NAMA DOSEN : SYAHRIL S.Si,MT
TUGAS OPTIK INTERFERENSI DAN DIFRAKSI
OLEH
NAMA
: YULIA HADI METRI
NIM
: 0805113274
PRODI
: PENDIDIKAN FISIKA
MATA KULIAH IAH : OP OPTIK
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2010
KATA PENGANTAR Alha Alham mduli dulill llah ah,, sega segala la puji puji hany hanya a milik ilik Alla Allah h SWT, SWT, yang yang tela telah h melimpahkan rahmat dan karuniaNya dan atas kehendakNyalah makalah ini dapat diselesaikan. Sho Sholawa lawatt beri beriri ring ng sala salam m, tida tidak k lupa lupa kita kita hadi hadiah ahka kan n pada pada Nabi Nabi Muhammad SAW junjungan semesta alam. Makalah Makalah ini sengaj sengaja a dibuat dibuat penulis penulis untuk untuk meme memenuh nuhii tugas tugas Optik. Optik. Dalam menyelesaikan menyelesaikan makalah ini penulis penulis banyak banyak mengalam mengalamii kesulitan. kesulitan. Namun Namun berkat bimbingan bimbingan dari dari berbagai pihak pihak akhirnya akhirnya makalah ini dapat diselesaikan. Penulis Penulis mengucap mengucapkan kan terimakasih terimakasih yang sebesar-be sebesar-besarny sarnya a kepada kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan pembuatan makalah ini agar makalah ini dapat terwujud dengan baik. Penulis menyadari bahwa makalah ini tidak luput dari upaya lanjut untuk memperbaiki dan meningkatkan mutu. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesem kesempur purnaa naan n di masa masa menda mendatan tang. g. Semoga Semoga makala makalah h ini memb memberi erikan kan manfaat bagi kita semua. Amin. Pekanbaru,
Juli 2010
Penulis
i
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTA PENGANTAR R........... ....................... ........................ ....................... ....................... ..................... .............. .......... .......... .......... .......... .......... ....... ..i DAFTAR ISI........... ISI....................... ....................... ....................... ........................ ....................... ...................... ................ .......... .......... .......... .......... ......... .... 2 BAB I............ I........................ ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ...................... ............... .......... .......... .......... .......... .......1 PENDAHULUAN PENDAHULU AN............ ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ ................... ............ .......... ......... .... 1 BAB II............ II....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ ................... ............ .......... ......... ......... .......... ......... .... 3 PEMBAHASAN PEMBAHASA N........... ...................... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ .................... ............. .......... .......... .......3 INTERFERENSI............ INTERFERENSI ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ..................... .............. .......... .......... .......... ....... .. 3 Interferensi Gelombang.......... ...................... ........................ ....................... ....................... ........................ ...................... ............... ..... 4 Interferensi Cahaya........... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ .................... ............. .......... ....... .. 6 DIFRAKSI........... DIFRAKSI ...................... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ ................. .......... .......... .......... .......... .......12 Celah Tunggal.......... Tunggal...................... ........................ ....................... ....................... ........................ .................... ............. .......... .......... ......... .... 12 Pengaruh difraksi pada perbesaran maksimum alat optik........... ....................... .................... ........ 13 Kisi Difraksi........... Difraksi...................... ....................... ........................ ....................... ....................... ................... ............ .......... .......... .......... ......... .... 13 BAB III............ III........................ ......................... ......................... ........................ ......................... ............................................. ........................................ ........ 15 PENUTUP............ ........................ ....................... ....................... ........................ ....................... ....................... ................... ............ .......... .......... .......... .......15 DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA........... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ ...................... ............... .......... ......... ....... ... 17
ii
BAB I PENDAHULUAN Gelombang elektromagnetik sama seperti gelombang mekanik, dapat berinterfrensi satu sama lain. Kita dapat ketahui bahwa cahaya sebagai gelombang, memperlihatkan gejala interfrensi gelombang-gelombang yang mempunyai beda fase yang tetap. Bila Cahaya melintas dari suatu sumber melalui sebuah celah pada layar layar,, dan dan caha cahaya ya yang yang ke kelua luarr dari dari celah celah ters terseb ebut ut digu diguna naka kan n untu untuk k mener eneran angi gi dua dua cela celah h bers berseb ebel elah ahan an pada pada laya layarr ke kedu dua. a. Bila ila caha cahaya ya diteruskan dari kedua celah tersebut dan jatuh pada layar ketiga, maka akan terbentuk sederet pita interferensi yang sejajar. Ini sebagai fenomena interferensi. Sebagai gelombang, cahaya juga dapat melentur (berdifraksi), serta inte interf rfre rens nsii yang yang diba dibaha has s diat diatas as merup erupak akan an hasi hasill dari dari caha cahaya ya yang yang berdifraksi. Difraksi adalah penyebaran atau pembelokan gelombang pada saat saat gelo gelomb mban ang g ini ini melin melinta tas s melal melalui ui buka bukaan an atau atau meng mengel elili iling ngii ujung ujung penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya berinterferensi satu sama lain sehingga sehingga menghasi menghasilkan lkan daerah daerah penguatan penguatan dan pelemahan pelemahan.. Difraksi Difraksi juga berlangsun berlangsung g pada aliran partikel.De partikel.Dengan ngan kata lain, Difraksi Difraksi adalah peristiwa dimana berkas cahaya akan dilenturkan pada saat melewati celah sempit. Difraksi juga menggambarkan suatu deviasi dari cahaya dengan pola lurus ketika melewati lubang lensa atau disekeliling benda. Menurut Huyg Huygen ens s
bahw bahwa a
seti setiap ap bagi bagian an cela celah h
akan ak an menj menjad adii
suat suatu u
sum sumber ber
gelombang (cahaya) biru. Celah sempit tersebut disebut dengan kisi difraksi. Kisi difraksi adalah keping kepingan an kaca kaca yang yang digore digores s sejaja sejajarr dan berjum berjumlah lah sangat sangat banyak banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam ordo 1000 per mm). Cahaya terd terdifr ifrak aksi si,,
sete setelah lah dite diteru rusk skan an
melal melalui ui 1
kaca ka ca
atau atau
dipa dipant ntul ulka kan n
oleh oleh
spekulum, menghasilkan cahaya maksimum pada θ = 0° dan berkurang sampai minimum (intensitas = nol) pada sudut θ . Untuk Untuk melew melewati ati pola pola difrak difraksi si cahaya cahaya,, cahaya cahaya dilewat dilewatkan kan melalu melaluii suatu celah tunggal dan mengamati cahaya yang diteruskan oleh celah pada suatu film. Difraksi pada celah tunggal akan menghasilkan pola garis terang dan gelap pada layar. Celah tunggal dapat dianggap terdiri atas bebe bebera rapa pa celah celah semp sempit it yang yang diba dibata tasi si titik titik-ti -titi tik k dan dan seti setiap ap celah celah itu itu merup erupak akan an
sum sumber ber
caha cahaya ya
sehi sehin ngga gga
satu atu
sama ama
lain lainn nya
dapat apat
berinterferensi. Kemudia Kemudian n difraks difraksii cahaya cahaya terjad terjadii pula pula pada pada cahaya cahaya yang yang melalu melaluii bany banyak ak
cela celah h semp sempit, it, denga dengan n jarak jarak cela celah h sama sama.. Ce Celah lah sempi sempitt yang yang
demikian disebu dengan kisi difraksi. Semakin banyak celah, semakin tajam pola difraksi difraksi yang dihasilkan pada pada layar.
