Laporan Praktikum
Laser Layar
Celah /kisi
OLEH, NAMA NO.STAMBUK KELOMPOK ASISTEN
: MA’FIRANI SYAM
: A 241 14 020 :I : RIYAN SETIAWAN UKI
LABORATORIUM FISIKA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS TADULAKO PALU 2016
i
KATA PENGANTAR B is milla millahirr hirr ahman ahmanirr irr ahim ahim
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah S.W.T, karena berkat rahmat dan taufik-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Gelombang dan Optik mengenai “Interferensi Celah Ganda” . Selanjutnya penulis berterima kasih kepada kak Riyan Setiawan Uki selaku asisten praktikum yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan laporan ini. Selanjutnya penulis juga berterima kasih kepada semua pihak yang telah memberi kritik dan masukan terhadap penyajian laporan praktikum ini. Meskipun telah berusaha dengan segenap kemampuan, namun penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis menerima adanya kritik dan saran yang membangun dari pihak manapun demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhir kata penulis ucapkan selamat membaca. Semoga laporan ini dapat bermanfaat dan khususnya mendapatkan nilai yang memuaskan. Wassalamu’alaikum Wassalamu’alaikum wr,wb. Palu, Oktober 2016 Penulis
ii
DAFTAR ISI LEMBAR KOREKSI ........................................................................................... i KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii DAFTAR ISI ............................................................. .......................................... iii BAB I PENDAHULUAN...................................................... ................................ 1 1.1. Latar Belakang ............................................................ .................... 1 1.2. Tujuan Percobaan ................................................................. ..........1 1.3. Alat dan Bahan ............................................................ .................... 1 BAB II INTERFERENSI CAHAYA .............................................................. ........2 BAB III METODE PENELITIAN................................................................ ..........7 3.1. Jenis Penelitian ........................................................... .................... 7 3.2. Waktu dan Tempat ................................................................ ..........7 3.3. Prosedur Kerja................................................................................. 7 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 9 4.1. Hasil Pengamatan ................................................................. ..........9 4.2. Analisa Data ................................................................ .................... 11 4.3. Pembahasan ............................................................... .................... 21 BAB V KESIMPULAN .................................................................... .................... 25 5.1. Kesimpulan` ................................................................ .................... 25 DAFTAR PUSTAKA........................................................... ................................ 25 LAPORAN SEMENTARA
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik transversal. Dikatakan
transversal karena arah getar medan magnetik dan medan listriknya tegak lurus terhadap arah perambatan. Jika cahaya adalah gelombang, maka cahaya akan mengalami fenomena yang disebut Interferensi. Jika diletakkan sumber cahaya yang berdekatan di depan sebuah layar, akan terlihat pola interferensi cahaya berupa garis-garis terang dan gelap. Untuk mengetahui dan menyaksikan secara langsung fenomena interferensi ini, maka dilakukan praktikum Interferensi Celah Ganda dengan menggunakan satu sumber cahaya dan diberikan gangguan berupa kisi
1.2.
Tujuan Percobaan Mengamati pola interferensi yang dihasilkan oleh celah ganda dan kisi
1.3.
Alat dan Bahan 1.
Sumber cahaya/ Laser.
2.
Bangku optik.
3.
Layar
4.
Kisi 100 garis/mm
5.
Kisi 300 garis/mm
6.
Mistar
1
BAB II INTERFERENSI CAHAYA
Interferensi Cahaya dalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap. Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu a. Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif) b. Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau destruktif) Paduan Gelombang
(a)
(b)
Gambar 2.1. (a) Gelombang Saling menguatkan (b) Gelombang Saling melemahkan
2.1. Beda Lintasan Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempit mempunyai dua perbedaan (beda lintasan), hal ini yang menghasilkan pola interferensi. 2
Gambar 2.2 Beda Lintasan
2.2. Kondisi Interferensi
Gambar 2.3 Kondisi Interferensi
2.3. Syarat Interferensi maksimum Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase) yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang .
