Home Sains & Teknologi Bisakah Cahaya Melengkung di Sudut ?

Bisakah Cahaya Melengkung di Sudut ?

43
0

Ya, cahaya bisa melengkung di sudut-sudut. Bahkan, cahaya selalu melengkung di sudut sampai batas tertentu.

diffraction red - Bisakah Cahaya Melengkung di Sudut ?
Gelombang cahaya memang melengkung di sudut-sudut karena difraksi, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi ini. 
Gambar Domain Publik, sumber: Christopher S. Baird.

Ini adalah sifat dasar cahaya dan semua gelombang lainnya. Jumlah cahaya yang tertekuk atau melengkung di sudut tergantung pada situasi yang tepat. Untuk cahaya tampak pada skala manusia, jumlah cahaya yang melengkung di sudut sering kali terlalu kecil untuk diperhatikan kecuali Anda tahu cara mencarinya. Kemampuan cahaya untuk menekuk sudut juga dikenal sebagai “difraksi”. Ada dua mekanisme yang menyebabkan cahaya menekuk di sudut-sudut.

1. Difraksi Internal.
Cahaya jauh lebih kompleks daripada yang disadari banyak orang. Gambar sinar cahaya, yang menggambarkan cahaya sebagai sekelompok anak panah yang bergerak dalam garis lurus dan memantulkan objek, adalah gambar yang dapat dimengerti dan bahkan bermanfaat, tetapi sangat disederhanakan. 

Pada kenyataannya, cahaya adalah gelombang yang dikuantifikasi dari medan elektromagnetik. Gelombang cahaya selalu melawan dirinya sendiri, yang mengarah ke interferensi internal dari berbagai komponen gelombang dalam apa yang kita sebut difraksi internal. Difraksi ini menyebabkan seberkas cahaya menyebar perlahan saat bergerak, sehingga sebagian cahaya melengkung menjauh dari gerakan garis lurus bagian utama gelombang. Bahkan sinar laser yang tampaknya sempurna menyebar saat mereka bepergian karena difraksi internal. 

Efek memalingkan beberapa cahaya dari arah depan adalah bentuk “melengkung di sudut” bahkan ketika sudut mungkin tidak ada. Kecenderungan balok untuk menyebar melalui difraksi membuatnya sehingga berkas cahaya tidak pernah bisa difokuskan ke titik yang sempurna, dan, akibatnya, mikroskop cahaya tidak dapat melakukan pembesaran tanpa batas. 

Banyak buku teks menyiratkan bahwa semua difraksi disebabkan oleh cahaya yang berinteraksi dengan suatu objek. Ini tidak sepenuhnya benar. Sinar cahaya yang terbatas bergerak melalui ruang bebas di mana tidak ada benda yang hadir masih akan menyebar karena difraksi internal. Nama-nama lain untuk difraksi internal sederhana adalah “penyebaran balok” atau “divergensi berkas”. Perhatikan bahwa ketika suatu sistem melibatkan pembuatan beberapa balok,

SS2832736 668x1024 - Bisakah Cahaya Melengkung di Sudut ?
Percobaan difraksi cahaya menguji sifat melengkung.

Secara umum, sinar cahaya menyebar lebih banyak (membelokkan sudut lebih) jika balok memiliki lebar balok sempit dibandingkan dengan panjang gelombangnya. Oleh karena itu cahaya dapat dibuat untuk menyebar lebih banyak dengan mengurangi lebar balok atau dengan menambah panjang gelombang cahaya. 

Panjang gelombang cahaya tampak sangat kecil sehingga Anda harus menggunakan sinar cahaya tampak yang sangat sempit untuk dapat melihat difraksinya. Balok sempit seperti itu biasanya diperoleh dengan menjalankan cahaya melalui celah yang sangat sempit. Untuk cahaya dengan panjang gelombang besar seperti gelombang radio, pelengkungan gelombang di sekitar objek skala manusia jauh lebih kuat. 

Cahaya dari senter menyebar bukan karena difraksi. Ini menyebar karena cermin dalam senter dirancang khusus untuk memantulkan cahaya ke berbagai arah. Selain itu, ketidakjelasan bayangan dalam kehidupan sehari-hari tidak disebabkan oleh difraksi, tetapi sebaliknya disebabkan oleh fakta bahwa sumber cahaya yang diperluas menciptakan banyak, bayangan sedikit ganda, dari objek yang bersama tampak kabur.

2. Interaksi dengan Objek
Cahaya juga dapat berinteraksi dengan objek sedemikian rupa sehingga kemampuannya untuk menekuk di sudut-sudut ditingkatkan. Cahaya yang melewati celah sederhana dan difraksi dapat digambarkan sebagai cahaya yang berinteraksi dengan suatu objek, tetapi situasi seperti itu lebih merupakan kasus difraksi internal. 

Celah hanya menciptakan balok sempit dan kemudian tidak melakukan apa-apa lagi, sehingga difraksi dalam kasus seperti itu dihasilkan secara internal dari balok sempit yang mengganggu dirinya sendiri. Sebaliknya, ada kasus-kasus di mana interaksi cahaya dengan suatu objek lebih berpengaruh pada cahaya daripada hanya mengubah lebar berkasnya. 

Jika cahaya mengenai benda yang terbuat dari bahan konduksi (seperti logam), medan elektromagnetik dalam cahaya mengerahkan kekuatan dan mempercepat muatan gratis dalam konduktor, sehingga mendorong arus listrik di permukaan benda konduksi. Arus listrik berosilasi ini menciptakan lebih banyak cahaya, dan cahaya ini menyebabkan lebih banyak arus. Hasil akhirnya adalah bagian dari cahaya yang mengenai material konduktif elektrik berpasangan dengan permukaan benda dan bergerak sebagai gelombang permukaan. Oleh karena itu cahaya dapat menekuk di sudut benda dengan menaiki permukaan benda yang melengkung. 

Untuk permukaan yang halus, cahaya dapat melakukan perjalanan di sepanjang permukaan untuk jarak yang relatif panjang. Namun, kekasaran, penyimpangan, retakan, gundukan, dan jahitan pada permukaan objek mengganggu sambungan antara cahaya dan arus listrik di permukaan, sehingga gelombang permukaan cenderung menyebar ke ruang angkasa pada rintangan seperti itu alih-alih terus naik permukaan . 

Dalam optik, gelombang cahaya yang mengendarai permukaan benda konduktif disebut “plasmon permukaan”. 

Dalam radar, gelombang semacam itu disebut “gelombang merayap” atau sekadar “gelombang permukaan”. Dalam gambar radar, efek gelombang merayap ini dapat menyebabkan gambar yang secara fisik penting atau gambar gema objek, karena dibutuhkan waktu lebih lama bagi gelombang pantulan yang bergerak perlahan untuk kembali ke penerima daripada gelombang pantulan utama.

Sumber: West Texas A&M University

printfriendly button - Bisakah Cahaya Melengkung di Sudut ?

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here