Paper Interferometer

Prak. Eks. Fisika 1Interferometer Michelson : 14 Desember 2011

Hal: 1 dari 9

Interferometer Michelson Susi Nofridianita (1006806803) – Thorik Achsan (1006806740) Yuanita Adriana (100806791) – Yudwitiawati (1006806721) Program Studi S1 Ekstensi Fisika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA UNIVERSITAS INDONESIA

ABSTRAK Abstrak - Interferometer Michelson adalah salah satu metode yang digunakan untuk menentukan panjang gelombang laser dengan melihat pola interferensi dengan pola gelap-terang. Sebelum digunakan untuk menentukan panjang gelombang dari sebuah laser, telah dilakukan kalibrasi mikrometer dengan menggeser menggunakan He-Ne laser. Dengan menggeser cermin bergerak, pinggiran pinggiran gangguan akan muncul di layar yang dapat menentukan panjang gelombang laser. Kata Kunci : Interferometer Michelson, interferensi, panjang gelombang.

I. Pendahuluan

pola interferensi. Thomas menggunakan

Interferensi adalah perpaduan dua gelombang

yang

mengikuti

prinsip

superposisi. Syarat terjadinya interferensi:

sebuah

berkas

cahaya

tunggal

(monokromatis) dan celah sempit yang memancar menuju dua celah sempit atau sejajar dan jaraknya berdekatan, celah-

1.

Kedua

sumber

harus koheren yaitu

cahaya keduanya

celah young dapat di gunakan untuk menentukan pola interferensi.

harus memiliki beda fase yag selalu tetap, karena itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.

Interferometer adalah alat yang di gunakan gelombang

untuk

mengukur

panjang

atau

perubahan

panjang

2. Kedua gelombang cahaya harus

gelombang dengan ketelitian yang sangat

memiliki amplitudo yang hampir

tinggi berdasarkan penentuan garis-garis

sama jika tidak interferensi yang di

interferensi.

hasilkan kurang kontras. Macam-macam Sebelumnya

telah

di

lakukan

interferometer

antara lain:

percobaan oleh Thomas Young yang mendisain metode untuk menghasilkan

1. Interferometer Michelson


Hal: 2 dari 9

2. Interferometer Twyman-Green fasa

3.Interferometer Jamin

6. Interferometer Fabry Perot

dibahas adalah Interferoeter Michelson. percobaan

dengan disain dan prinsip yang sama seperti milik Young berupa percobaan ganda,

interferometer

awalnya Michelson

bergantung

pada

percobaan di

Pola interferensi berupa cincin dengan pola gelap-terang. Intensitas resultan dari gelombang-gelombang

Jenis interferometer yang akan

celah

yang

berkas sebelum mencapai titik pertemuan.

5. Interferometer Mach Zender

melakukan

relative

perbedaan panjang lintasan masing-masing

4. Interferometer Rayleigh

A.Michelson

Disini akan di peroleh perbedaan

gunakan

yang

berinterferensi pada suat titik ruangan lintasan

tergantung optiknya

pada

yaitu

∆S

dalam

perbedaan sehingga

didapatkan pola terang dan gelap pada layar

dan

pola

interferensi

pada

interferometer dapat dinyatakan sebagai berikut :

untuk membuktikan adanya eter, namun

(1.1)

tidak terbukti, akhirnya interferometer Michelson di gunakan untuk menentukan

(1.2)

panjang gelombang cahaya dan untuk menentukan jarak yang sangat pendek serta untuk mengamati sifat medium optik.

Dengan persamaan 1.1 untuk pola gelap sedangkan persamaan 1.2 untuk pola terang.

