Turunan dari Fisika Optik mencakup berbagai cabang ilmu yang lebih spesifik yang mengembangkan konsep-konsep dasar fisika optik untuk aplikasi yang lebih praktis dan teoritis. Beberapa cabang utama yang berkembang dari fisika optik adalah sebagai berikut:
1. Optik Geometris
Optik geometris adalah cabang dari fisika optik yang mempelajari perilaku cahaya dengan menganggap cahaya sebagai garis lurus. Ini sangat berguna untuk memodelkan fenomena cahaya pada skala besar atau pada situasi di mana panjang gelombang cahaya tidak relevan, seperti dalam peralatan optik biasa (mikroskop, teleskop, dan lensa).
- Hukum Pemantulan dan Pembiasan: Melibatkan prinsip dasar refleksi dan refraksi cahaya.
- Lensa dan Cermin: Mengkaji penggunaan lensa dan cermin untuk membentuk gambar dan memfokuskan cahaya.
2. Optik Fisik
Optik fisik mengembangkan konsep gelombang cahaya yang lebih mendalam, termasuk fenomena seperti interferensi, difraksi, dan polarisasi. Cabang ini menggunakan prinsip-prinsip gelombang untuk menjelaskan fenomena optik yang tidak dapat dijelaskan oleh optik geometris.
- Interferensi Cahaya: Fenomena ketika dua gelombang cahaya bertemu dan menghasilkan pola interferensi, seperti dalam eksperimen celah ganda Young.
- Difraksi: Pembelokan cahaya yang terjadi saat cahaya melewati celah sempit atau mengelilingi objek, yang dijelaskan dengan teori gelombang.
- Polarisasi: Proses penyaringan cahaya sehingga hanya gelombang cahaya dengan arah getaran tertentu yang diteruskan.
3. Optik Kuantum
Optik kuantum adalah cabang yang menggabungkan konsep-konsep dari mekanika kuantum dan optik. Dalam optik kuantum, cahaya tidak hanya dipahami sebagai gelombang atau partikel, tetapi sebagai foton, partikel kuantum yang memiliki sifat gelombang dan partikel.
- Foton: Cahaya dianggap sebagai paket energi yang disebut foton, yang merupakan konsep kunci dalam teori optik kuantum.
- Efek Fotolistrik: Fenomena yang menjelaskan bagaimana cahaya dapat mengeluarkan elektron dari permukaan material, yang pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein.
- Laser: Teknologi yang menggunakan pemancaran radiasi terkoheren dari foton, yang didasarkan pada prinsip optik kuantum.
4. Optik Nonlinear
Optik nonlinear mempelajari fenomena optik yang terjadi dalam medium di mana respons optik tidak proporsional terhadap intensitas cahaya. Ini terjadi ketika cahaya dengan intensitas sangat tinggi berinteraksi dengan material.
- Harmonisasi Frekuensi: Proses di mana dua foton bertemu dan menghasilkan foton baru dengan dua kali frekuensi cahaya asli.
- Penskalaan Frekuensi: Pengubahan frekuensi cahaya, seperti dalam sistem laser yang menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang berbeda.
- Fotonik Nonlinear: Fenomena yang digunakan dalam teknologi komunikasi optik untuk mempercepat proses dan meningkatkan kapasitas transmisi data.
5. Optik Terapan
Optik terapan mencakup penerapan prinsip-prinsip fisika optik dalam berbagai teknologi dan industri. Ini termasuk pengembangan alat dan perangkat yang memanfaatkan sifat cahaya untuk berbagai keperluan.
- Optik Medis: Penggunaan teknologi optik dalam diagnosis dan perawatan medis, seperti dalam sistem pencitraan medis (misalnya, endoskopi dan laser medis).
- Telekomunikasi Serat Optik: Penggunaan serat optik untuk mentransmisikan sinyal cahaya, yang digunakan dalam sistem komunikasi telepon dan internet berkecepatan tinggi.
- Sistem Pencitraan: Teknologi pencitraan optik yang digunakan dalam kamera, mikroskop, teleskop, dan pemindai optik.
6. Optik Astronomi
Optik astronomi adalah cabang fisika optik yang berfokus pada penggunaan cahaya untuk mempelajari objek-objek astronomi, seperti bintang, planet, dan galaksi. Dalam bidang ini, teleskop dan instrumen optik digunakan untuk mengamati objek langit dan mempelajari fenomena fisik di luar Bumi.
- Teleskop Optik: Digunakan untuk mengamati objek langit dalam spektrum cahaya tampak.
- Astronomi Spektroskopi: Menggunakan spektrometer untuk menganalisis cahaya yang datang dari bintang dan planet untuk mengetahui komposisi kimia, suhu, dan pergerakan objek tersebut.
7. Optik Fotografi dan Pencitraan
Cabang ini mencakup penggunaan cahaya untuk menghasilkan gambar dan rekaman visual. Termasuk di dalamnya adalah teknik fotografi dan penggunaan sensor optik.
- Fotografi: Penggunaan lensa, film atau sensor digital untuk menangkap gambar cahaya.
- Pencitraan Satelit dan Penginderaan Jauh: Penggunaan sensor optik pada satelit untuk memantau Bumi dan atmosfer.
8. Optik Serat
Optik serat adalah teknologi yang menggunakan serat kaca atau plastik untuk mentransmisikan cahaya dengan efisien. Teknologi ini sangat penting dalam komunikasi data dan aplikasi medis.
- Komunikasi Serat Optik: Mentrasmisikan sinyal data melalui serat optik, yang memungkinkan pengiriman informasi dengan kecepatan tinggi.
- Sensor Optik: Penggunaan serat optik untuk memantau parameter fisik, seperti suhu dan tekanan, dalam berbagai aplikasi industri dan ilmiah.
9. Metrologi Optik
Metrologi optik adalah cabang fisika optik yang berfokus pada pengukuran dengan menggunakan teknologi optik, seperti pengukuran panjang gelombang cahaya atau analisis interferensi cahaya untuk mengukur jarak atau ketelitian tinggi.
- Interferometri: Menggunakan interferensi cahaya untuk mengukur panjang atau jarak dengan presisi tinggi.
- Pencitraan Mikroskopik: Menggunakan mikroskop untuk mengukur objek-objek kecil pada skala mikrometer atau lebih kecil.
Secara keseluruhan, fisika optik dan berbagai cabang turunannya memainkan peran kunci dalam banyak aspek kehidupan sehari-hari dan berbagai kemajuan teknologi modern, mulai dari komunikasi hingga perawatan medis.
