Optika Fisis (disebut juga Optika Gelombang) adalah cabang ilmu optika yang mempelajari sifat-sifat dan perilaku cahaya dengan menganggap cahaya sebagai gelombang elektromagnetik. Berbeda dengan optika geometri yang hanya menggunakan pendekatan sinar lurus, optika fisis berfokus pada fenomena yang hanya dapat dijelaskan melalui sifat gelombang.
Konsep utama dalam Optika Fisis mencakup empat fenomena dasar:
1. Interferensi (Perpaduan Gelombang)
Interferensi adalah superposisi (penjumlahan) dari dua atau lebih gelombang cahaya yang koheren (memiliki beda fase yang konstan). Hasil perpaduan ini menghasilkan pola terang dan gelap.
- Interferensi Konstruktif (Pola Terang): Terjadi ketika dua gelombang bertemu pada fase yang sama (puncak bertemu puncak atau lembah bertemu lembah), sehingga saling menguatkan.
- Interferensi Destruktif (Pola Gelap): Terjadi ketika dua gelombang bertemu pada fase yang berlawanan (puncak bertemu lembah), sehingga saling meniadakan.
- Contoh Eksperimen:
- Percobaan Celah Ganda Young: Menunjukkan pola interferensi pita terang dan gelap pada layar.
- Interferensi pada Lapisan Tipis: Menjelaskan mengapa muncul warna-warni pada gelembung sabun atau lapisan minyak di atas air.
2. Difraksi (Pelenturan Gelombang)
Difraksi adalah peristiwa pelenturan atau penyebaran gelombang cahaya ketika melewati celah sempit atau mengelilingi tepi penghalang. Difraksi menunjukkan bahwa cahaya tidak selalu merambat lurus secara sempurna.
- Difraksi Celah Tunggal: Pola yang terbentuk berupa pita terang pusat yang lebar, diikuti oleh pita-pita terang dan gelap yang semakin kecil intensitasnya.
- Difraksi Kisi (Kisi Difraksi): Kisi adalah serangkaian celah sempit yang berjarak sangat dekat dan teratur. Difraksi kisi menghasilkan pola yang jauh lebih tajam dan terpisah, menjadikannya alat penting untuk mengukur panjang gelombang cahaya $(\lambda)$.
- Daya Urai (Resolving Power): Konsep yang terkait dengan difraksi, mendefinisikan kemampuan alat optik (seperti mikroskop atau teleskop) untuk membedakan dua benda yang letaknya berdekatan. Batas daya urai ditentukan oleh panjang gelombang cahaya yang digunakan dan diameter lensa.
3. Polarisasi (Pengutuban Gelombang)
Polarisasi adalah pembatasan arah getar medan listrik dari gelombang cahaya (yang merupakan gelombang transversal) sehingga hanya memiliki satu atau sebagian arah getar tertentu.
- Cahaya alami (tak terpolarisasi) bergetar ke segala arah tegak lurus terhadap arah rambatnya.
- Cahaya Terpolarisasi: Cahaya yang getarannya hanya ke satu arah (disebut terpolarisasi linier) atau pola tertentu (melingkar/eliptik).
- Penyebab Polarisasi:
- Penyerapan Selektif: Menggunakan bahan seperti Polaroid.
- Pemantulan: Cahaya yang dipantulkan dari permukaan non-logam pada sudut tertentu (Sudut Brewster) akan terpolarisasi.
- Pembiasan Ganda: Terjadi pada kristal tertentu.
4. Dispersi (Penguraian Gelombang)
Dispersi adalah penguraian cahaya polikromatik (seperti cahaya putih) menjadi komponen-komponen warna penyusunnya (spektrum) karena perbedaan kecepatan (dan indeks bias) setiap warna dalam medium tertentu.
- Prinsip Kerja: Cahaya yang masuk ke dalam prisma akan dibiaskan. Indeks bias ($n$) suatu medium bergantung pada panjang gelombang ($\lambda$). Cahaya dengan $\lambda$ yang lebih pendek (ungu/biru) memiliki $n$ lebih besar dan dibiaskan lebih kuat dibandingkan cahaya dengan $\lambda$ yang lebih panjang (merah).
- Contoh Fenomena: Terbentuknya pelangi setelah hujan.