Studi ini mempelajari pokok-pokok semacam frekuensi, panjang gelombang, intensitas, fase cahaya serta polarisasi.

6.      Kajian gelombang cahaya dalam studi optik klasik ini memicu lahirnya pemikiran baru dan revolusioner semacam sinar katode oleh Michael Faraday, Teori Radiasi Massa Hitam yang dikemukakan oleh Gustav Kirchhoff, Teori Kuantum oleh Max Planck dan masih banyak lagi lainnya.

7.      Einstein mendapatkan salah satu nobelnya karena mengkaji gelombang cahaya di tahun 1926. Ia menyusun postulat yang didasarkan pada efek fotolistik, dengan asumsi bahwa cahaya tersusun dari berbagai kuanta yang kemidian dikenal dengan nama foton. Foton ini diketahui memiliki sifat dualisme yang justru sama.

Gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena arah rambatnya merupakan perpaduan dari medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus. Dengan kata lain, gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang selalu terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang dalam perambatannya saling tegak lurus dan tidak membutuhkan medium. 

C. Sifat – sifat gelombang cahaya

            Gelombang dan sifat-sifatnya sebagian sudah dikenal pada waktu membahas getaran dan gelombang. Pada bagian ini, kita akan membahas gelombang cahaya. Cahaya merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi mata manusia. Cahaya selain memiliki sifat-sifat gelombang secara umum misal dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi, juga memiliki sifat-sifat gelombang elektromagnetik, yaitu dapat merambat melalui ruang hampa.

1. Dispersi

Dispersi adalah peristiwa terurainya sinar putih (polokromatk) menjadi beberapa warna spektarl (monokromatik ) apabila melalui batas antara dua medium bening yang berbeda indeks biasnya.

Gejala dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni (monokromatik). Cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma, maka cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Disperi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan indeks bias kaca setiap warna cahaya. Perhatikan Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Dispersi cahaya pada prisma

Seberkas cahaya polikromatik diarahkan ke prisma. Cahaya tersebut kemudian terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap-tiap cahaya mempunyai sudut deviasi yang berbeda. Selisih antara sudut deviasi untuk cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi. Besar sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut:

Φ = δ_u - δ_m = (n_u – n_m) β .......................................2.1

Keterangan:

Φ = sudut dispersi

n_u = indeks bias sinar ungu

n_m = indeks bias sinar merah

δ_u = deviasi sinar ungu

δ_m=deviasi sinar merah

Penerapan Dispersi:

Contoh peristiwa dispersi pada kehidupan sehari-hari adalah pelangi. Pelangi hanya dapat kita lihat apbila kita membelakangi matahari dan hujan terjadi di depan kita. Jika seberkas cahaya matahari mengenai titik-titik air yang besar, maka sinar itu dibiaskan oleh bagian depan permukaan air. Pada saat sinar memasuki titik air, sebagian sinar akan dipantulkan oleh bagian belakang permukaan air, kemudian mengenai permukaan depan, dan akhirnya dibiaskan oleh permukaan depan. Karena dibiaskan, maka sinar ini pun diuraikan menjadi pektrum matahari.Peristiwa inilah yang kita lihat di langit dan disebut pelangi. Bagan terjadinya proses pelangi dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Proses terjadi pelangi

2. Interferensi cahaya

1.Syarat terjadinya interfensi cahaya

interfensi cahaya dapat terjadi  jika:

a.ada dua atau lebih sumber cahaya yang koheren yakni gelombang-gelombangnya  memiliki fase, amplitudo, dan frekuensi yang sama.

b.jarak antara sumber-sumber cahaya yang satu dengan yang lainya cukup kecil.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau pabjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan prakasial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu : interfensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris.

Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Jika kedua gelombang yang terpadu sefase, maka terjadi interferensi konstruktif (saling menguatkan). Gelombang resultan memiliki amplitudo maksimum.