2
BAB II PEMBAHASAN INTERFERENSI Interferensi
adalah adalah intera interaksi ksi antar antar gelombang di dala dalam m suat suatu u
daerah daerah.. Interf Interfere erensi nsi dapat dapat bersif bersifat at memba membangu ngun n dan merus merusak. ak. Bersifa Bersifatt membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan. Interferensi terjadi ketika dua atau beberapa gelombang berinteraksi satu dengan lainnya, sementara difraksi terjadi ketika suatu gelombang melew melewati ati suatu suatu apertu aperturr (celah (celah titik). titik). Intera Interaksi ksi terseb tersebut ut diakib diakibatk atkan an oleh oleh prinsip superposisi. Baik interferensi, difraksi, maupun prinsip superposisi meru merupa paka kan n ko kons nsep ep pent pentin ing g untu untuk k dipa dipaha hami mi dala dalam m upay upaya a meng mengen enali ali beberapa aplikasi gelombang. Ketika dua gelombang berinteraksi, prinsip superposisi mengatakan bahwa fungsi gelombang yang dihasilkan merupakan penjumlahan kedua fungsi gelombang pembentuk itu masing masing. Fenomena ini umumnya merupakan penjelasan tentang interferensi. Bayangkan suatu kasus dimana butir butir air menetes ke dalam sebuah bak berisi air. Bila setiap tetes air meny menyen entu tuk k perm permuk ukaa aan n air di bak, bak, maka maka ak akan an terb terben entu tuk k gelo gelomb mban ang g melingkar di permukaan air tersebut. Bila kita meneteskan air di tempat lain, maka tetesan itupun akan membentuk suatu gelombang melingkar yang baru. Dan bila kedua kelombang tersebut saling bertemu, akan terjadi saling tumpang tindih diantara kedua gelombang tersebut. Pada titik titik dimana dimana kedua kedua gelom gelomban bang g tadi tadi berte bertemu mu,, gelom gelomban bang g yang yang terjad terjadii akan merupakan penjumlahan antara kedua gelombang asalnya. Inte Interfe rfere rens nsii meru merupa paka kan n sifat sifat caha cahaya ya yang yang dapa dapatt diam diamat atii ke ketik tika a perbedaan perbedaan gelombang gelombang cahaya cahaya dicampur dicampur bersamaa bersamaan. n. Contoh Contoh interferen interferensi si adalah pelangi yang kamu lihat dalam gelembung sabun, spektrum warna opal, dan kilauan warna dari beberapa bulu burung. Di sebagian area pola 3
interfe interferen rensi, si, gelomb gelombang ang cahaya cahaya berada berada dalam dalam fase, fase, dengan dengan bukit bukit dan lembah saling menguatkan, membentuk daerah yang berkilau. Di daeah lain, di luar fase, dengan bukit dan lembah yang berlawanan, membentuk daerah yang suram. Terdapat berbagai variasi cara untuk memperagakan interferensi, pada bagian daerah yang terang maupun daerah suram, dan perbedaan warna menggambarkan perbedaan panjang gelombang cahaya. Interferensi menghasilkan gelombang yang berhimpit. Ketika dua bukit (titik tertinggi) gelombang bertemu, mereka bergabung menjadi gelombang yang yang lebi lebih h besa besar. r. Ke Ketik tika a bukit bukit sebu sebuah ah gelo gelomb mban ang g dan dan lemb lembah ah (titi (titik k terendah) gelombang bertemu, gelombang saling mengapuskan satu sama lain. Posisi bukit dan lembah disebut fase.
Interferensi Gelombang Jika kedua gelombang gelombang memiliki memiliki frekuensi frekuensi sama dan pada setiap saat yang yang sam sama memi memili liki ki arah arah sim simpang pangan an yang yang sama sama pula pula.. Adap Adapun un dua dua gelo gelomb mban ang g dise disebu butt berla berlawa wana nan n fase, fase, jika jika ke kedu dua a gelo gelomb mban ang g ters terseb ebut ut memiliki frekuensi sama, dan pada setiap seal yang sama memiliki arah simpangan yang berlawanan. Untuk mengamati interterensi dari dua buah gelombang dapat digunakan sebu sebuah ah tang tangki ki rink rink (rip (ripple ple tank tank). ). Pert Pertem emua uan n ke kedu dua a gelo gelomb mban ang g ak akan an menga engala lam mi
inte interf rfer eren ensi si,,
jika jika
pert pertem emun unan an
kedu ke dua a
gelo gelom mbang bang
sali saling ng
menguatka menguatkan, n, disebut disebut interfreusi interfreusi maksimum maksimum atau interferen interferensi si konstrukti konstruktif. f. Peristiwa ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombang sefase. Akan tetapi, jika j ika pertemuan gelombang saling melemahkan, disebut interferensi minimum atau interferensi destruktif. Peristiwa ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombangnya berlawanan fase.
