FISIKA “PENENTUAN PANJANG GELOMBANG DENGAN MENGGUNAKAN KISI DIFRAKSI”
OLEH : KELOMPOK IV 1. Putu Agus Prema Yoga
(03)
2. Gede Bimananda Mahardika Wisna
(05) 3. Putu Herlin Oktavianti
(13)
4. Desak Ketut Nariswari Pramegia
(16) 5. Ni Putu Sri Wahyuningsih
(20)
PENENTUAN PANJANG GELOMBANG 1
DENGAN METODE INTERFERENSI (KISI DIFRAKSI) I. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan panjang gelombang suatu pointer laser dengan menggunakan metode interferensi gelombang (kisi difraksi).
II.Dasar Teori
KISI DIFRAKSI Kisi difraksi adalah alat yang sangat berguna untuk menganalisis sumber-sumber cahaya. Sebuah kisi dapat dibuat dengan cara membuat goresan garis yang sejajar pada sekeping kaca dengan menggunakan teknik mesin yang presisi. Celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan karena itu bertindak sebagai celah-celah yang terpisah.
Gambar 2.1 Kisi Difraksi
Diantara kisi dan layar terdapat lensa positif untuk memfokuskan sinar-sinar ke titik P. Intensitas yang teramati pada layar maerupakan kombinasi interferensi dan difraksi. Pada difraksi kisi , tiap celah dianggap sebagai sumber gelombang koheren. Jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi, d, adalah kebalikan dari N .
d=
2
1N
Dari gambar di atas terlihat bahwa pada lintasan di antara gelombang-gelombang dari dua celah yang berdekatan adalah dsinθ. Jika beda lintasan sama dengan 1 panjang gelombang atau kelipatan bulat dari panjang gelombang, gelombanggelombang dari semua celah akan sefase di suatu titik dan satu garis terang akan diamati di layar. Karena itu, syarat interferensi konstruktif atau garis terang pada sudut deviasi θ adalah : λ
n = 0,1,2,3,dst λ ∆ S = d sinθ = ndengan n
= 0 menyatakan maksimum orde ke -0 atau terang pusat,
maksimum orde ke-1 atau garis terang pertama,
n
n
= 1 menyatakan
= 2 menyatakan maksimum orde
ke-2 atau garis terang kedua.
I. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut: Alat dan Bahan
Gambar
Fungsi Sebagai bahan uji yang akan
Pointer Laser
ditentukan panjang gelombangnya. Sebagai alat yang digunakan
Kisi Difraksi
untuk menentukan panjang gelombang. Sebagai tempat meletakkan
Bangku Optik
kisi difraksi dan layar.
Mistar Panjang dan
Sebagai alat untuk mengukur
Pendek
dalam praktikum.
Sebagai tempat terjadinya
Layar
bayangan dari praktikum.
3
Untuk mencatat data yang
Alat Tulis
didapat dari praktikum.
II.Prosedur Kerja 1. Menyususun alat dan bahan praktikum sedemikian rupa.
2. Mengatur jarak antara layar dengan kisi difraksi agar mendapatkan bayangan dari pointer laser dengan jelas. 3. Menyalakan pointer laser dan menyinari pada kisi difraksi secara tegak lurus serta mengusahakannya agar tidak goyang. 4. Mencatat data-data yang diperoleh dari praktikum sesuai dengan tabel yang terdapat pada hasil pengamatan. 5. Mengulangi langkah ke-4 dan ke-5 dengan jarak layar ke kisi difraksi yang berbeda sehingga mendapatkan data yang lebih akurat.