= ............................................................... .............................................. (1) dengan n = 0, 1, 2 ...
3
Bilangan n disebut orde terang. Untuk n = 0 disebut terang pusat, n = 1 disebut terang ke-1 dan seterusnya. Karena jarak celah ke layar l j auh lebih besar sari jarak kedua celah d (l >> d ), maka sudut sangat kecil, sehingga sin
tan
p/l.
Dengan demikian
=
.............................................................................. .................................... (2)
Dengan p adalah jarak terang ke-n ke pusat terang
2.4. Syarat Interferensi minimum Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gelombang 180 0, yaitu jika selisih lintasannya sama dengan bilangan ganjil kali setengah
.
= ( − 12) ................................................................ .................................... (3) dengan m = 1, 2, 3 ... Bilangan m disebut sebagai orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk itu m = 1 disebut gelap ke-1 dst. Mengingat sin
tan
p/l, maka
− 1) ............................................................................................ ............ (4)
=(
Dengan jarak p adalah jarak gelap ke-m ke pusat gelap. Jarak antara dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap berurtan. Jika jarak itu disebut ∆ p
= ................................................................................ .................................... (5)
4
2.5. Interferensi celah ganda :
-
Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801
-
Ketika dua gelombang cahay yang koheren menyinari dua celah yang sempit, maka akan teramati pola interfernsi terang dan gelap pada layar.
Gambar 2.4 Interferensi Celah Ganda Interferensi optik dapat terjadi jika dua gelombang (cahaya) secara simultan hadir dalam daerah yang sama
θ
S 3
θ
Gambar 2.5 Interferensi Optik
S1, S2 dan S 3 adalah celah sempit yang dilalui oleh cahaya dengan panjang gelombang ė. Gelombang cahaya yang memancar dari S3 akan mengenai celah S1
5
dan S2 , dan menurut teori Huygens dari S1 dan S2 akan memancar gelombanggelombang cahaya yang koheren. Kerja sama antara kedua gelombang yang berasal dari S1 dan S2 diamati pada layer di titik P . Beda antara lintasan optic anatara kedua sumbu S1 dan S2 di P adalah sebagai berikut :
1 − 2 = 1 − 2 ........................................................... .................................... (6) 1 = .......................................................................................................... (7) dengan tan
= ................................................................................................................ (8)
Untuk θ << (sudut yang sangat kecil ), maka tan
1 − 2 =
θ ≈ sinθ ,
sehingga :
........................................................................................................... (9)
interferensi konstruktif ( maksimum = terang) terjadi di P bila :
1 − 2 = ......................................................................................................... (10) dengan, m= 0,1,2,dst atau
=
................................................................ .............................................. (11)
sehingga
= ....................................................... ........................................................ (12) Interferensi destruktif ( minimum = gelap) terjadi P bila :
= ( + 12) ......................................................... ............................................ (13) dengan m = 0,1,2 dst
6
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Jenis Penelitian Eksperimen Murni, yaitu penelitian yang semua variabel-variabel dalam penelitian dapat dikontrol semuanya.
3.2. Waktu dan Tempat Waktu
: Senin, 24 oktober 2016
Tempat : Laboratorium Gelombang dan Optik
3.3. Prosedur Kerja 1.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan di gunakan pada percobaan ini.
2.
Merangkai alat dan bahan yang akan di gunakan seperti pada gambar di bawah ini :
Gambar 3.1. susunan rangkaian alat dan bahan 3.
Menyalakan sumber cahaya dengan cara menekan tombol on pada pada sumber cahaya tersebut
4.
Mengatur letak celah dengan cara menggeser kearah sumber cahaya atau ke layar menggunakan 100 kisi.
7
5.
Mengukur panjang jarak antara kisi ke dinding atau layar sepanjang 20 cm menggunakan mistar
6.
Mengukur jarak antara sumber cahaya atau laser ke kisi mistar
7.