Jika kedua gelombang yang terpadu berlawanan fase, maka terjadi interferensi destruktif (saling melemahkan). Gelombang resultan memiliki amplitudo nol. Setiap orang dengan menggunakan sebuah baskom air dapat melihat bagaimana interferensi antara dua gelombang permukaan air dapat menghasilkan pola-pola bervariasi yang dapat dilihat dengan jelas. Dua orang yang bersenandung dengan nada-nada dasar yang frekuensinya berbeda sedikit akan mendengar layangan (penguatan dan pelemahan bunyi) sebagai hasi interferensi 

Warna-warni pelangi menunjukkan bahwa sinar matahari adalah gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat mata. Di lain fihak, warna pada gelombang sabun, lapisan minyak, warna bulu burung merah, dan burung kalibri bukan disebabkan oleh pembiasan. Hal ini terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Adanya gejala interferensi ini bukti yang paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar, maka interferensinya sulit diamati. Interferensi cahaya sulit diamati karena dua alasan:

(1)   Panjang gelombang cahaya sangat pendek, kira-kira 1% dari lebar rambut.

(2) Setiap sumber alamiah cahaya memancarkan gelombang cahaya yang fasenya sembarang (random) sehingga interferensi yang terjadi hanya dalam waktu sangat singkat.

Jadi, interferensi cahaya tidaklah senyata seperti interferensi pada gelombang air atau gelombang bunyi. Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini:

(1)   Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.

(2)   Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitude yang hampir sama.

Terjadi dan tidak terjadinya interferensi dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. (a) tidak terjadi interferensi, (b) terjadi interferensi

Untuk menghasilkan pasangan sumber cahaya kohern sehingga dapat menghasilkan pola interferensi adalah :

(1)    sinari dua (atau lebih) celah sempit dengan cahaya yang berasal dari celah tunggal (satu celah). Hal ini dilakukan oleh Thomas Young.

(2)    dapatkan sumber-sumber kohern maya dari sebuah sumber cahaya dengan pemantulan saja. Hal ini dilakukian oleh Fresnel. Hal ini juga terjadi pada pemantulan dan pembiasan (pada interferensi lapisan tipis).

(3)    Gunakan sinar laser sebagai penghasil sinar laser sebagai penghasil cahaya kohern.

3. Difraksi cahaya

Peristiwa yang sama terjadi jika cahaya dilewatkan pada sebuah celah yang sempit sehingga gelombang cahaya itu akan mengalami difraksi. Selain disebabkan oleh celah sempit, peristiwa difraksi juga dapat disebabkan oleh kisi. Kisi adalah sebuah penghalang yang terdiri atas banyak celah sempit. Jumlah celah dalam kisi dapat mencapai ribuan pada daerah selebar 1 cm. Kisi difraksi adfalah alat yang sangat berguna untuk menganalisis sumber-sumber cahaya. Perhatikan Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Cahaya yang melewati celah sempit

Kita dapat melihat gejala difraksi ini dengan mudah pada cahaya yang melewati sela jari-jari yang kita rapatkan kemudian kita arahkan pada sumber cahaya yang jauh, misalnya lampu neon. Atau dengan melihat melalui kisi tenun kain yang terkena sinar lampu yang cukup jauh.

Difraksi celah tunggal

Pola difraksi yang disebabkan oleh celah tunggal dijelaskan oleh Christian Huygens. Menurut Huygens, tiap bagian celah berfungsi sebagai sumber gelombang sehingga cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian celah lainnya.

Interferensi minimum yang menghasilkan garis gelap pada layar akan terjadi,

jika gelombang 1 dan 3 atau 2 dan 4 berbeda fase ½, atau lintasannya sebesar setengah panjang gelombang. Perhatikan Gambar 2.9.

Gambar 2.9. interferensi celah tunggal

Berdasarkan Gambar 2.9 tersebut, diperoleh beda lintasan kedua gelombang (d sin θ)/2.