Interferensi konstruktif dua gelombang harmonik
4
Interferensi destruktif dua gelombang harmonik
Interferensi konstruktif terjadi jika kedua gelombang mempunyai fasa yang sama sedangkan interferensi destruktif terjadi jika kedua gelombang mempunyai beda fasa sebesar p.
Beda Beda fasa fasa dua gelom gelomban bang g yang yang bersup bersuperp erpos osisi isi di suatu suatu tempat tempat dapat dapat terjad terjadii kar karen ena a perbed perbedaan aan jarak jarak tempuh tempuhnya nya meski meskipun pun pada pada sumbe sumberny rnya a keduanya sefasa.
Bila Bila beda beda fasa fasa dua dua gelo gelomb mban ang g di suat suatu u tem tempat pat terj terjad adii ka kare rena na perb perbe edaan daan
panj panjan ang g
lin lintas tasan
yang yang
gelombang, maka
5
ditem itempu puh h
oleh leh
masin asing g-mas -masin ing g
Agar interferensi konstruktif/destruktif dapat terjadi terus menerus di suatu tempat, tempat, maka maka sumber-su sumber-sumber mber gelombangn gelombangnya ya harus menghasilk menghasilkan an gelombang yang koheren. Dua gelombang dikatakan koheren jika beda fasanya tetap.
Interferensi Cahaya Interf Interfere erensi nsi Cahaya Cahaya Adalah Adalah perpad perpaduan uan dari dari 2 gelom gelomban bang g cahaya cahaya.. Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap. Warna-warni pelangi menunjukkan pada kita bahwa sinar matahari adalah gabungan gabungan dari berbagai macam warna dari dari spektr spektrum um kasat kasat mata. mata. Akan Akan tetapi tetapi warna warna pada pada gelomb gelombang ang sabun, sabun, lapi lapisa san n minya inyak, k, warna arna bulu bulu burn burng g merah erah dan dan buru burung ng ka kali libr brii buka bukan n disebabkan disebabkan oleh pembiasan. pembiasan. Tetapi Tetapi karna terjadi interferensi interferensi konstrukt konstruktif if dan distruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Adanya gejala interferensi ini bukti yang paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang. Cahaya juga merupakan gelombang (yaitu gelombang EM) sehingga prinsip superposisi linear juga berlaku pada cahaya. Fenomena interferensi (konstruktif dan destruktif) juga dapat ditemui pada gelombang cahaya. Untuk menghasilkan dua gelombang yang sefasa (koheren), digunakan satu sumber cahaya monokromatik yang dilewatkan pada dua celah sempit.
6
Kedua celah S1 dan S2 masing-masing bertindak sebagai sumber yang koheren. Pola Pola
inter interfe fere rens nsii
kons ko nstr truk ukti tifd fdes estr truk ukti tif f
yang yang berg bergan anti tian an dapa dapatt diam diamat atii pada pada layar.
Adan Adanya ya
pola pola
inte interf rfer eren ensi si
dise diseba babk bkan an
kare ka rena na
supe superp rpos osis isii
dua dua
gelombang yang menempuh jarak berbeda untuk mencapai suatu titik pada layar. Pene Penent ntua uan n posi posisi si tera terang ng-g -gel elap ap pada pada laya layarr dapa dapatt dila dilaku kuka kan n deng dengan an menganggap jarak layar dari celah sangat besar (dibandingkan jarak antara kedua celah). Dengan anggapan ini, maka kedua berkas dapat dianggap sejajar.
Jika kedua kedua berkas berkas dianggap dianggap sejajar, sejajar, maka beda panjang panjang lintasan lintasan keduanya adalah ∆l = d sinθ
Interferensi maksimum (interferensi konstruktif) yang menghasilkan pola pola tera terang ng di laya layarr terj terjad adii jika jika beda beda panja panjang ng linta lintasa san n anta antara ra ke kedu dua a gelombang merupakan kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang
7
Seda Sedang ngka kan n
inte interfe rfere rens nsii
minim minimum um (int (inter erfe fere rens nsii
dest destru rukt ktif) if) yang yang
menghasilkan pola gelap terjadi jika beda panjang lintasan antara kedua gelombang adalah
Misalkan bentuk gelombang dari sumber 1 di suatu posisi pada layar adalah E1=Acos(ω t) sedang sedangkan kan akibat akibat gelom gelomban bang g dari dari sumber sumber 2 adalah adalah E2=Acos( ω t + ϕ ).