Mengukur lebar pusat terang masing masing pita terang dan mengukur lebar masing masing pita gelap hingga orde ke-3 dengan menggunakan mistar
8.
Mencatat nilai yang di dapatkan pada tabel laporan sementara.
9.
Mengatur letak celah dengan cara menggeser kearah sumber cahaya atau ke layar menggunakan 300 kisi.
10. Mengukur lebar pusat terang masing masing pita terang dan ukur lebar masing masing pita gelap hingga orde ke-3 11. Mencatat nilai yang di dapatkan pada tabel laporan sementara. 12. Mengulangi langkah 3-9 untuk panjang jarak antara kisi ke dinding atau layar sepanjang 40 cm.
8
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengamatan 1. 100 Kisi = 20 x 10 -2 m
1) Jarak kisi ke layar (L)
Jarak sumber cahaya ke kisi = 61 x 10 -2 m P (m) No
K Terang
Gelap
1
1
1,0 x 10 -2
1,36 x 10 -1
2
2
2,0 x 10 -2
2,06 x 10 -1
3
3
3,0 x 10 -2
2,57 x 10 -1
= 40 x 10 -2 m
2) Jarak kisi ke layar (L)
Jarak sumber cahaya ke kisi = 41 x 10 -2 m P (m) No
K Terang
Gelap
1
1
2,1 x 10 -2
1,67 x 10 -1
2
2
4,1 x 10 -2
2,67 x 10 -1
3
3
6,1 x 10 -2
3,45 x 10 -1
1
1
100
d = =
= 0,01 mm/garis = 1 x 10 -5 m
NST mistar = 0,1 cm = 1x10 -3m. λ = 632,8 nm = 6, 32 x 10 -7 m
9
3)
300 Kisi = 20 x 10 -2 m
1) Jarak kisi ke layar (L)
Jarak sumber cahaya ke kisi = 61 x 10 -2 m P (m) No
K Terang
Gelap
1
1
4,1 x 10 -2
1,23 x 10 -1
2
2
8,7 x 10 -2
1,88 x 10 -1
3
3
15,2 x 10 -2
2,53 x 10 -1
= 40 x 10 -2 m
2) Jarak kisi ke layar (L)
Jarak sumber cahaya ke kisi = 41 x 10 -2 m P (m) No
K Terang
Gelap
1
1
8,3 x 10 -2
2,3 x 10-1
2
2
17,6 x 10 -2
3,55 x 10 -1
3
3
30,1 x 10 -2
4,50 x 10 -1
1
1
300
d = =
= 0,00333 mm/garis = 3,33 x 10 -6 m
NST mistar = 0,1 cm = 1x10 -3m. λ = 632,8 nm = 6, 32 x 10 -9 m
10
4.2. Analisa Data 1. Untuk Kisi 100 garis/mm A. Perhitungan Umum λ =
1) L = 20 x 10 -2 m a)
K=1 Terang λ =
1,00 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,00 10−7 1(2,00 10−1 )
Gelap λ =
b)
1,36 10−1 (1,00 10−5 ) = 6,80 10−6 1(2,00 10−1 )
K=2 Terang λ =
2,00 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,00 10−7 2(2,00 10−1 )
Gelap λ =
c)
2,06 10−1 (1,00 10−5 ) = 5,15 10−6 (2)(2,00 10 −1 )
K=3 Terang λ =
3,00 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,00 10−7 3(2,00 10−1 )
Gelap λ =
2,57 10−1 (1,00 10−5 ) = 4,28 10−6 3(2,00 10−1 )
11
2) L = 40 x 10 -2 m a) K = 1 Terang λ =
2,10 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,25 10−7 1(4,00 10−1 )
Gelap λ =
1,67 10−1 (1,00 10−5 ) = 4,18 10−6 1(4,00 10−1 )
b) K = 2 Terang λ =
4,10 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,13 10−7 2(4,00 10−1 )
Gelap λ =
c)
2,67 10−1 (1,00 10−5 ) = 3,34 10−6 (2)(4,00 10 −1 )
K=3 Terang λ =
6,10 10−2 (1,00 10−5 ) = 5,08 10−7 3(4,00 10−1 )
Gelap λ =
3,45 10−1 (1,00 10−5 ) = 2,88 10−6 3(4,00 10−1 )