ΔS = (d sin θ)/2 dan ΔS = ½ λ, jadi d sin θ = λ

Jika celah tunggal itu dibagi menjadi empat bagian, pola interferensi minimumnya menjadi

ΔS = (d sin θ)/4 dan ΔS = ½ λ, jadi d sin θ = 2 λ.

Berdasarkan penurunan persamaan interferensi minimum tersebut, diperoleh persamaan sebagai berikut.

d sin θ = mλ                                                       2.13

dengan: d = lebar celah

m = 1, 2, 3, . . .

Untuk mendapatkan pola difraksi maksimum, maka setiap cahaya yang melewati celah harus sefase. Beda lintasan dari interferensi minimum tadi harus dikurangi dengan sehingga beda fase keduanya mejadi 360°. Persamaan interferensi maksimum dari pola difraksinya akan menjadi :

..........................................2.14

Dengan (2m – 1) adalah bilangan ganjil, m = 1, 2, 3, …

Difraksi pada kisi

Jika semakin banyak celah pada kisi yang memiliki lebar sama, maka semakin tajam pola difraksi dihasilkan pada layar. Misalkan, pada sebuah kisi, untuk setiap daerah selebar 1 cm terdapat N = 5.000 celah. Artinya, kisi tersebut terdiri atas 5.000 celah per cm. dengan demikian, jarak antar celah sama dengan tetapan kisi, yaitu

Pola difraksi maksimum pada layar akan tampak berupa garis-garis terang atau yang disebut dengan interferensi maksimum yang dihasilkan oleh dua celah. Jika beda lintasan yang dilewati cahaya datang dari dua celah yang berdekatan, maka interferensi maksimum terjadi ketika beda lintasan tersebut bernilai 0, λ, 2λ, 3λ, …,. Pola difraksi maksimum pada kisi menjadi seperti berikut.

d sinθ = mλ ......................................................2.15

dengan m = orde dari difraksi dan d = jarak antar celah atau tetapan kisi.

Demikian pula untuk mendapatkan pola difraksi minimumnya, yaitu garis-garis gelap. Bentuk persamaannya sama dengan pola interferensi minimum dua celah yaitu:

d sinθ = (m+ ½ )λ .............................................2.16

Jika pada difraksi digunakan cahaya putih atau cahaya polikromatik, pada layar akan tampak spectrum warna, dengan terang pusat berupa warna putih.

Gambar 2.10.  Difraksi cahaya putih akan menghasilkan

pola berupa pita-pita spectrum

Cahaya merah dengan panjang gelombang terbesar mengalami lenturan atau pembelokan paling besar. Cahaya ungu mengalami lenturan terkecil karena panjang gelombang cahaya atau ungu terkecil. Setiap orde difraksi menunjukkan spectrum warna.

D. Penerapan cahaya dalam kehidupan

cahaya sangat penting bagi kita. Karena itulah para ilmuwan semakin giat untuk mempelajari segala hal yang berkaitan dengan cahaya. Sampai saat ini komunitas ilmuwan telah berhasil menghasilkan banyak penemuan baru yang menakjubkan, misalnya serat optik, laser, dan hologram. Pembahasan kita pada kesempatan  ini untuk menampilkan beberapa penemuan-penemuan tersebut.

1. Laser

Laser adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laser adalah salah satu sumber cahaya yang memancarkan berkas cahaya yang koheren. Laser masuk dalam kelompok cahaya monokromatik. Selain itu, laser juga mempunyai intensitas dan tingkat ketelitian yang sangat tinggi, sehingga laser sering digunakan dalam berbagai peralatan. Laser mulai dikembangkan pertama kali pada tahun 1960. Dalam kehidupan sehari-hari, laser diterapkan antara lain untuk alat pemutar CD atau DVD,  pemindai barcode di supermarket, laser printer, dan dioda laser. Dalam bidang kedokteran, laser dimanfaatkan untuk pisau bedah dan untuk menyembuhkan gangguan akomodasi mata.

