Soal Polarisasi Cahaya

SOAL 1
Suatu sumber cahaya terang dipandang melalui dua lembar polaroid yang arah sumbu polarisasinya mula-mula sejajar. (a) Melalui sudut berapakah salah satu polaroid harus diputar untuk mengurangi amplitudo getaran medan listrik yang diamati menjadi setengah dari nilainya semula?, (b) Apakah pengaruh pada (a) terhadap intensitas cahaya yang diteruskan? Dan (c) Melalui sudut berapakah salah satu polaroid harus diputar untuk mengurangi intensitas cahaya yang diteruskan setangah dari nilai semula?

Jawab;
Perhatikan dengan seksama apa yang dimaksud dalam soal ini. Dalam soal ini ada sua kejadian. Kejadian pertama kedua lembar polaroid memiliki sumbu polarisasi saling sejajar (θ = 0⁰). Kejadiankedua, salah satu polaroid diputar melalui sudut θ, sehingga sudut antara kedua sumbu polarisasi adalah θ (θ ≠ 0⁰).
(a) Secara umum, jika kuat medan listrik yang diteruskan oleh polaroid pertama = E₁, maka kuat medan listrik yang diteruskan oleh polaroid kedua = E₂, di mana E₂ = E₁ cos θ, dengan θ adalah sudut antara kedua sumbu polaroid.
Untuk kejadian pertama:
θ = 0⁰ → E₂ = E₁ cos 0⁰ → E₂ = E₁
Untuk kejadia kedua,
E₂’ = E₁ cos θ
Diinginkan E₂’ = ½ E₂ (PAHAMI PERTANYAAN a) sehingga
E₂’ = E₁ cos θ = ½ E₁
Cos θ = ½ ↔ θ = 60⁰
Jadi, salah satu polaroid harus diputar agar sumbu polarisasinya membentuk sudut 60⁰ terhadap polaroid yang tidak diputar.
(b) Secara umum, jika intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid kedua I₂ di mana I₂ = I₁ cos² θ.
Untuk kejadian pertama:
θ = 0⁰ → I₂ = I₁ cos² 0⁰ → I₂ = I₁
Untuk kejadia kedua,
θ = 60⁰ → I₂’ = I₁ cos² 60⁰ = ¼ I₁
Mari kita bandingkan I₂’ dan I₂
I₂’/I₂ = (I₁/4)/I₁ = ¼
Jadi, dengan memutar salah satu polaroid dengan sudut 60⁰, maka intensitas cahaya yang diteruskan berkurang menjadi ¼ dari nilainya semula (sebelum diputar).
(c) Untuk kejadian pertama, I₂ = I₁, sebab θ = 0⁰
Untuk kejadian kedua, I₂’ = I₁ cos² θ
Diinginkan I₂’ = ½ I₂ (PAHAMI PERTANYAAN c) sehingga
I₁ cos² θ = ½ I₁
cos² θ = ½
θ = 45⁰
Jadi, salah satu polaroid harus diputar agar sumbu polarisasinya membentuk sudut 45⁰ terhadap plaroid yang tidak diputar.

SOAL 2
Suatu cahaya tak terpolarisasi mengenai polaroid pertama dengan intensitas I₀. Tentukan intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid pertama dan kedua (nyatakan dalam I₀) jika sudut antara kedua sumbu polarisasi dari kedua polaroid adalah 30⁰.

Jawab:
Intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid pertama I₁, I₁ = ½ I₀. Intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid kedua I₂ dihitung dengan persamaan
I₂ = I₁ cos² θ = ½ I₀ cos² θ
Diketahui θ = 30⁰, maka
I₂ = ½ I₀ cos² 30⁰ = 3I₀/8