B. Perhitungan Ralat
∆λ = ∆λ |∆p|+∆λ |∆| ∆λ = |∆p|+ |∆| 2
12
∆p = ∆
1
1
2
2
= Nst mistar =
0,001 = 510−4 m
1) L = 20 x 10 -2 m a) K = 1 Terang
−5
−5
x 10 1,001 x 0,210 |510−4 |+0,01 1 1,00 |510−4 | (0,2)
∆ λ 1
=
∆ λ 1 ∆ λ 1
= 2,50 x 10−8 + 1,25 x 10−9
Ktpm
= 2,63 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 2,63 x 10 -8 m
∆ λ 1 x 100% λ 1 ∆ λ 1 λ 1
=
2,63 x 10−8 5,00 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0525
= 5,25 % = 2,28
≈ 2
Pelaporan : (5,00 0,26 ) x 10 -7 m
b) K = 2 Terang
−5
−5
x 10 ) 1,002 x 0,210 |510−4 |+(0,02)2(1,00 |510−4 | (0,2)
∆ λ 2
=
∆ λ 2 ∆ λ 2
= 1,25 x 10−8 + 1,25 x 10−9
Ktpm
= 1,38 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 1,38 x 10 -8 m
∆ λ 2 x 100% λ 2 ∆ λ 2 λ 2 13
=
1,38 x 10−8 5,00 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0275
= 2,75 % = 2,56
≈ 3
Pelaporan : (5,000 0,138 ) x 10 -7 m
c)
K=3 Terang
−5
−5
10 x 10 ) 1,003 x 0,2 |510−4 |+(0,03)3(1,00 |510−4 | (0,2)
∆ λ 3
=
∆ λ 3 ∆ λ 3
= 8,33 x 10−9 + 1,25 x 10−9
Ktpm
= 1,38 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 9,58 x 10 -9 m
∆ λ 3 x 100% λ 3 ∆ λ 2 λ 2
=
9,58 x 10−9 5,00 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0192
= 1,92 % = 2,72
≈ 3
Pelaporan : (5,0000 0,0958 ) x 10 -7 m
2) L = 40 x 10 -2 m a) K = 1 Terang
−5
−5
x 10 1,001 x 0,410 |510−4 |+0,0211 1,00 |510−4| (0,4)
∆ λ 1
=
∆ λ 1 ∆ λ 1
= 1,25 x 10−8 + 6,50 x 10−10
Ktpm
= 1,32 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 1,32 x 10 -8 m
∆ λ 1 x 100% λ 1 ∆ λ 1 λ 1
14
=
1,32 x 10−8 5,25 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0251
= 2,51 % = 2,60
≈ 3
Pelaporan : (5,250 0,132 ) x 10 -7 m
b) K = 2 Terang
−5
−5
x 10 ) 1,002 x 0,410 |510−4 |+(0,041)2(1,00 |510−4| (0,4)
∆ λ 2
=
∆ λ 2 ∆ λ 2
= 6,25 x 10−9 + 6,41 x 10−10
Ktpm
= 6,89 x 10 -9 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 6,89 x 10 -9 m
∆ λ 2 x 100% λ 2 ∆ λ 2 λ 2
=
6,89 x 10−9 5,13 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0134
= 1,34 % = 2,87
≈ 3
Pelaporan : (5,1300 0,0689 ) x 10 -7 m
c)
K=3 Terang
−5
−5
10 x 10 ) 1,003 x 0,4 |510−4 |+(0,061)3(1,00 |510−4| (0,4)
∆ λ 3
=
∆ λ 3 ∆ λ 3
= 4,17 x 10−9 + 6,35 x 10−10
Ktpm
= 1,38 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 4,80 x 10 -9 m
∆ λ 3 x 100% λ 3 ∆ λ2 λ2
=
4,80 x 10−9 5,08 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0094
Pelaporan : (5,0800 0,0480 ) x 10 -7 m
15
= 0,94 % = 3,02
≈ 3
2. Untuk Kisi 300 garis/mm A. Perhitungan Umum 1)
L = 20 x 10 -2 m a) K = 1 Terang λ =
4,10 10−2 (3,33 10−6 ) = 6,83 10−7 1(2,00 10−1 )
Gelap λ =
1,23 10−1 (3,33 10−6 ) = 2,05 10−6 1(2,00 10−1 )
b) K = 2 Terang λ =
8,70 10−2 (3,33 10−6 ) = 7,25 10−7 2(2,00 10−1 )
Gelap λ =
c)
1,88 10−1 (3,33 10−6 ) = 1,57 10−6 (2)(2,00 10 −1 )