Gambar: Penggunaan laser

2. Hologram

 

Perkembangan penggunaan laser juga ditemukan dalam bidang fotografi. Penerapan laser dalam fotografi dikenal sebagai holografi. Teknik Holografi adalah teknik pembuatan gambar-gambar tiga dimensi dengan menggunakan laser. Hasil yang diperoleh pada proses holografi disebut hologram. Cara kerja holografi adalah sebagai berikut. Objek yang akan dibuat hologram, terlebih dahulu disinari dengan laser. Objek tersebut kemudian akan memantulkan sinar dari laser. Paduan antara laser dengan sinar yang dipantulkan objek akan menyebabkan terjadinya terjadinya efek interferensi. Efek interferensi inilah yang menampilkan bayangan objek tiga dimensi. 

Gambar: Pembuatan Hologram

3. Serat Optik

Penerapan cahaya juga sering ditemukan dalam bidang telekomunikasi. Dalam bidang telekomunikasi, cahaya dipakai untuk mengirim sinyal telepon dan internet melalui suatu kabel khusus yang disebut dengan serat optik. Kabel  Serat optik adalah suatu serat transparan yang dipakai untuk menghantarkan cahaya, misalnya laser. Dengan cara menggunakan kabel serat optik, data yang sedang dikirim akan sampai lebih cepat. Karena kecepatan data tersebut sama dengan kecepatan cahaya, yaitu 300 ribu km/jam.

Gambar: Serat Optik

E. Aplikasi gelombang cahaya dalam bidang teknologi

1. Mesin  photo  copy

Mesin photo  copy adalah peralatan kantor yang membuat salinan ke atas kertas dari dokumen, buku, maupun sumber lain. Mesin photo  copy zaman sekarang menggunakan xerografi, proses kering yang bekerja dengan bantuan listrik maupun panas. Mesin photo  copy  lainnya dapat menggunakan tinta.

 Cara  kerja  mesin  photo  copy  :

1)      Pengisian : Drum silinder ini elektrostatis dibebankan oleh kawat tegangan tinggi yang disebut kawat korona atau roller biaya. Drum memiliki lapisan dari bahan fotokonduktif. Fotokonduktor adalah semikonduktor yang menjadi konduktif bila terkena cahaya.

2)      Pemajanan : Sebuah lampu terang menerangi dokumen asli, dan daerah putih dari dokumen asli memantulkan cahaya ke permukaan drum fotokonduktif. Bidang drum yang terkena cahaya menjadi konduktif dan karena itu dibuang ke tanah. Bidang drum tidak terkena cahaya (daerah-daerah yang sesuai dengan bagian hitam dari dokumen asli) tetap bermuatan negatif. Hasilnya adalah gambar listrik laten di permukaan drum.

3)      Berkembang : The toner bermuatan positif. Ketika diterapkan ke drum untuk mengembangkan gambar, itu tertarik dan menempel pada daerah yang bermuatan negatif (wilayah hitam), seperti tongkat kertas untuk balon mainan dengan listrik statis. Transfer: Gambar toner yang dihasilkan pada permukaan drum dipindahkan dari drum ke kertas dengan muatan negatif lebih tinggi dari drum.

4)      Fusing : toner meleleh dan terikat ke kertas oleh panas dan tekanan roller.
Contoh ini adalah dari drum bermuatan negatif dan kertas, dan toner bermuatan positif seperti yang umum di mesin fotokopi digital saat ini. Beberapa mesin photo  copy, mesin photo  copy  analog kebanyakan lebih tua, menggunakan drum bermuatan positif dan kertas, dan toner bermuatan negatif.

