Pengertian Dari Polarisasi: Jenis, manfaat dan proses

Polarisasi (juga disebut polarisasi gelombang) adalah ekspresi dari orientasi garis-garis fluks listrik dalam medan elektromagnetik (medan EM). Polarisasi bisa konstan – yaitu, ada dalam orientasi tertentu setiap saat, atau dapat berputar dengan setiap siklus gelombang.

Pengertian

Polarisasi adalah salah satu sifat cahaya, atau radiasi elektromagnetik lainnya, yang dipahami dengan pengetahuan tentang gelombang radiasi. Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang dihasilkan oleh medan listrik dan magnet yang bergerak bersama-sama dengan kecepatan cahaya melalui ruang.

Polarisasi atau radiasi terpolarisasi

Cahaya telah digambarkan sebagai 2 set gelombang transversal yang berada di sudut kanan satu sama lain. 2 set gelombang ini mewakili segmen listrik dan radiasi magnetik. Polarisasi adalah sifat gelombang yang menggambarkan hanya satu orientasi dari gerak osilasinya.

Cara mudah untuk memvisualisasikan ini dengan membayangkan gelombang bergerak menjauh dari seseorang. Sumbu yang tegak lurus terhadap arah gelombang ini akan tampak kiri ke kanan dan ke atas dan ke bawah. Untuk cahaya menjadi terpolarisasi, salah satu bagian (misal, naik atau turun) harus dihilangkan. Cahaya yang memiliki osilasi dalam beberapa arah dikenal sebagai “cahaya tak terpolarisasi.

Memahami dan memanipulasi polarisasi cahaya sangat penting untuk banyak aplikasi optik. Desain optik sering berfokus pada panjang gelombang dan intensitas cahaya, sementara mengabaikan polarisasi. Namun, polarisasi adalah sifat penting cahaya yang memengaruhi bahkan sistem optik yang tidak secara eksplisit mengukurnya.

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik, dan medan listrik gelombang ini berosilasi tegak lurus dengan arah rambat. Cahaya disebut tidak terpolarisasi jika arah medan listrik ini berfluktuasi secara acak dalam waktu. Banyak sumber cahaya umum seperti sinar matahari, pencahayaan halogen, lampu sorot LED, dan lampu pijar menghasilkan cahaya yang tidak terpolarisasi. Jika arah medan listrik cahaya didefinisikan dengan baik, itu disebut cahaya terpolarisasi. Sumber cahaya terpolarisasi yang paling umum adalah laser.

Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang, mis. pergerakan partikel dalam gelombang adalah tegak lurus terhadap arah gerak gelombang. Misalnya, riak ketika Anda melempar batu ke dalam air. Gelombang longitudinal adalah ketika partikel-partikel medium bergerak ke arah gerakan gelombang. Misalnya, gerak gelombang suara menembus udara.

Cahaya adalah interaksi medan listrik dan magnet yang melintasi ruang. Getaran listrik dan magnet dari gelombang cahaya terjadi secara tegak lurus satu sama lain. Medan listrik bergerak ke satu arah dan bermagnet ke arah lain meskipun selalu tegak lurus. Jadi, kita memiliki satu bidang yang ditempati oleh medan listrik, medan magnet yang tegak lurus terhadapnya dan arah perjalanan yang tegak lurus terhadap keduanya. Getaran listrik dan magnet ini dapat terjadi di berbagai bidang. Gelombang cahaya yang bergetar di lebih dari satu bidang dikenal sebagai cahaya yang tidak terpolarisasi. Cahaya yang dipancarkan oleh matahari, oleh lampu atau lampu tabung adalah sumber cahaya yang tidak terpolarisasi. Seperti yang Anda lihat pada gambar di bawah, arah propagasi adalah konstan, tetapi bidang di mana amplitudo terjadi berubah.

Gambar di sini menunjukkan berbagai jenisnya:polarisasi

Polarisasi Cahaya

Jenis gelombang lainnya adalah gelombang terpolarisasi. Polarisasi cahaya atau gelombang lainnya mengacu pada penghapusan semua kecuali satu bidang sehingga getaran gelombang hanya terjadi pada satu bidang. Pada gambar di atas, Anda dapat melihat bahwa gelombang terpolarisasi linier bergetar hanya pada satu bidang. Proses mengubah cahaya yang tidak terpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi dikenal sebagai polarisasi. Perangkat seperti blok ungu yang Anda lihat digunakan untuk polarisasi cahaya.