K=3 Terang λ =
1,52 10−1 (3,33 10−6 ) = 8,44 10−7 3(2,00 10−1 )
Gelap λ =
2)
2,53 10−1 (3,33 10−6 ) = 1,41 10−6 3(2,00 10−1 )
L = 40 x 10 -2 m a) K = 1
16
Terang λ =
8,30 10−2 (3,33 10−6 ) = 6,92 10−7 1(4,00 10−1 )
Gelap λ =
2,30 10−1 (3,33 10−6 ) = 1,92 10−6 1(4,00 10−1 )
b) K = 2 Terang λ =
1,76 10−1 (3,33 10−6 ) = 7,33 10−7 2(4,00 10−1 )
Gelap λ = c)
3,55 10−1 (3,33 10−6 ) = 1,48 10−6 (2)(4,00 10 −1 )
K=3 Terang λ =
3,01 10−1 (3,33 10−6 ) = 8,36 10−7 3(4,00 10−1 )
Gelap λ =
4,50 10−1 (3,33 10−6 ) = 1,25 10−6 3(4,00 10−1 )
B. Perhitungan Ralat 1) L = 20 x 10 -2 m a)
K=1 Terang
−6
−6
x 10 −4 0,041( 3,33 x 10 ) |5 10−4 | 3,33 1(0,2) |510 |+ 1(0,2)
∆ λ 1
=
∆ λ 1
= 8,33 x 10−8 + 1,71 x 10−9
2
17
∆ λ 1
= 1,00 x 10 -8 m
Ktpm
= 1,00 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
∆ λ 1 x 100% λ 1 ∆ λ 1 λ 1
=
1,00 x 10−8 6,83 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0147
= 1,47 % = 2,83
≈ 3
Pelaporan : (6,830 0,100 ) x 10 -7 m
b) K = 2 Terang
−6
−6
x 10 ) 3,332 x 0,210 |510−4 |+(0,087)2(3,33 |510−4| (0,2)
∆ λ 2
=
∆ λ 2 ∆ λ 2
= 4,17 x 10−9 + 1,81 x 10−9
Ktpm
= 5,98 x 10 -8 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 5,98 x 10 -8 m
∆ λ 2 x 100% λ 2 ∆ λ 2 λ 2
=
5,98 x 10−8 7,25 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0082
= 0,82 % = 3,08
≈ 3
Pelaporan : (7,250 0,598 ) x 10 -7 m
c)
K=3 Terang
−6
−6
10 x 10 ) 3,333 x 0,2 |510−4 |+(0,253)3(3,33 |510−4| (0,2)
∆ λ 3
=
∆ λ 3 ∆ λ 3
= 2,78 x 10−9 + 2,11 x 10−9
2
= 4,89 x 10 -9 m
18
Ktpm
= 4,89 x 10 -9 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
∆ λ 3 x 100% λ 3 ∆ λ 2 λ 2
=
4,89 x 10−9 8,44 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0058
= 0,58 % = 3,24
≈ 3
Pelaporan : (8,44000 0,00489 ) x 10 -7 m
2)
L = 40 x 10 -2 m a) K = 1 Terang
−6
−6
x 10 3,331 x 0,410 |510−4 |+0,0831 3,33 |510−4| (0,4)
∆ λ 1
=
∆ λ 1 ∆ λ 1
= 4,17 x 10−9 + 8,65 x 10−10
Ktpm
= 5,03 x 10 -9 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 5,03 x 10 -9 m
∆ λ 1 x 100% λ 1 ∆ λ 1 λ 1
=
5,03 x 10−9 6,92 x 10−7
x 100%
= 0,73 %
= 1 - log 0,0073
= 3,14
≈ 3
Pelaporan : (6,9200 0,0503 ) x 10 -7 m
b) K = 2 Terang
−6
−6
10 x 10 ) 3,332 0,4 |510−4|+(0,176)2(3,33 |510−4 | (0,4)
∆ λ 2
=
∆ λ 2 ∆ λ 2
= 2,08 x 10−9 + 9,17 x 10−10
2
= 3,00 x 10 -9 m
19
Ktpm
= 3,00 x 10 -9 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
∆ λ 2 x 100% λ 2 ∆ λ 2 λ 2
=
3,00 x 10−9 7,33 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0041
= 0,41 % = 3,39
≈ 3
Pelaporan : (7,3300 0,0300 ) x 10 -7 m
c)
K=3 Terang
−6
−6
10 x 10 ) 3,333 x 0,4 |510−4 |+(0,301)3(3,33 |510−4| (0,4)
∆ λ 3
=
∆ λ 3 ∆ λ 3
= 1,39 x 10−9 + 1,05 x 10−9
Ktpm
= 2,43 x 10 -9 m
Ktpr
=
AB
= 1 - log
2
= 2,43 x 10 -9 m
∆ λ 3 x 100% λ 3 ∆ λ 2 λ 2
Pelaporan : (8,36000
20
=