 2. Mesin  scanner

Mesin  scanner adalah alat yang membantu komputer mengubah gambar atau objek grafis ke dalam kode digital yang dapat ditampilkan dan digunakan pada komputer. Mesin  scanner memiliki kemampuan untuk menerjemahkan sinyal-sinyal listrik analog ke dalam kode-kode digital. Analog disini seperti jam tangan yang mempunyai jarum penunjuk menit dan jam yang berputar mengelilingi jam tersebut. Tetapi jam digital menampilkan waktu dari satu frame ke frame waktu selanjutnya. Komputer tidak dapat memproses data analog sehingga harus diubah dulu ke dalam kode digital. Mesin scanner dapat dipadukan dengan suatu software komputer untuk mengenali karakter yang discan namanya Optical Character Recognition (OCR). Software ini dapat mengenali tulisan seperti yang tercetak atau tertulis. Informasi tersebut dapat dimanipulasi dengan komputer.

Cara  kerja  mesin  scanner :

Pada Flatbed scanner sumber cahaya dilewatkan di bawah gambar atau dokumen untuk menerangi gambar atau dokumen tersebut. Warna putih atau daerah yang kosong memantulkan lebih banyak cahaya daripada yang bertinta atau daerah yang berwarna. Mesin menggerakkan komponen scanner di bawah halaman. Ketika komponen scanner bergerak, ia menangkap cahaya yang dipantulkan oleh daerah yang sedang disinari. Cahaya dari halaman tadi dipantulkan masuk ke dalam sistem cermin yang rumit yang diarahkan pada suatu lensa. Lensa memfokuskan cahaya tersebut pada diode yang sensitif terhadap cahaya yang mengubah sejumlah cahaya menjadi arus listrik. Besar arus tergantung seberapa banyak cahaya yang dipantulkan. Pengubah data analog ke digital yang tadi dijelaskan menyimpan pembacaan voltase analog ke dalam pixel yang digambarkan dengan daerah hitam atau putih. Scanner yang lebih canggih melakukan 3 kali penyinaran untuk ditangkap oleh filter warna merah, hijau atau biru sebelum gambar lengkap. Informasi digital tersebut kemudian dikirim ke komputer yang kemudian diubah ke dalam format yang dapat dibaca oleh program grafis. Pada kebanyakan handled scanner, ketika anda memekan tombol scan lampu LED menyinari gambar yang berada di bawah scanner. Sebuah cermin pembalik dengan sudut tertentu yang berada di kanan atas layar scanner memantulkan gambar pada lensa yang berada di belakang scanner. Lensa memfokuskan gambar dalam satu garis tunggal ke alat CCD (charge coupled device), dimana merupakan alat yang mendeteksi perubahan voltase yang sangat kecil. Ketika cahaya menyinari beberapa baris detektor yang diletakkan di CCD, masing-masing memberikan voltase yang diterjemahkan sama dengan hitam, putih atau abu-abu. Chip analog yang khusus menerima voltase yang dihasilkan CCD untuk koreksi gamma. Proses ini memperjelas warna hitam sehingga mata akan mudah mengenali bayangan dari gambar. Ketika gambar dipindahkan dari alat pengubah data analog ke digital. Pada scanner untuk warna abu-abu, alat konversi menyimpan 8 bit setiap pixelnya, atau 256 bayangan abu-abu.

3.      Kompor  tenaga  surya

Prinsipnya adalah mengumpulkan panas dari cahaya matahari pada satu titik.
Digunakanlah cermin cekung agar cahaya dapat dipantulakan terpusat.
Ketika cahaya terpusat, otomatis energi panas juga menjadi terpusat.

Gambarnya :

4.  Pemantul  cahaya  sepeda  ( Mata Kucing )

Biasanya sepeda atau kendaraan selalu disertai alat pemantul cahaya, yaitu alat yang terdiri dari banyak pengumpul cahaya. Dalam bahasa inggris ini disebut Warning Reflector.  Jika ada sedikit saja cahaya diterima pada malam hari, Pemantul akan sangat terlihat sehingga dapat membantu pengendara lain dibelakang atau didepan kendaraan. Contohnya pada Sepeda, Sepeda Motor, Segitiga Truk, dll.