Sedangkan
Jadi Plot celah
intensitas pola interferensi dua Interferensi lapisan tipis Cahaya monokrom monokromatik atik yang dikenakan dikenakan pada suatu permukaan lapisan tipis dapat menunjukka menunjukkan n fenomena fenomena interferens interferensi. i.
Hal ini terjadi karena ada beda fasa antara berkas cahaya yang langsung dipantulkan (berkas 1) dengan cahaya yang mengalami pembiasan lebih dulu (berkas 2).
Perbedaan fasa antara berkas 1 dan 2 diseba disebabka bkan n adanya adanya beda beda panjan panjang g lintasa lintasan n dan
juga 8
karena
pembalik likan
fas fasa
saa aatt
gelombang dipantulkan dipantulkan oleh medium medium yang lebih rapat. Analoginya seperti gelombang tali Gelom Gelomban bang g yang yang menjal menjalar ar dari dari suatu suatu medium medium menuj menuju u medium medium yang yang lebih lebih rapat rapat akan akan menga mengalam lamii pemant pemantula ulan n oleh oleh medium medium yang lebih rapat dan mengalami perubahan fasa sebesar π. Sedangkan Sedangkan gelombang gelombang yang menjalar menjalar dari suatu medium menuju medium yang kurang rapat tidak mengalami perubahan fasa. Misalk salka an
fasa asa
berkas
gelom lombang
datang adalah ϕ , maka berkas gelombang 1 mempu empuny nyai ai adan adanya ya
fas fasa
yang yang
pem pemant antulan ulan
dari dari
beru berub bah
karen arena a
mediu edium m
yan yang
kura kurang ng rapa rapatt (n1) (n1) ke mediu medium m yang yang lebih lebih rapat (n2). Fasa gelombang 1 adalah ϕ = ϕ + π Sedang Sedangkan kan berkas berkas gelom gelomban bang g 2 fasany fasanya a beruba berubah h kar karena ena adanya adanya perbedaan lintasan tempuh. Jika θ ≈ 0, maka beda panjang lintasan yang ditempuh berkas gelombang 2 dibandingkan berkas gelombang 1 adalah 2t. Beda panjang lintasan ini i ni menimbulkan beda fasa sebesar
Fasa Fa sa gelo gelomb mban ang g 2
adala adalah h
Beda fasa antara gelombang 1 dan 2 adalah
Inte Interfe rfere rens nsii maks maksim imum um (kon (konst stru rukt ktif) if) terj terjad adii jika jika beda beda fasa fasa tota totall tersebut sama dengan bilangan bulat dikalikan dengan 2π. 9
Interferensi minimum (destruktif) terjadi jika beda fasa total sama dengan setengah bilangan bulat dikalikan dengan 2 π.
Ada dua hasil interferensi cahaya yang dapat teramati dengan jelas jika kedua kedua gelombang gelombang tersebut tersebut berinterfe berinterferensi. rensi. Apabila Apabila kedua kedua gelombang gelombang cahaya berinteferensi saling memperkuat (bersifat konstruktif), maka akan menghasilkan garis terang yang teramati pada layar. Apabila
kedua
gelombang
cahaya
berinterferensi
saling
memperlemah (bersifat destruktif), maka akan menghasilkan garis gelap yang yang teram teramati ati pada pada layar. layar. Marilah Marilah sekara sekarang ng kita kita memp mempelaj elajari ari perist peristiwa iwa interferensi cahaya yang telah dilakukan percobaan/eksperimen oleh para ilmuwan terdahulu, seperti halnya Thomas Young dan Fresnell.