I. Hasil Pengamatan
Dari praktikum yang telah dilaksanakan, didapatkan data sesuai dengan tabel hasil pengamatan berikut : Jarak ( L)
3 cm 5,3 cm 7 cm
100 garis/mm ( N 1) y1 y2 0,2 cm 0,5 cm 0,4 cm 0,7 cm 0,5 cm 1 cm
Kisi Difraksi 300 garis/mm ( N 2) y1 y2 0,6 cm 1,8 cm 1,1 cm 2,4 cm 1,8 cm 2,7 cm
600 garis/mm ( N 3) y1 y2 1,2 cm 4 cm 2 cm 5,3 cm 3 cm 8 cm
II.Pembahasan
Dari data di atas, dapat diperoleh ➢
d dari
masing-masing kisi difraksi sebagai berikut :
Untuk kisi difraksi 100 garis/mm dengan L1 d 1
= 1N1
tan θ1 = y1L1
tan θ2 =
y2L1 d 1
= 1100
= 0,23,0
0,53,0
4
=
d 1
= 10-2 mm = 10-3 cm
d 1
sinθ =
n λ
d 1
sinθ =
n λ
d 1
tan θ1=
n λ
d 1
tan θ2=
n λ
10-3. 0,23 = 1 . λ λ λ
10-3 . 0,53 = 2 . λ
= 6 ,67 x 10 -5 cm
λ
1 = 6,67 x 10 -7 m
λ
= 8 x 10-5 cm 2 = 8,33 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,5 x 10-7 m ➢
Untuk kisi difraksi 100 garis/mm dengan L2 tan θ1 = y1L2
tan θ2 = y2L2
= 0,45,3
= 0,75,3
d 1
sinθ =
n λ
d 1
sinθ =
n λ
d 1
tan θ1=
n λ
d 1
tan θ2=
n λ
10-3. 0,45,3 = 1 . λ λ λ
10-3 . 0,75,3 = 2 . λ
= 7,55 x 10 -5 cm
λ
1 = 7,55 x 10 -7 m
λ
= 6,60 x 10-5 cm 2 = 6,60 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,07 x 10 -7 m ➢
Untuk kisi difraksi 100 garis/mm dengan L3 tan θ1 = y1L3
tan θ2 = y2L3
= 0,57,0
= 1,07,0
d 1
sinθ =
n λ
d 1
sinθ =
n λ
d 1
tan θ1=
n λ
d 1
tan θ2=
n λ
10-3 . 0,57,0 = 1 . λ λ λ
10-3 . 1,07,0 = 2 . λ
= 7,14 x 10 -5 cm
λ
1 = 7,14 x 10 -7 m
λ
= 7,14 x 10-5 cm 2 = 7,14 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,14 x 10 -7 m
•
Untuk kisi difraksi 300 garis/mm dengan L1 d 2
= 1N2
tan θ1 = y1L1
tan θ2 =
y2L1 d 2
= 1300
= 0,63,0
=
1,83,0 d 2
= 3,30 x 10 -3 mm = 3,30 x 10 -4 cm
d 2
sinθ =
n λ
d 2
5
sinθ =
n λ
d 2
tan θ1=
n λ
d 2
3,30 x 10 -4. 0,63,0 = 1 . λ λ λ
tan θ2=
n λ
3,30 x 10 -4 . 1,83,0 = 2 . λ
= 6 ,60 x 10 -5 cm
λ
1 = 6,60 x 10 -7 m
λ
= 9,90 x 10 -5 cm 2 = 9,90 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 8,25 x 10 -7 m •
Untuk kisi difraksi 300 garis/mm dengan L2 tan θ1 = y1L2
tan θ2 = y2L2
= 1,15,3
= 2,45,3
d 2
sinθ =
n λ
d 2
sinθ =
n λ
d 2
tan θ1=
n λ
d 2
tan θ2=
n λ
3,30 x 10 -4. 1,15,3 = 1 . λ λ λ
3,30 x 10 -4 . 2,45,3 = 2 . λ
= 6 ,85 x 10 -5 cm
λ
1 = 6,85 x 10 -7 m
λ
= 7,47 x 10 -5 cm 2 = 7,47 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,16 x 10 -7 m •
Untuk kisi difraksi 300 garis/mm dengan L3 tan θ1 = y1L3
tan θ2 = y2L3
= 1,87,0
= 2,77,0
d 2
sinθ =
n λ
d 2
sinθ =
n λ
d 2
tan θ1=
n λ
d 2
tan θ2=
n λ
3,30 x 10 -4. 1,87,0 = 1 . λ λ λ
3,30 x 10 -4 . 2,77,0 = 2 . λ
= 8,49 x 10 -5 cm
λ
1 = 8,49 x 10 -7 m
λ
= 6,36 x 10 -5 cm 2 = 6,36 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,43 x 10 -7 m
✔
Untuk kisi difraksi 600 garis/mm dengan L1 d 3
= 1N3
tan θ1 = y1L1
tan θ2 =
y2L1 d 3
= 1600
= 1,23,0
=
43,0 d 3
= 1,67 x 10 -3 mm = 1,67 x 10 -4 cm
d 3
sinθ =
n λ
d 3
6
sinθ =
n λ
d 3
tan θ1=
n λ
d 3
1,67 x 10 -4. 1,23,0 = 1 . λ λ λ
tan θ2=
n λ
1,67 x 10 -4 . 43,0 = 2 . λ
= 6 ,68 x 10 -5 cm
λ