Sebuah berkas cahaya dari laser di pancarkan menuju beam spliter, sehingga

II. Metoda

berkas cahaya sebagian di transmisikan

Metode

yang

dilakukan

yaitu

menuju movable mirror (M1) dan sebagian

menggunakan Interferometer Michelson

lagi di refleksikan menuju adjustable

dengan

mirror (M2) kemudian kedua berkas

seperti pada gambar 2.1 dengan cermin (c)

cahaya tersebut merefleksikan

cahaya

dan (d). Lalu luruskan cermin sehingga

menuju beam spliter,sebagian cahaya dari

berkas cahaya hampir terpantul kembali

M1 di

dan balik ketempat keluarnya sinar.

refleksikan

oleh

beam

spliter

menuju layer pengamatan dan sebagian yang lain cahaya dari M2 di transmisikan oleh

beam

spliter

menuju

pengamatan dan menghasilkan frinji.

layer

menyusun

alat

interferometer


Hal: 3 dari 9

Jika pola tetap tidak terbentuk pada layar, disarankan untuk mengecek kembali lintasan sinar laser yang mengarah pada interferometer yaitu posisi lensa, posisi lateral laser dan posisi pengatur cermin. Dengan

mikrometer

Gambar 2.1 Interferometer Michelson (a) Sumber

pengatur

gelombang laser (b) Pemecah sinar (beam splitter)

mendapatkan pola intensitas terang dan

(c) dan (d) cermin pemantul (e) mikrometer dan (f) layar.

secara

memutar

perlahan-lahan

untuk

gelap dan mengukur nilai ∆S untuk pola terang(maksimum) dan gelap(minimum).

Setelah itu mengatur cermin (c) dengan mikrometer pengatur sehingga sinar laser

III. Cara Kerja

mengenai tengah dari cermin. Pastikan

Cara kerja perangkat interferometer

kaca tegak lurus terhadap arah pergeseran

Michelson ini adalah dengan aumber

sehingga sinar selalu dipantulkan pada

cahya sinar laser yang dipantulkan dengan

tempat yang sama ketika kaca digeserkan.

perangkat

Kemudian menyusun pemecah sinar (b)

sehingga menghasilkan interferensi pola

pada sudut kira-kira 450 sehingga bagian

gelap-terang dengan bentuk seperti cincin.

berkas terpantul akan mengenai tengah cermin S2. Lalu mengatur cermin sehingga bagian berkas ini juga dipantulkan kembali dan di pemecah sinar hampir bertemu dengan bagian berkas pertama pada laser. Lensa diletakan dengan f=50mm / 100mm antara laser dan pemecah sinar untuk

menambah

berkas

laser

dan

meluruskan secara horizontal dan vertikal sehingga kedua cermin terkena bagian tengahnya

sehingga

konsentris pada layar.

terbentuk

cincin

interferometer

Peralatan

yang

Michelson,

dipakai

percobaan adalah : 1. Seperangkat alat Interferometer Michelson 2. Sumber laser He-Ne 3. Catu daya 220 VAC 4. Diafragma 5. Lensa cembung (f=50mm dan f=100mm) IV. Hasil

saat


Hal: 4 dari 9

Hasil yang didapat saat melakukan percobaan adalah sebuah cincin pola terang gelap seperti gambar dibawah ini :

Tabel 4.2 Data Pola Terang

Gambar 4.1 Pola Interferensi Yang Terbentuk

Sebelum melakukan pengambilan data pola terang dan pola gelap, terlebih dahulu

dilakukan

interferometer,

dengan

∆m 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

∆l (10-2 mm) 2 3 5 6,8 8 10 11,8 13 15 16,8

pengkalibrasian mengabil

data

sebagai berikut seperti pada tabel 4.1. Data yang diambil menggunakan

Nilai lamda yang dipakai yaitu nilai lamda literatur He – Ne yaitu 632,8 nm. Dari nilai ketiga k tersebut, diambil nilai rata-rata, yaitu :

pola gelap, sehingga :

Nilai k diatas, akan digunakan untuk perhitungan pada pola terang dan gelap. Tabel 4.1 Data Kalibrasi (Pola Gelap)

∆m 5,5 10,5 15,5

∆l 0,00001 0,00001 3 0,00002

k 0,34804 0,511108 0,49042

Dari data yang terdapat pada pola terang pada tabael 4.2 maka dengan perhitungan sebagai berikut:


Hal: 5 dari 9

b=2X10-6 sedangkan pada perhitungan least

b=1,6618X10-6.

square

Hal

kemungkinan dikarenakan nilai b pada Tabel 4.3 Tabel Least Square Pola Terang

Gambar 4.2 Grafik Pola Terang

grafik merupakan pembulatan nilai least square dikarenakan nilai yang kecil yaitu 10-6. Dari nilai tersebut dapat diketahui nilai lamda percobaan, yaitu :