2,43 x 10−9 8,36 x 10−7
x 100%
= 1 - log 0,0029 0,02430
) x 10 -7 m
= 0,29 % = 3,54
≈ 4
4.3.
Pembahasan Ketika dua buah gelombang bergerak bersamaan dengan sudut fase yang
sama, maka gelombang akan bersuperposisi saling menguatkan. Ketika beda sudut fasenya 180 o maka gelombang akan bersuperposisi saling melemahkan. Ketika dua buah celah sempit (lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya), maka cahaya akan didifraksikan oleh kedua celah itu. Cahaya dari kedua celah ini dapat bertemu di layar bersamaan. Kalau sudut fase keduanya sama, maka akan terbentuk garis terang, tetapi kalau sudut fase keduanya beda 180 o maka membentuk garis gelap. Sehingga, pada layar akan terdapat pita-pita terang dan gelap. Gejala ini dinamakan interferensi cahaya Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengamati pola interferensi yang dihasilkan oleh celah ganda dan kisi. Alat dan bahan yang digunakan yaitu laser sebagi sumber cahaya monokromatik yang merupakan cahaya dengan penyebaran warnanya tetap, bangku optik digunakan sebagai dudukan kisi, kisi digunakan sebagai celah ganda, pada percobaan ini digunakan dua kisi yaitu kisi 100 garis/mm dan kisi 300 garis/mm, serta mistar 100 cm digunakan untuk mengukur jarak sumber ke kisi, jarak kisi ke layar, dan jarak pola yang terbentuk pada layar. Adapun prosedur kerja dari praktikum ini yaitu dengan mengatur jarak antara kisi ke layar sejauh 20 cm dan 40 cm. Kemudian sumber cahaya atau laser diarahkan menembus kisi (100 kisi/mm untuk perlakuan pertama dan 300 kisi/mm untuk perlakuan kedua) sehingga pola interferensi cahaya berupa pola terang dan gelap terbentuk di layar. Kemudian mengukur jarak antar pola yaitu dari terang pusat ke terang pertama hingga ke terang ke tiga dan jarak dari pola gelap pertama hingga ke pola gelap ke tiga
21
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, ketika proses interferensi terjadi maka cahaya laser akan membentuk pola terang dan gelap melalui kisi. Ketika kisi di sinari oleh cahaya laser, maka cahaya laser akan didifraksikan oleh kisi tersebut. Adapun prinsip kerja kisi difraksi, untuk menyebarkan cahaya. Jika cahaya jatuh pada kisi, maka kisi itulah sebagai sumber cahaya baru, karena setelah keluar dari kisi, cahaya akan disebarakan. Cahaya dari kisi ini kemudian bertemu di layar bersamaan. Ketika sudut fase pada kisi sama maka terbentuklah pola terang pada layar dimana gelombang bersuperposisi saling menguatkan dan ketika sudut fasenya berbeda 180 o maka terbentuklah pola gelap pada layar karena gelombang bersuperposisi saling melemahkan. Berdasarkan hasil pengamatan, diperoleh hasil untuk penggunaan kisi 100 garis/mm dengan jarak layar ke kisi sejauh 20 cm antara lain untuk jarak