Jenis Polarisasi

Berikut ini adalah tiga jenis polarisasi tergantung pada gerakan gelombang transversal dan longitudinal:

  • Polarisasi linier
  • Polarisasi melingkar
  • Polarisasi elips

Polarisasi Linier

Dalam polarisasi linear, medan listrik cahaya terbatas pada bidang tunggal sepanjang arah propagasi.

Polarisasi melingkar

Ada dua komponen linier dalam medan listrik cahaya yang saling tegak lurus sehingga amplitudonya sama, tetapi perbedaan fasa adalah π2. Perambatan medan listrik yang terjadi akan berada dalam gerakan melingkar.

Polarisasi Elips

Medan listrik cahaya mengikuti perambatan elips. Perbedaan amplitudo dan fase antara dua komponen linier tidak sama.

Metode yang digunakan dalam polarisasi cahaya

Ada beberapa metode yang digunakan dalam polarisasi cahaya:

  • Polarisasi oleh Transmisi
  • Polarisasi oleh Refleksi
  • Polarisasi oleh Hamburan
  • Polarisasi oleh Pembiasan

Bagaimana polarisasi cahaya terjadi?

Cara paling mudah mempolarisasi cahaya adalah dengan menggunakan filter Polaroid. Sebuah filter Polaroid terdiri dari bahan yang dapat memblokir salah satu sumbu osilasi cahaya (naik atau turun atau kiri atau kanan). Akibatnya, lampu terpolarisasi hanya memiliki setengah intensitasnya, serta hanya bergetar di satu bidang (naik atau turun atau kiri atau kanan). Jika cahaya dilewatkan melalui 2 filter yang memblokir sumbu yang berbeda, tidak ada cahaya akan bersinar.

Cahaya juga dapat terpolarisasi melalui cara lain. Ketika cahaya memantul dari permukaan non-logam, cahaya terpolarisasi akan muncul. Jika polarisasi yang ekstrim, “silau” akan diamati.

Ketika cahaya melewati dari satu material ke yang lain, hal itu disebut refraksi. Hal ini juga menyebabkan polarisasi cahaya.

Juga, ketika cahaya bergerak melalui media itu akan memukul atom dan “menyebarkan”, gelombang lain yang akan bergerak. Gelombang ini akan mengganggu sinar di bidang tertentu, menyebabkan polarisasi.

Cahaya memiliki sifat baik sebagai partikel dan sebagai gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik memiliki sifat yang memungkinkan untuk mengalami terpolarisasi. Karena gelombang cahaya memiliki kemampuan untuk bergetar di beberapa arah, adalah mungkin untuk menutup beberapa sumbu tersebut, sehingga menghasilkan cahaya terpolarisasi. Cahaya dapat terpolarisasi melalui berbagai teknik.

Kegunaan Polarisasi cahaya

  • Polarisasi digunakan dalam kacamata hitam untuk mengurangi silau.
  • Filter polaroid digunakan dalam industri plastik untuk melakukan tes analisis tegangan.
  • Polaroid yang digunakan dalam kacamata terpolarisasi. Kacamata terpolarisasi bekerja dengan hanya membiarkan cahaya terpolarisasi dalam arah vertikal. Mereka sangat populer digunakan untuk mengurangi silau matahari.
  • Transmisi radio dan penerima antena juga terpolarisasi.
  • Film tiga dimensi diproduksi dan ditampilkan dengan bantuan polarisasi.
  • Polarisasi digunakan untuk membedakan antara gelombang transversal dan longitudinal.
  • Spektroskopi inframerah menggunakan polarisasi.
  • Dalam Kimia, kiralitas senyawa organik diuji menggunakan teknik polarisasi.
  • Salah satu penggunaan yang paling umum dari polarisasi adalah Radar.
  • Radio FM menggunakan polarisasi vertikal sementara televisi menggunakan polarisasi horizontal.
  • Filter polarisasi juga digunakan dalam fotografi
  • Polarisasi juga digunakan dalam jam tangan digital dan layar laptop

Polarisasi penting dalam sistem komunikasi nirkabel. Orientasi fisik antena nirkabel sesuai dengan polarisasi gelombang radio yang diterima atau dikirim oleh antena itu. Dengan demikian, antena vertikal menerima dan memancarkan gelombang terpolarisasi vertikal, dan antena horisontal menerima atau memancarkan gelombang terpolarisasi horizontal. Pengertian Polarisasi

Komunikasi jarak pendek terbaik diperoleh ketika antena pengirim dan penerima (sumber dan tujuan) memiliki polarisasi yang sama. Komunikasi jarak pendek yang paling tidak efisien biasanya terjadi ketika dua antena berada pada sudut yang benar (misalnya, satu horisontal dan satu vertikal). Jarak yang jauh, atmosfer dapat menyebabkan polarisasi gelombang radio berfluktuasi, sehingga perbedaan antara horisontal dan vertikal menjadi kurang signifikan.

