Aplikasi Gelombang Cahaya

Aplikasi Gelombang Cahaya

A. Teori Dualitas Partikel-Gelombang

Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel  dan gelombang. Ini adalah teori modern yang menjelaskan sifat sifat cahaya, dan bahkan sifat sifat partikel secara umum . Pertamakali di jelaskan oleh  albert Einstein pada awall abad 20, berdasarkan  dari karya tulisnya tentang efek fotolisktik, dan hasil dari penlitian Planck. Einstein menunjukan bahwa  energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya, Lebih general lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih mudah di lihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar, pada tahun 1924 eksperimen oleh  Louis de Broglie menunjukan elektron juga mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang. Einsiten mendapatkan penghargaan nobel pada tahun 1921 atas karyanya tentang dualitas partikel-gelombnaf pada foton, dan de Broglie mengikuti jejaknya pada tahun 1929 untuk partikel-partikel yang lain.

B. Warna dan Panjang Gelombang

Panjang gelombang yang berbeda-beda diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai warna, dengan merah adalah panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga ke violet dengan panjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Cahaya dengan frekuensi di bawah 400 nm dan diatas nm tidak dapat di lihat manusia dan di sebut ultraviolet pada batas frekuensi tinggi dan inframerah pada batas frekuensi rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat sinar Inframerah kulit manusia dapat merasakannya dalam bentuk panas. Ada juga camera yang dapat menangkap sinar Inframerah dan merubahnya menjadi sinar tampak, camera seprti ini disebut night vision camera. Radiasi ultaviolet tidak dirasakan sama sekali oleh manusia kecuali dalam jangka paparan yang lama, hall ini dapat menyebabkan kulit terbakat dan  kanker kulit. Beberapa hewan seperti lebah dapat melihat sinar ultraviolet, sedangkan hewan hewan lainnya seperti Ular Viper dapat merasakan IR dengan organ khusus.

C. Tabung sinar katoda

Tabung sinar katoda ( bahasa Inggris : cathode ray tube atau CRT), ditemukan oleh Karl Ferdinand Braun, merupakan sebuah tabung penampilan yang banyak digunakan dalam layar komputer, monitor video, televisi dan  oskiloskop. CRT dikembangkan dari hasil kerja Philo Farnsworth yang dipakai dalam seluruh pesawat televisi sampai akhir abad 20, dan merupakan dasar perkembangan dari layar plasma, LCD dan bentuk teknologi TV lainnya.

D. Penjelasan perangkat

Versi paling awal CRT adalah sebuah dioda katoda-dingin, sebuah modifikasi dari tabung Crookes (lihat sinar-X) dengan layar dilapisi fosfor, kadangkala dipanggil tabung Braun. Versi pertama yang menggunakan kathoda panas dikembangkan oleh  J.B. Johnson (yang merupakan asal istilah  noise Johnson) dan H.W. Weinhart dari Western Electric dan menjadi produk komersial pada 1922. Sinar katoda adalah aliran elektron kecepatan tinggi yang dipancarkan dari katoda yang dipanaskan dari sebuah tabung vakum.

Dalam tabung sinar katoda, elektron-elektron secara hati-hati diarahkan menjadi pancaran, dan pancaran ini di"defleksi" oleh medan magnetik untuk men"scan" permukaan di ujung pandan (anode), yang sebaris dengan bahan berfosfor (biasanya berdasar atas logam transisi atau rare earth. Ketika elektron menyentuh material pada layar ini, maka elektron akan menyebabkan timbulnya cahaya.

E. Aplikasi Sel Surya Sebagai Sumber Energi Alternatif

Gelombang yang timbul akibat medan listrik dan medan magnet disebut gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang terlihat oleh pancaindera manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang berkisar pada 300-700 nm (nanometer). Gelombang diatas panjang gelombang 700 nm adalah inframerah dan dibawah 300 nm adalah ultraviolet. Manusia telah banyak memanfaatkan energi yang terdapat pada gelombang elektomagnet sejak dahulu kala. Tapi pemahaman tentang gelombang ini  sendiri  baru  dapat  dianalisis  oleh  kita  sekitar  abad  10.Seiring perkembangan zaman, pemanfaatan gelombang elektromagnet oleh manusia semakin sering dilakukan dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan perkembangan pemahaman tentang gelombang ini sendiri. Nama-nama seperti Isaac Newton dengan Hypothesis of Lightnya, Christian Huygens dengan teori rambat gelombang, Faraday dengan teori elektromagnetisme, James Clerk Maxwell yang berhasil memperbaiki teori rambat gelombangnya Christian Huygens, Max Planck dengan teori kuantum, Albert Einstein dan Louis de Broglie yang menyatakan bahwa cahaya adalah bentuk partikel dan gelombang dengan teori dualitas partikel-gelombang telah memberikan kontribusi yang besar dalam memanfaatkan gelombang elektromagnet dalam kehidupan sehari-hari. Cahaya matahari yang merupakan pancaran gelombang elektromagnet adalah salah satu contoh dari sekian banyak bentuk energi yang dapat kita rasakan di bumi dan telah kita manfaatkan sumber dayanya berabad-abad. Pemberdayaan energi cahaya matahari pada setiap zaman semakin meningkat seiring dengan pengetahuan yang kita dapatkan dan salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang memanfaatkan energi foton cahaya matahari menjadi energi listrik. Indonesia sendiri, sebuah negara yang dilewati oleh garis khatulistiwa dan menerima panas matahari yang  lebih  banyak  daripada  negara  lain,  mempunyai  potensial  yang  sangat  besar  untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga surya sebagai alternatif batubara dan diesel sebagai pengganti bahan bakar fosil yang bersih, tidak berpolusi, aman dan persediaannya tidak terbatas.Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi  jumlah  cahaya yang  dipantulkan,  semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik. Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik. Bahan dan cara kerja yang aman terhadap lingkungan menjadikan sel surya sebagai salah satu hasil teknologi pembangkit listrik yang efisien bagi sumber energi alternatif masyarakat di masa depan. Memberikan harapan kepada kita untuk mengelola alam secara lebih “alamiah”.