a. Interferen Interferensi si Cahaya Cahaya pada Celah Celah Ganda Ganda Percob Percobaan aan yang yang dilakuk dilakukan an oleh oleh Thoma Thomas s Young Young dan Fre Fresne snell pada pada dasarnya adalah sama, yang membedakan adalah dalam hal mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren. Thomas Young mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren dengan menjatuhkan cahaya dari sumber cahaya pada dua buah celah sempit yang saling berdekatan, sehingga sinar cahaya yang keluar dari celah tersebut merupakan cahaya yang koheren. Seba Sebalik likny nya a Fres Fresne nell mend mendap apat atka kan n dua dua gelo gelomb mban ang g caha cahaya ya yang yang koheren dengan memantulkan cahaya dari suatu sumber ke arah dua buah cermin datar yang disusun hampir membentuk sudut 180o, sehingga akan diperoleh dua bayangan sumber cahaya. Sinar yang dipantulkan oleh cermin I dan II dapat dianggap sebagai dua dua
gelo gelomb mban ang g
caha cahaya ya
yang yang
kohe ko here ren. n.
Untuk ntuk
menun enunju jukk kkan an
hasi hasill
interferensi cahaya, di depan celah tersebut diletakkan layar pada jarak L maka akan terlihat pada layar berupa garis gelap dan terang.
10
Garis terang merupakan hasil interferensi yang saling memperkuat dan garis gelap adalah hasil interferensi yang saling memperlemah. Hasil interfe interferen rensi si bergan bergantun tung g pada pada selisih selisih jarak jarak tempuh tempuh// lintasa lintasan n cahaya cahaya dari dari celah ke layar.
b. Interferen Interferensi si pada pada Selapu Selaputt Tipis Tipis Dalam kehidupan sehari-hari sering kita melihat adanya warna-warna pelangi yang terjadi pada gelembung air sabun atau adanya lapisan minyak di perm permuk ukaa aan n air air jika jika terk terken ena a caha cahaya ya mata mataha hari ri.. Hal Hal ini ini menu menunj njuk ukka kan n adanya adanya interfe interferen rensi si cahaya cahaya matah matahari ari pada pada selapu selaputt tipis tipis air sabun sabun atau atau selaput tipis minyak di atas permukaan air. Interferensi cahaya terjadi dari cahaya yang dipantulkan oleh lapisan permukaan permukaan atas dan bawah bawah dari selaput tipis tersebut. tersebut. Gambar Gambar tersebut tersebut melukiskan seberkas sinar monokromatik jatuh pada selaput tipis setebal d, pada lapisan atas selaput cahaya dipantulkan (menempuh lintasan AE) dan sebagi sebagian an dibias dibiaskan kan yang yang kemudi kemudian an dipant dipantulka ulkan n lagi lagi oleh oleh lapisan lapisan bawah bawah menempuh lintasan ABC. Anta Antara ra sinar sinar yang yang mene menemp mpuh uh linta lintasa san n AE dan dan ABC ABC ak akan an salin saling g berinterferensi di titik P tergantung pada selisih jarak lintasan optik.
c. Cinc Cincin in Newt Newton on Cincin Newton merupakan pola interferensi pada selaput tipis udara yang yang berupa berupa lingkar lingkaranan-ling lingkar karan an garis garis gelap gelap dan terang terang yang yang sepusa sepusat. t. Cincin Cincin Newton Newton terlet terletak ak antara antara permu permukaa kaan n optik. optik. Cincin Cincin Newton Newton dapat dapat terjadi pada selaput tipis udara antara kaca planparalel dan lensa plankonveks yang disinari cahaya sejajar monokromatik secara tegak lurus dari atas kaca plan-paralel. Cincin Newton ini terjadi karena interferensi cahaya yang dipantulkan oleh oleh perm permuk ukaa aan n cemb cembun ung g lens lensa a deng dengan an sina sinarr yang yang tela telah h mene menemb mbus us lapisan udara, yang kemudian dipantulkan oleh permukaan bagian atas kaca plan-paralel.