Beberapa antena nirkabel mengirim dan menerima gelombang EM yang polarisasinya berputar 360 derajat dengan setiap siklus gelombang lengkap. Jenis polarisasi ini, disebut polarisasi elips atau sirkular, dapat searah atau berlawanan arah jarum jam.

Hasil komunikasi terbaik diperoleh ketika antena pengirim dan penerima memiliki rasa polarisasi yang sama (baik searah jarum jam atau keduanya berlawanan arah jarum jam). Komunikasi terburuk biasanya terjadi ketika dua antena memancarkan dan menerima dalam arti yang berlawanan (satu searah jarum jam dan yang lainnya berlawanan arah jarum jam).

Polarisasi memengaruhi penyebaran medan EM pada inframerah (IR), tampak, ultraviolet (UV), dan bahkan panjang gelombang sinar-X. Dalam cahaya tampak biasa, ada banyak komponen gelombang pada sudut polarisasi acak. Ketika cahaya tersebut dilewatkan melalui filter khusus, filter tersebut memblokir semua cahaya kecuali yang memiliki polarisasi tertentu.

Ketika dua filter polarisasi ditempatkan sehingga sinar cahaya melewati keduanya, jumlah cahaya yang ditransmisikan tergantung pada sudut filter polarisasi sehubungan satu sama lain. Cahaya yang paling banyak ditransmisikan ketika dua filter berorientasi sehingga mereka mempolarisasi cahaya dalam arah yang sama. Cahaya paling sedikit ditransmisikan ketika filter berorientasi pada sudut yang tepat satu sama lain.

Efek polarisasi pada cahaya tampak bisa mencolok. Siapa pun yang telah memakai kacamata hitam terpolarisasi, atau yang telah menggunakan filter polarisasi dalam fotografi, tahu bagaimana langit yang cerah mempolarisasi sinar matahari. Kacamata hitam terpolarisasi dapat mengurangi pantulan cahaya dari permukaan; ini berguna dalam kondisi mengemudi tertentu dan juga dapat membuatnya lebih mudah untuk melihat di bawah permukaan badan air.

Dalam tampilan nematik terpelintir (tampilan TN), filter polarisasi digunakan bersama dengan cairan khusus untuk mencerahkan dan menggelapkan daerah tampilan saat tegangan eksternal diterapkan. Ini memungkinkan untuk menampilkan karakter alfanumerik di arloji, ponsel, dan berbagai perangkat elektronik konsumen lainnya.

Mikroskopi Polarisasi

Banyak jenis teknik mikroskop yang berbeda seperti mikroskop perbedaan interferensi diferensial (DIC) memanfaatkan polarisasi untuk mencapai berbagai efek.

Dalam sistem mikroskop polarisasi sederhana, sebuah polarizer linier ditempatkan di depan sumber cahaya mikroskop, di bawah tahap spesimen, untuk mempolarisasi cahaya yang memasuki sistem. Polarizer linier lain yang ditempatkan di atas tahap spesimen disebut sebagai “penganalisa,” karena polarizer ini diputar untuk mencapai efek yang diinginkan ketika menganalisis sampel dan sementara polarizer pertama disimpan diam. Alat analisa kemudian diputar sedemikian rupa sehingga bidang polarisasi alat analisa dan polarizer terpisah 90 °. Ketika ini telah dicapai, mikroskop memiliki transmisi minimum (polariz silang); jumlah transmisi cahaya akan sebanding dengan rasio polarizer dan analyzer.

Setelah penganalisa telah disejajarkan tegak lurus dengan polarizer, anisotropik, atau birefringent, spesimen ditempatkan pada tahap spesimen. Spesimen memutar cahaya terpolarisasi dalam jumlah yang ditentukan, sebanding dengan ketebalan spesimen (dan dengan demikian jarak jalur optik) dan spesimen birefringence, sebelum cahayanya mencapai penganalisa.

Alat analisis hanya mentransmisikan cahaya yang telah mengalami pergeseran fase yang diinduksi oleh spesimen dan terus memblokir semua cahaya yang tidak terpengaruh dari sumber yang semula dipolarisasi oleh polarizer. Jika birefringence spesimen diketahui, maka dapat digunakan untuk menentukan ketebalan spesimen. Jika ketebalan spesimen diketahui, dapat digunakan untuk menyimpulkan birefringence spesimen.

Baca Juga

© 2022 Sridianti.com