terang orde pertama, orde kedua, dan orde ketiga secara berturut-turut yaitu 1 cm, 2 cm dan 3 cm sedangkan untuk jarak gelap orde pertama, kedua, dan ketiga secara berturut-turut yaitu 13,6 cm, 20,6 cm, dan 25,7 cm. Untuk jarak layar ke kisi sejauh 40 cm, diperoleh jarak terang orde pertama, kedua, dan ketiga berturut-turut yaitu 2,1 cm; 4,1 cm; dan 6,1 cm sedangkan untuk gelap orde pertama, k edua dan ketiga diperoleh jarak antar pola berturut-turut yaitu 16,7 cm; 26,7 cm; dan 34,5 cm. Dari hasil pengamatan tersebut, dapat dilihat pengaruh dari jarak kisi ke layar terhadap jarak antar pola yaitu semakin jauh jarak antara kisi ke layar maka jarak antara pola terang atau gelap juga akan semakin jauh pula. Kemudian untuk penggunaan kisi 300 garis/mm dengan jarak layar ke kisi sejauh 20 cm antara lain untuk jarak terang orde pertama, orde kedua, dan orde ketiga secara berturut-turut yaitu 4,1 cm; 8,7 cm dan 15,2 cm sedangkan untuk jarak
22
gelap orde pertama, kedua, dan ketiga secara berturut-turut yaitu 12,3 cm; 18,8 cm dan 23,5 cm. Untuk jarak layar ke kisi sejauh 40 cm, diperoleh jarak terang orde pertama, kedua, dan ketiga berturut-turut yaitu 8,3 cm; 17,6 cm; dan 30,1 cm sedangkan untuk gelap orde pertama, kedua dan ketiga diperoleh jarak antar pola berturut-turut yaitu 23,0 cm; 35,5 cm; dan 45,0 cm. Berdasarkan hasil pengamatan antara
dua
kisi
yang
digunakan,
dapat
diketahui
bahwa
besarnya
kisi
mempengaruhi jarak antar pola yang terbentuk. Semakin besar garis kisi/mm maka jarak antar pola akan semakin besar dan sebaliknya. Dari hasil perhitungan, besarnya panjang gelombang yang diperoleh antara cahaya hasil interferensi untuk orde 1 sampai orde 3 untuk kisi 100 garis/mm dengan panjang L = 20 cm, panjang gelombang cahaya untuk pola terang sebesar 5x10-7 m sedangkan untuk pola gelap panjang gelombang rata-ratanya sebesar 5,41 x 10 -6 m. kemudian untuk panjang L = 40 cm diperoleh panjang gelombang rata-rata untuk pola terang sebesar 5,15x10 -7 m dan untuk pola gelap sebesar 3,46x10 -6 m. Dari hasil tersebut, dapat diketahui bahwa semakin jauh jarak kisi ke layar maka panjang gelombang untuk pola terang semakin besar tetapi panjang gelombang pola gelap semakin pendek Kemudian dengan menggunakan kisi 300 garis/mm, panjang gelombang cahaya untuk pola terang dengan L=20 cm sebesar 7,51 x 10 -7 m dan untuk pola gelap sebesar 1,67 x 10 -6 m. Untuk L=40 cm, diperoleh panjang gelombang pola terang sebesar 7,54x10 -7 m dan pola gelapnya sebesar 1,55 x 10 -6 m. Berdasarkan penggunaan kisi, dapat diketahui bahwa semakin besar jumlah garis kisi/mm yang digunakan maka panjang gelombang cahaya untuk pola terang semakin besar tetapi panjang gelombang untuk pola gelap semakin pendek.