Gambarnya :

 5. Spion  kendaraan  dan  Spion  jalan

Spion digunakan untuk mengetahui kendaraan di belakang kita, saat mundur dan atret, dan memindahkan jalur kendaraan, semuanya untuk mengurangi kemungkinan kecelakaan yang terjadi. Sedangkan Spion Jalan fungsinya adalah melihat kendaraan lain pada jalur lain di sebuah pertemuan jalan. Spion merupakan cermin cembung, sehingga pemantulan yang terlihat dapat lebih luas.

Gambarnya :

    

6.      Pencahayaan  pada  fotografi

Dalam fotografi ditemukan beberapa kesulitan: memotret tanpa banyangan dan memotret benda yang dapat memantulkan cahaya. Semuanya dapat dilakukan dengan menggunakan prinsip pemantulan. Dalam fotografi hal ini disebut Studio Lighting. Biasanya sebelum membuat Studio Ligting, dibuat terlebih dahulu Lighting diagramnya. Tentunya melibatkan fisika dalam pembuatan Lighting diagram ini. Beberapa alat yang digunakan contohnya, Payung Reflektor, Cermin, Disfuser, dll.

Gambarnya :

7.      Hologram  2D

Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinar cahaya yang koheren dan dalam bentuk mikroskopik. Hologram menggunakan prinsip-prinsip difraksi dan interferensi, yang merupakan bagian dari fenomena gelombang. Pengamat akan melihat banyak gambar hasil rekonstruksi ulang dari pemantulan cahaya pada hologram. Ini membuat pengamat melihat gambar lain atau gerak pada hologram tersebut.

Gambarnya :

 8. Keamanan  Istana

Ketika belum ditemukannya CCTV di dunia ini, sistem keamanan istana kerajaan atau istalasi penting lainnya adalah menggunakan Pemantulan pada Cermin. Cermin-cermin dipasang pada sepanjang dinding istana dan saling berhubungan. Jadi Setiap ada gerak-gerik yang mencurigakan dari sebuah ruang yang jauh dapat terdeteksi di semua ruang. Contohnya istana Siak Riau.

9.      Sidik  jari  kimia

Ketika dipanaskan atau ketika bermuatan listrik, bahan kimia tertentu memancarkan radiasi pada warna atau panjang gelombang yang sangat spesifik disebut garis emisi.

Gambarnya :

10. Night  vision  camera

Kamera ini digunakan manusia untuk melihat pada  malam hari tanpa menggunakan lampu atau alat penerang.  Karena  kamera  ini  menangkap sinar inframerah dan merubahnya menjadi sinar tampak ( sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia ).

BAB 3

PENUTUP

A. Kesimpulan

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.^[1] Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. ^[2][3] Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

     Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.

    Gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena arah rambatnya merupakan perpaduan dari medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus. Dengan kata lain, gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang selalu terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang dalam perambatannya saling tegak lurus dan tidak membutuhkan medium. 

B. Saran

Agar pembaca lebih bisa memahami, dan mengetahui gelombang cahaya, serta pengapliakasiannya di berbagai bidang, terutama pada bidang teknologi, serta mengetahui sifat-sifat gelombang cahaya, dan penerapannya di kehidupan.

DAFTAR PUSTAKA

http://makalahstudy.blogspot.com/2013/05/cahaya.html

http://maqalah.blogspot.com/2012/02/makalah-cahaya.html

http://ainmaigina.blogspot.com/2012/07/makalah-gelombang.html

http://www.organisasi.org/1970/01/arti-definisi-pengertian-gelombang-dan-jenis-macam-gelombang-transversal-longitudinal.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya

http://infogreget.blogspot.com/2013/11/memahami-gelombang-cahaya.html

http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=51:daya-urai-alat-optik&catid=6:gelombang-cahaya&Itemid=100

http://www.zakapedia.com/2013/02/penerapan-cahaya-dalam-teknologi.html#_

http://rizkisungkar.student.fkip.uns.ac.id/2014/06/02/5/