F. Interferensi

Interferensi  adalah  interaksi  antar  gelombang didalam  suatu daerah. Interferensi  dapat  bersifat membangun dan merusak. Bersifat membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan.

G. Difraksi

Prinsip Huygens.

Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap muka gelombang dapat dianggap memproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang yang sama dengan panjang gelombang sebelumnya. Wavelet bisa diumpamakan gelombang yang ditimbulkan oleh batu yang dijatuhkan ke dalam air.

Prinsip Huygens bisa dipakai untuk menerangkan terjadinya difraksi cahaya pada celah kecil seperti yang terlihat pada gambar berikut ini. Pada saat melewati celah kecil, muka gelombang akan menimbulkan wavelet baru yang jumlahnya tak terhingga sehingga gelombang tidak mengalir lurus saja, tetapi menyebar.

H. Difraksi cahaya diterangkangkan oleh prinsip Huygens.

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar sebelah kanan atas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu sama lain. Untuk menganalisa atau mensimulasikan pola-pola tersebut, dapat digunakan  Transformasi Fourier atau disebut juga dengan Fourier Optik.

I. Scanner

Scanner adalah suatu alat elektronik yang fungsinya mirip dengan mesin fotokopi. Mesin fotocopy hasilnya dapat langsung kamu lihat pada kertas sedangkan scanner hasilnya ditampilkan pada layar monitor komputer dahulu kemudian baru dapat dirubah dan dimodifikasi sehingga tampilan dan hasilnya menjadi bagus yang kemudian dapat disimpan sebagai file text, dokumen dan gambar. Bentuk dan ukuran scanner bermacam-macam, ada yang besarnya seukuran dengan kertas folio ada juga yang seukuran postcard, bahkan yang terbaru, berbentuk pena yang baru diluncurkan oleh perusahaan WizCom Technologies Inc. Scanner berukuran pena tersebut bisa menyimpan hingga 1.000 halaman teks cetak dan kemudian mentransfernya ke sebuah komputer pribadi (PC). Scanner berukuran pena t ersebut dinamakan Quicklink. Pena scanner itu berukuran panjang enam inci dan beratnya sekitar tiga ons. Scanner tersebut menurut WizCom dapat melakukan pekerjaannya secara acak lebih cepat dari scanner yang berbentuk datar. Data yang telah diambil dengan scanner itu, bisa dimasukkan secara langsung ke semua aplikasi komputer yang mengenali teks ASCII. Pada saat ini banyak sekali scanner yang beredar di dunia dengan berbagai merk pula, Di antaranya. scanner keluaran dari Canon, Hewlett Packard ( HP ), EPSON, UMAX dan masih banyak lagi. Perbedaan tiap scanner dari berbagai merk terletak pada pemakaian teknologi dan resolusinya. Pemakaian teknologi misalnya penggunaan tombol-tombol digital dan teknik pencahayaan.

Cara kerja Scanner :

Ketika kamu menekan tombol mouse untuk memulai Scanning, yang terjadi adalah : Penekanan tombol mouse dari komputer menggerakkan pengendali kecepatan pada mesin scanner. Mesin yang terletak dalam scanner tersebut mengendalikan proses pengiriman ke unit scanning.Kemudian unit scanning menempatkan proses pengiriman ke tempat atau jalur yang sesuai untuk langsung memulai scanning. Nyala lampu yang terlihat pada Scanner menandakan bahwa kegiatan scanning sudah mulai dilakukan. Setelah nyala lampu sudah tidak ada, berarti proses scan sudah selesai dan hasilnya dapat dilihat pada layar monitor.

Apabila hasil atau tampilan teks / gambar ingin dirubah, kita dapat merubahnya dengan menggunakan

software-software aplikasi yang ada. Misalnya dengan photoshop, Adobe dan lain- lain. pot scanned. Ada dua macam perbedaan scanner dalam memeriksa gambar yang berwarna yaitu : Scanner yang hanya bisa satu kali meng-scan warna dan menyimpan semua warna pada saat itu saja. Scanner yang langsung bisa tiga kali digunakan untuk menyimpan beberapa warna. Warna-warna tersebut adalah merah, hijau dan biru. Scaner yang disebut pertama lebih cepat dibandingkan dengan yang kedua, tetapi menjadi kurang bagus jika digunakan untuk reproduksi warna. Kebanyakan scanner dijalankan pada 1-bit (binary digit / angka biner), 8-bit (256 warna), dan 24 bit (lebih dari 16 juta warna). Nah, bila kita membutuhkan hasil yang sangat baik maka dianjurtkan menggunakan scanner dengan bit yang besar agar resolusi warna lebih banyak dan bagus.