laporan praktikum eksperimen fisika: difraksi
DESCRIPTION
laporan eksperimen fisikaTRANSCRIPT
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ketika gelombang cahaya melewati sebuah celah kecil, suatu pola interferensi
akan teramati agak seperti spot tajam. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya terus
kebelakang celah ke daerah di mana suatu bayangan akan diharapkan jika
cahaya menjalar dalam garis-garis lurus. Gelombang lain seperti suara dan air
juga mempunyai sifat seperti ini yang dapat membelok pada sekitar
sudut-sudut. Fenomena ini dikenal sebagai difraksi yang juga dipandang
sebagai interferensi dari sejumlah besar sumber-sumber gelombang koheren.
Umumnya difraksi dapat terjadi bila gelombang lewat melalui bukan kecil
(celah sempit) disekitar rintangan atau melewati sisi yang tajam.
Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat
ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi
dapat dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat
gelas dengan mesin terukur berpresisi tinggi.
B. Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengamati peristiwa difraksi pada celah tunggal dan kisi difraksi.
2. Untuk mengukur panjang gelombang melalui peristiwa difraksi
1
II. TINJAUAN PUSTAKA
Teori interferensi adalah sebuah teori yang menyatakan bahwa manusia lupa
bukan karena kehilangan memori tetapi karena informasi lainnya menghalangi hal
yang ingin diingati. Teori ini, bersama dengan teori kemerosotan (decay theory),
diajukan sebagai sebab-sebab mengapa manusia dapat melupakan sesuatu.
Menurut teori ini, terdapat dua jenis "penganggu" (interference, interferensi):
interferensi proaktif dan interferensi retroaktif. Interferensi proaktif terjadi ketika
informasi yang dipelajari sebelumnya mengganggu pengingatan kembali suatu hal
yang dipelajari kemudian. Ini dapat menjadi bermasalah ketika informasi yang
baru tidak dapat digunakan dengan benar akibat diganggu informasi lama.
Interferensi retroaktif adalah kebalikan dari interferensi proaktif, di mana
informasi baru menggangu informasi lama. ( wikipedia.org/Teori_interferensi, 2008)
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.
2
Untuk menganalisa atau mensimulasikan pola-pola tersebut, dapat digunakan
Transformasi Fourier atau disebut juga dengan Fourier Optik. (wikipedia.co.id,
2008)
Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua
sumber cahaya yang koheren (cahaya dengan beda fase tetap). Percobaan Young
menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang
koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren,
sehingga pada layar terjadi pola-pola terang (interferensi konstruktif
= maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum). Pembelokan
gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi
gelombang. Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada
sebuah celah sempit juga akan mengalami lenturan. Difraksi cahaya terjadi juga
pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama.
Celah sempit yang demikian disebut kisi difraksi. Kisi adalah kepingan kaca yang
digores menurut garis sejajar dan banyak jumlahnya. Jarak antara kedua celah
tersebut disebut tetapan kisi .
Difraksi celah tunggal akan menghasilkan pola garis terang dan gelap pada layar.
Celah tunggal dapat dianggap terdiri dari beberapa celah sempit yang dibatasi
titik-titik dan setiap celah itu merupakan sumber cahaya sehingga satu sama lainya
dapat berinterferensi. Difraksi cahaya terjadi pula pada cahaya yang melalui
banyak celah sempit, dengan jarak celah sama. Celah sempit yang demikian
disebut kisi difraksi atau disingkat kisi. Semakin banyak celah pada sebuah kisi,
semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. (Widiatmoko, 2008)
3
III. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah sebagai
berikut :
1. Laser
2. Layar
3. Grating (celah)
4. Celah tunggal (single slit)
5. Penggaris
6. Statif
7. Filter cahaya tampak untuk warna hijau merah
Gambar 3.1 Layar
4
Gambar 3.2 Laser
Gambar 3.3 Kisi
Gambar 3.3 Rangkaian difraksi pada kisi
B. Prosedur Percobaan
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam percoban ini adalah :
1. Pada celah tunggal
5
a. Mengatur keluaran sinar laser dengan slit dari pudak sama tinggi.
b. Menentukan lebar celah dengan melihat skala yang menempel pada slit.
c. Menghidupkan laser dan mengamati pola difraksi pada dinding
(membuat jarak laser dengan slit sekitar beberapa cm dan jarak slit
dengan diding sekita 4 m.
d. Mengukur jarak antara pola bayangan.
e. Mengukur jarak antara celah dan dinding dan jarak antara pola satu
dengan yang lain. Dari sini kita dapat menghitung dengan rumus
sinus. Mengkonfirmasi hasil percobaan dengan perhitungan.
f. Mengulang no 2 dengan lebar celah yang berbeda dan mengukur jarak
antara pola bayangan. Pengaturannya dengan memutar baut pada celah
tunggal.
