LAPORAN PRAKTIKUM DIFRAKSI KISI I. Tujuan Percobaan a. Memahami konsep difraksi cahaya pada kisi b. Menentukan panjang gelombang cahaya merah c. Mengamati peristiwa difraksi pada kisi difraksi. II. LandasanTeori Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh rintangan. Secara makroskopis, difraksi dikenal sebagai gejala penyebaran arah yang dialami seberkas gelombang ketika menjalar melalui suatu celah sempit atau tepi tajam sebuah benda. Gejala ini juga dianggap sebagai salah satu ciri khas gelombang yang tidak memiliki partikel, karena sebuah partikel yang bergerak bebas melalui suatu celah tidak akan mengalami perubahan arah. 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. celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah – celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan kisi (d) , jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah kebalikan dari N , yaitu:
Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Difraksi pertama kali diungkapkan oleh Fransesco Grimaldi (1618-1663), walaupun Newton tidak menerima kebenaran teori tentang gelombang cahaya, sedangkan Huygens tidak mempercayai difraksi ini walaupun dia yakin akan kebenaran teori gelombang cahaya . Huygen berpendapat bahwa gelombang sekunder hanya efektif pada titik-titik singgung dengan selubungnya saja, sehingga tidak memungkinkan terjadinya difraksi ( Suparmono, 2005 : 27 ).Perhitungan difraksi pada prakteknya sulit dilakukan, walaupun prinsipnya sederhana. Oleh karena itu, perhitungan difraksi harus dilakukan berkali-kali untuk semua titik pada layar yang ingin diketahui intensitasnya (Sutrisno, 1983: 43). 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. Semakin banyak celah pada sebuah kisi, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. (Widiatmoko, 2008) Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut,
apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan : m λ= d sin θ ataud· = m λ dimana : m = orde pola difraksi (0,1,2,.........) d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi) λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan θ = sudut lenturan (difraksi) Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n L= jaral layar ke kisi difraksi Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat suatu spectrum warna. Spektrum yan paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama (m=1).
III. Alat dan Bahan a. Kisi difraksi 1 buah b. Sumber cahaya 1 buah c. Mistar/penggaris 1 buah IV. Langkah Percobaan 1. Tentukan kisi dengan lebar tertentu yang akan digunakan 2. Letakkan layar dengan lebar tertentu dari celah (kisi 3. Nyalakan sinar, dan lihat garis terang yang terjadi pada layar. 4. Tentukan jarak terang pusat dengan garis terang ke satu, baik sebelah kiri maupun kanan. 5. Ulangi percobaan dari kisi yang sama dengan jarak layar ke kiri bereda sebanyak 5 kali. 6. Lakukan langkah yang sama untuk kisi/celah berbeda 7. Dari data dan pengukuran yang diperoleh dapat dihitung panjang gelombang yang digunakan. V. Data dan Analisis Percobaan d1 Ke1 600 2 600 3 600 4 600 5 600
L 250 460 600 700 800
P1 (kanan) 108 195 255 295 335
P2 (kiri) 110 200 256 290 355
P (rata-rata) 109 195 255,5 292,5 345
Panjang Gelombang (λ) 7,27 × 10-4 7 × 10-4 7,07 ×10-4 7 × 10-4 7,10 ×10-4 7 × 10-4 6,97 ×10-4 7 × 10-4 7,19 ×10-4 7 × 10-4
Percobaan Ke1 2 3 4 5 Keterangan: d1 dan d2 L P1, P2 λ
d2
L
100 100 100 100 100
250 460 600 700 800
P1 (kanan) 17 31 40 48 53
P2 (kiri) 18 32 40 47 54
P (rata-rata) 17,5 31,5 40 47,5 53,5
Panjang Gelombang (λ) 7,00×10-4 7 × 10-4 6,80 ×10-4 7 × 10-4 6,67 ×10-4 7 × 10-4 6,79 ×10-4 7 × 10-4 6,69 ×10-4 7 × 10-4
= lebar celah (garis/mm) = jarak celak terhadap layar (mm) = jarak terang pusat terhadap terang ke satu (mm) = panjang gelombang (mm)
VI. Pertanyaan 1. Sebutkan cara untuk mempelebar jarak terang pusat dari terang orde ke satu? - Menambah jarak celah terhadap layar - Memperkecil lebar celah kisi - Memperbanyak jumlah garis pada kisi 2. Apa yang terjadi jika sinar yang digunakan adalah sinar polikromatis? Sinar polikromatis dapat dipecah seperti sinar monokromatis, dan sinar polikromatis pada layar tampak menjadi berbagai macam warna (spektrum warna) VII. Kesimpulan Dari hasil pengamatan diperoleh hasil-hasil seperti : a. Kisi difraksi adalah kisi-kisi yang dibuat dengan galur-galur sejajar yang berjarak sama terhadap satu sama lain, yang lebih spesifiknya lagi kisi difraksi bermanfaat untuk mengukur panjang gelombang. b. Semakin besar nilai N yang didapatkan semakin besar nilai y yang didapatkan c. Semakin besar nilai N yang didapatkan jarak kisi (d) yang didapatkan semakin kecil, sebaliknya semakin kecil nilai N yang didapatkan nilai jarak kisi (d) yang didapatkan semakin besar. d. Difraksi kisi terjadi ketika cahaya mengenai celah sempit pada kisi, jika cahaya monokromatis dilewatkan pada kisi akan terjadi difraksi yang menghasilkan bagian gelap dan terang tapi jika cahaya polikromatis dilewatkan pada kisi maka akan timbul spectrum warna. e. Panjang gelombang selalu sama walaupun berbeda jarak.
VIII.
Lampiran
