Polarisasi adalah fenomena yang disebabkan oleh sifat gelombang radiasi elektromagnetik. Sinar matahari bergerak melalui ruang hampa untuk mencapai Bumi, yang merupakan contoh gelombang elektromagnetik. Gelombang ini disebut gelombang elektromagnetik karena mereka terbentuk ketika medan listrik berinteraksi dengan medan magnet.
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 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
Manfaat Polarisasi
Berikut ini adalah penggunaan polarisasi:
- Polarisasi digunakan dalam kacamata hitam untuk mengurangi silau.
- Filter polaroid digunakan dalam industri plastik untuk melakukan tes analisis tegangan.
- 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.
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.