2. Pada kisi
a. Mengatur keluaran sinar laser dengan kisi sama tinggi.
b. Menenmpatkan kisi di depan laser sejauh beberapa cm dan jarak layar
sekitar 20 cm..
c. Menghidupkan laser dan mengamati bayangan pada layar untuk
maksimum orde ke-nol, ke-1 dan ke-2. Dari situ dapat menentukan
beberapa sudut orde ke-nol, ke-1 dan ke-2.
d. Mengganti laser dengan lampu cahaya tampak yang difilter dengan
warna hijau dan merah dan menentukan berapa sudut orde ke-nol, ke-1
dan ke-2 dan seterusnya yang mungkin.
e. Mengubah jarak kisi dan layar dan mengamati hasilnya.
6
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
Setelah dilakukan percobaan maka didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 4.1 Pengukuran panjang gelombang pada difraksi celah tunggal
Tabel 4.2 Pengukuran lebar celah pada difraksi celah tunggal
Tabel 4.2 Pengukuran lebar celah (d) pada kisi difraksi
Tabel 4.2 Pengukuran panjang gelombang ( ) pada kisi difraksi
7
B. Pembahasan
Pada eksperimen difraksi celah tunggal, digunakan laser dengan lebar celah 0,6
mm atau . Sinar laser yang melewati celah kemudian jatuh pada layar
atau dinding. Cahaya yang tampak pada dinding berupa gelombang-gelombang
yang terlihat sebagai titik-titik gahaya yang terang gelap secara bergantian
membentuk sebuah garis lurus. Cahaya pada l;ayar terbagi menjadi dua arah
yang pusatnya berada ditengah-tengah dan memiliki sinar yang paling terang.
Semakin menjauhi pusat maka cahaya pada layar semakin redup. Kemudian
dilakukan pengukuran jarak celah dengan layar dan didapatkan L sebesar 442
cm atau 4,42 m. kemudian dilakukan pengukuran jarak antara titik terang pusat
pada layar dengan titik gelap m = 1 sampai m = 4 dan diperoleh nilai sebesar
0,6; 1,1; 1,6; 2,2 cm. Kemudian dengan data tersebut kita dapat menghitung
panjang gelombang dengan persamaan , tetapi terlebih dahulu
kita harus mencari nilai .
Pada eksperimen difraksi celah tunggal yang kedua dilakukan dengan
menggunakan celah sembarang dan panjang gelombang telah diketahui sebesar
. Pada percobaan ini dilakukan kegiatan yang sama dengan
kegiatan pertama yaitu mengukur nilai L dan nilai y kemudian dengan
menggunakan persamaan kita dapat mencari nilai sebagai lebar
celah, tetapi dengan mencari nilai terlebih dahulu.
Pada difraksi celah tunggal terjadi difraksi fraunhofer. Difraksi fraunhofer
dapat diterangkan dengan menggunakan prinsip huygens, yaitu tiap bagian dari
8
celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian lainya dan intensitas
resultannya pada layar bergantung pada sudut .
Pola interferensi yang dihasilkan oleh difraksi celah tunggal terlalu menyebar
untuk menghasilkan suatu ketelitian. Ternyata dengan membuat banyak celah,
garis-garis terang gelap yang dihasilkan pada layar menjadi jauh lebih tajam.
Untuk eksperimen dengan menggunakan kisi difraksi, berkas cahaya yang
melewati kisi diukur panjangnya dari pusat yaitu hanya untuk orde m=1 dan
m=2. Kisi yang digunakan pada eksperimen ini mempunyai celah sebanyak
600 line/mm, dilakukan pula pengukuran jarak kisi dengan layar (L) dan y
sehingga kita juga dapat mengukur panjang gelombangnya.
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai panjang gelombang
dan juga perhitungan lebar celah . Kesalahan
relatif mungkin saja terjadi karena kurangnya ketelitian pada saat pengambilan
data dan mengukur nilai y .
9
V. KESIMPULAN
Dari percobaan difraksi maka dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada difraksi celah tunggal menghasilkan difraksi fraunhofer.
2. Pola interferensi yang dihasilkan oleh difraksi celah tunggal terlalu menyebar
(kurang tajam) sehingga dibuat banyak celah agar garis-garis terang dan gelap
yang dihasilkan pada layar menjadi jauh lebih tajam.
3. Difraksi karena lubang kecil atau celah sempit berbentuk lingkaran mengurangi
kemampuan pemisahan bayangan dari suatu alat optik .
4. Pada pengukuran celah tunggal semakin gelap garis yang dihasilkan maka nilai
panjang gelombangnya semakin besar.
5. Untuk jarak L dan y semakin besar , panjang gelombangnya yang dihasilkan
semakin besar, karena berbanding lurus terhadap .
10
DAFTAR PUSTAKA
http://www.wikipedia.org/wiki/Teori_interferensi, 30 November 2008
http://www.wikipedia.co.id/Difraksi, 30 November 2008
http://books.google.co.id/Difraksi+celah+tunggal, 30 November 2008
Widiatmoko, eko. Apa itu spestroskop? / blog 102FM_ITB 30 November 2008
11
LAMPIRAN
12