23
Berdasarkan literatur, nilai panjang gelombang dari laser yang digunakan sebesar 6,32 x 10 -7 m. Perbedaan nilai tersebut dapat disebabkan oleh kurangnya ketelitian praktikan dalam menghitung jarak antar pola yang terbentuk pada layar ataupun karena kurangnya keterampilan praktikan dalam menggunakan alat
24
BAB V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan 1. Proses interferensi menyebabkan terjadinya pola terang dan gelap pada cahaya hasil interferensi 2. Semakin jauh jarak antara kisi ke layar maka jarak antara pola terang atau gelap juga akan semakin jauh pula. 3. Semakin besar garis kisi/mm maka jarak antar pola akan semakin besar dan sebaliknya 4. Semakin jauh jarak kisi ke layar maka panjang gelombang untuk pola terang semakin besar tetapi panjang gelombang pola gelap semakin pendek 5. Semakin besar jumlah garis kisi/mm yang digunakan maka panjang gelombang cahaya untuk pola terang
semakin besar tetapi panjang
gelombang untuk pola gelap semakin pendek 6. Adapun rumus yang digunakan untuk menentukan panjang gelombang yaitu λ =
5.2. Saran Asisten sudah memberi pemahaman awal pada praktikan secara jelas dan sitematis, disertai dengan menginformasikan tujuan diadakannya praktikum.
25
DAFTAR PUSTAKA Cahyanti, Ratna Devi. 2012.
Interferensi Celah Ganda, [online]. Tersedia:
https://id.scribd.com/doc/97395936/Laporan-Interferensi-Final. [31 Oktober 2016] Surya, Yohanes. 2009. Optika. Tangerang: Kandel Tim Penyusun. 2016. Modul Praktikum Gelombang dan Optik . Palu: Universitas Tadulako
26
TUGAS AWAL 1 Pada percobaan young (celah ganda), jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula, maka jarak antara 2 garis gelap yang berurutan menjadi berapa kali?
Diketahui
: jarak antar dua celah awal jarak antar dua garis gelap awal jarak antar dua celah akhir
Ditanya
: jarak antar dua garis gelap akhir (
Penyelesaian
:
1 = 1 : 1 = 1 : 2 = 21
:
2 ) = …?
= 1 1 = 2 2 = 1 1 = 2 2 1 1 = 2 2 1 1 = 2 21 1 = 22 2 = 12 1 Jadi, jarak antara dua garis gelap akhir yaitu ½ jarak antara dua garis gelap awal
TUGAS AWAL 2 Animasi tentang interferensi celah ganda 1. Cahaya matahari memasuki sebuah celah
2. Cahaya terdifraksi
dengan muka-muka
gelombang. Muka gelombang
merupakan sederetan puncak-puncak gelombang yang bergerak bersamaan
3. Cahaya kemudian memasuki celah ganda yang sempit. Pada celah ini kembali gelombang menjadi mengalami difraksi.
