Polarisasi dengan Pemantulan

Polarisasi Dengan Pemantulan
Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tak terpolarisasi dengan cara pemantulan. Jika suatu berkas cahaya yang tidak terpolarisasi menuju ke suatu bidang batang antara dua medium, tiga kemungkinan yang terjadi pada cahaya yang dipantulkan yaitu, ·       

• Cahaya pantul tak terpolarisasi·        

• Cahaya pantul terpolarisasi sebagian·        

• Cahaya pantul terpolarisasi seluruhnya 

Cahaya pantul tak terpolarisasi jika sudut datang sebesar 0⁰ (searah garis normal bidang batas). Cahaya pantul terpolarisasi sebagian jika sudut datang di antara 0⁰ sampai 90⁰. Cahaya pantul terpolarisasi sempurna jika sudut datang cahaya mempunyai nilai tertentu (sudut polarisasi atau sudut Brewster). Ketiga kemungkinan cahaya pantul di atas pertama kali dikemukakan oleh David Brewster. 

Sinar ① adalah sinar datang tak terpolarisasi, sinar ② sinar pantul terpolarisasi sempurna dan sinar ③ sinar bias (terpolarisasi sebagian).

Gambar 1: Polarisasi Oleh pemantulan pada sudut Brewster

Perhatikan berkas cahaya tak terpolarisasi yang datang pada bidang batas antara dua medium, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. Cahaya dapat diuraikan menjadi dua komponen medan listrik, yang satu sejajar dengan bidang (dinyatakan oleh titik) dan yang lain tegak lurus dengan komponen pertama (dinyatakan oleh panah). Ternyata komponene yang sejajar bidang dipantulkan lebih kuat daripada komponen yang tegak lurus, dan sinar pantul dikatakan terpolarisasi sebagian (gambar 1).

Perhatikan bahwa sinar bias juga terpolarisasi sebagian.Sudut datang θ_p kita ubah sampai sudut antara sinar bias dan sinar pantul menjadi 90⁰ (gambar 2). Pada sudut ini ternyata sinar pantul terpolarisasi sempurna dengan vektor medan listrik sejajar dengan bidang, sementara sinar bias tetap terpolarisasi sebagian. 

Gambar 2: Cahaya Pantul dipolarisasikan sempurna dalam arah sejajar bidang pantul, sinar bias terpolarisasi sebagian, membuat sudut siku-siku terhadap sudut pantu.

Sudut datang yang menghasilkan sinar pantul terpolarisasi sempurna disebut sudut polarisasi (sudut Brewster), θ_p, perhatikan gambar 2.

θ_p + 90⁰ + θ_b = 180⁰                  

                  θ_b = 90⁰ – θ_p           

            sin θ_b = sin (90⁰ – θ_p)             

            sin θ_b = cos θ_p 

dengan menggunakan persamaan n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, dengan n₁ = n_a (indeks bias medium sinar datang), n₂ = n_b (indeks bias medium sinar bias), θ₁ = θ_p , maka  

n_a sin θ_p = n_b sin θ_b

n_a sin θ_p = n_b cos θ_p 

tan θ_p = n_b/n_a  (Hukum Brewster untuk sudut polarisasi)