Maka dapat dibuat grafik seperti gambar 4.2. Dari grafik, terlihat nilai b = 0,000002. Namun perhitungan dengan metode least square sebagai berikut :

Dari perhitungan diatas didapat nilai λpercobaan = 747,4 nm. Untuk

mengetahui

persentase

kesalahan pada saat percobaan, dapat menggunakan dibawah ini : Nilai pada grafik dan perhitungan least square

berbeda,

dimana

pada

grafik

metode

least

square


Hal: 6 dari 9

Sama seperti pola terang, dari data yang terdapat pada pola gelap pada tabel 4.4, maka dengan perhitungan sebagai berikut:

Tabel 4.4 Data Pola Gelap

∆m 10,5 20,5 30,5

Dari perhitungan diatas, maka didapat nilai

40,5

kesalahan relatif dan literatur sebagai

50,5

berikut :

60,5

∆l (m) 0,0000 15 0,0000 3 0,0000 42 0,0000 6 0,0000 75 0,0000 9


70,5 80,5 90,5 100,5

0,0001 05 0,0001 2 0,0001 4 0,0001 58

Hal: 7 dari 9

Nilai pada grafik dan perhitungan least square berbeda, dimana pada grafik b = 2X10-6 sedangkan pada perhitungan least square b = 1,574X10-6. Hal kemungkinan Tabel 4.5 Data Least Square Pola Gelap

Gambar 4.3 Grafik Pola Gelap

dikarenakan nilai b pada grafik merupakan pembulatan nilai least square dikarenakan nilai yang kecil yaitu 10-6. Dari nilai tersebut

dapat

diketahui

nilai

lamda

percobaan, yaitu : Maka dapat dibuat grafik seperti gambar 4.3. Dari grafik, terlihat nilai b = 0,000002. Namun perhitungan dengan metode least square sebagai berikut :

Dari perhitungan diatas didapat nilai λpercobaan = 707,9 nm. Untuk

mengetahui

persentase

kesalahan pada saat percobaan, dapat


menggunakan dibawah ini :

metode

least

square

Hal: 8 dari 9

Dari

perhitungan

diatas,

maka

didapat nilai kesalahan relatif dan literatur sebagai berikut :

V. Pembahasan Pada

interferometer

Michelson,

sinar pantul yang dihasilkan oleh cermin pemantul , akan diteruskan dan kembali melalui

lintasan

yang

sama,

untuk

kemudian ditangkap dengan menggunakan sebuah layar. Pola terang dan gelap yang dihasilkan

dan

ditangkap

oleh

layar

pengamatan dikenal dengan sebutan pola interferensi. Pola gelap terang pada difraksi cahaya dapat terjadi akibat interferensi dua gelombang atau lebih. 2 gelombang ini


melewati

jarak

yang

berbeda-beda

sehingga pada setiap titik terdapat jenis interferensi yang berbeda juga. Ada yang menjadikannya destruktif, ada juga yang konstruktif. Yang mengalami interferensi konstruktif akan terlihat sebagai titik terang

sedangkan

yang

mengalami

interferensi destruktif akan terlihat sebagai titik gelap. Interferensi konstruktif terjadi dikarenakan dua gelombang atau lebih memiliki fase yang sama. Sedangkan jika fasenya

berbeda

menyebabkan

pola

interferensi destruktif. Interferometer Michelson memiliki kelebihan yaitu mudah dirangkai karena untuk memfokuskan sinar ke satu titik hanya perlu mengondisikan satu buah beam splitter. Namun kelemahan dari interferometer ini adalah hasil pola difraksi yang kurang jelas. Perbedaan fase bada beam splitter dapat mempengaruhi hasil interferensi dikarenakan perbedaan fase inilah yang menentukan suatu interferensi bersifat konstruktif atau destruktif. Jarak antara beam splitter dan layar juga mempengaruhi pola interferensi, hal ini disebabkan oleh perbedaan jarak yang harus ditempuh oleh masing-masing sinar yang lalu menyebabkan perbedaan fasa. VI. Kesimpulan VII. Referensi

VIII. Lampiran

Hal: 9 dari 9

Paper Interferometer

Recommend Documents