1 = 6,68 x 10 -7 m
λ
= 1,11 x 10 -4 cm 2 = 11,1 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 8,89 x 10 -7 m Untuk kisi difraksi 600 garis/mm dengan L2
✔
tan θ1 = y1L2
tan θ2 = y2L2
= 2,05,3
= 5,35,3
d 3
sinθ =
n λ
d 3
sinθ =
n λ
d 3
tan θ1=
n λ
d 3
tan θ2=
n λ
1,67 x 10 -4. 2,05,3 = 1 . λ λ λ
1,67 x 10 -4. 5,35,3 = 2 . λ
= 6,30 x 10 -5 cm
λ
1 = 6,30 x 10 -7 m
λ
= 8,35 x 10 -5 cm 2 = 8,35 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 7,33 x 10 -7 m ✔
Untuk kisi difraksi 600 garis/mm dengan L3 tan θ1 = y1L3
tan θ2 = y2L3
= 3,07,0
= 8,07,0
d 3
sinθ =
n λ
d 3
sinθ =
n λ
d 3
tan θ1=
n λ
d 3
tan θ2=
n λ
1,67 x 10 -4. 3,07,0 = 1 . λ λ λ
1,67 x 10 -4 . 8,07,0 = 2 . λ
= 7,12 x 10 -5 cm
λ
1 = 7,12 x 10 -7 m
λ
= 9,54 x 10 -5 cm 2 = 9,54 x 10 -7 m
Rata-ratanya = 8,33 x 10 -7 m
Rata-rata gelombang yang di dapatkan dari-data di atas adalah sebagai berikut : = (7,50 + 7,07 + 7,14 + 8,25 + 7,16 + 7,43 + 8,89 + 7,33 + 8,33) x 10-
λ
79
= 7,68 x 10 -7 m
Dari hasil-hasil perhitungan di atas, diperoleh panjang gelombang (λ 1 dan
λ
2) yang
berbeda-beda dari setiap L. Perbedaan dari panjang gelombang ini dipengaruhi oleh :
7
a. Keterbatasan alat ukur Dalam percobaan ini, alat ukur yang digunakan adalah mistar. Mistar yang digunakan belum tentu akurat ataupun tepat. Mungkin saja jarak antara ruas yang ada dalam penggaris tidak sama, sehingga akan mempengaruhi hasil pengukuran. b. Kesalahan dalam pengukuran Dengan keterbatasan alat ukur, hasil pengukuran juga akan ikut terpengaruh. Saat mengukur jarak antara titik terang pusat dengan titik terang pertama mungkin tidak akurat akibat sudut pandang pengukur yang berbeda-beda. c. Faktor manusia
Pemegang laser Pada percobaan ini, pointer laser tidak menggunakan tumpuan yang tetap, melainkan dipengang oleh tangan pengamat.
Sehingga memungkinkan
ketidakstabilan titik terang pusat dan titik terang lainnya (berubah-ubah).
Pemegang layar Sama halnya dengan pointer laser, layar juga tidak stabil. Layar yang digunakan seharusnya berupa millimeter blok, sehingga pengukuran dapat dilakukan dengan lebih tepat dan akurat.
I. Kesimpulan
Dari praktikum ini, di dapat beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut : 1. Panjang gelombang yang didapat dari percobaan ini dapat ditentukan dengan menggunakan rumus untuk kisi difraksi yaitu : λ
d sinθ = n
λ
dengan n = 0,1,2,3,…
2. Panjang gelombang dari percobaan ini adalah 7,68 x 10 -7 m
3. Panjang gelombang yang didapat dari hasil percobaan berbeda dengan panjang gelombang yang tertera pada pointer laser dipengaruhi oleh keterbatasan alat ukur, kesalahan dalam pengukuran, dan faktor manusia.
8
DAFTAR PUSTAKA
Kanginan, Marthen.2007. Fisika untuk SMA Kelas XII .Cimahi. Penerbit Erlangga. Kanginan, Marthen.2008.Seribu
Pena
Fisika
untuk
SMA Kelas
XII .Cimahi.
Erlangga. Surya, Yohanes.2000. Fisika Itu Mudah .Jakarta.PT. Bina Sumber Daya MIPA www.google.com/images/ www.google.com/kisi-difraksi/
9
Penerbit