11
DIFRAKSI Difraksi
juga disebut disebut penyebara penyebaran n gelombang gelombang,, contohnya contohnya cahaya cahaya,,
karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin semakin besar. besar. Hal ini bisa bisa ditera diterang ngkan kan oleh oleh prins prinsip ip Huyge Huygens ns.. Difr Difrak aksi si adala adalah h peris peristi tiwa wa pemb pembel elok okan an gelo gelomb mban ang g saat saat melew melewati ati suat suatu u objek objek (misalnya berupa rintangan ataupun celah). Difrak fraks si
merupak akan an
devias iasi
dar arii
peramb ambatan
cahaya
atau
pembel pembeloka okan n arah arah rambat rambat cahaya cahaya.. Efek Efek difraks difraksii adalah adalah kar karakt akteri eristik stik dari dari fenom fenomena ena gelomb gelombang ang,, apakah apakah bunyi, bunyi, atau atau cahaya cahaya dimana dimana mukam mukamuka uka gelombangnya dibelokkan. Prinsi Prinsip p Huygen Huygens-F s-Fres resnel nel : setiap setiap titik titik dari dari mukamuka-mu muka ka gelom gelomban bang g yang tidak terganggu, pada saat tertentu bertindak sebagai sumber mukamuka gelombang speris kedua (frekuensinya sama dengan sumber primer). Amplitudo medan optik (listrik/magnet) di suatu titik merupakan superposisi dari muka-muka gelombang speris tadi. Difraksi cahaya adalah pelenturan suatu gelombang. Berarti difraksi cahaya cahaya dapat dapat didefin didefinisik isikan an sebaga sebagaii pelent pelentura uran n cahaya cahaya yaitu yaitu saat saat suatu suatu cahaya melalui celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagianbagian yang lebih kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru. Sifat-sifat difraksi pada cahaya ini dapat dibuktikan dengan melihat pola interferensi yang terjadi pada layar saat dipasang dibelakang celah.
Celah Tunggal Cobala balah h ka kali lia an buat buat suat suatu u cela elah sempi empitt dan lew lewatka atkan n sinar inar monok monokrom romatik atik pada pada celah celah itu maka maka saat saat dibela dibelakan kangny gnya a dipasa dipasang ng layar layar akan tampak pola interferensi pada layar. Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini terlihat adanya garisgaris gelap. Sedangkan pola terangnya lebar. Terang pusat akan melebar sete seteng ngah ah bagi bagian an lebi lebih h leba lebarr pada pada ke kedu dua a sisi. sisi. Dari Dari ke keja jadi dian an ini ini dapa dapatt dituliskan syarat-syarat interferensi sebagai berikut. Interferensi maksimum : D sin θ = (m + )λ Interferensi minimum : D sin θ = m λ ....(3.4) dengan : 12
D = lebar celah (m) θ
= sudut berkas sinar dengan arah tegak lurus (derajat)
λ = panjang
gelombang cahaya (m)
m = 1, 2, 3, 4, ....
Pengaruh difraksi difraksi pada perbesaran maksimum alat optik Sir George Airy (1801 − 1892) adalah seorang astronom Inggris yang
telah mempelajari pola cahaya yang melalui suatu bukaan optik (lubang bulat). Pola yang terjadi dinamakan Cakram Airy . Airy telah menjelaskan jarak terkecil dua sumber cahaya yang masih bisa dibedakan saat melalui melalui bukaan optik. Syarat terpisahnya dua titik sumber cahaya yang masih bisa dibedakan harus memenuhi sudut resolusi minimum. Menurut Airy, sudut ini memenuhi memenuhi pola interferen interferensi si minimum minimum dengan dengan memenuhi memenuhi persamaan persamaan sebagai berikut.
dengan : θm = sudut resolusi minimum (rad) λ = panjang gelombang cahaya (m)
D = diameter bukaan alat optik (m) ym = daya urai (m) 1,22 = tetapan dari Airy
Kisi Difraksi Kisi Kisi difrak difraksi si disebut disebut juga juga celah celah majem majemuk uk yaitu yaitu celahcelah-cel celah ah sempit sempit yang tertata rapi dengan jarak yang cukup dekat. Pada kisi ini biasanya tertulis data N garis/cm. Dari nilai N ini dapat ditentukan jarak antara celah d dengan hubungan sebagai berikut. Gambar kiri
adalah kisi difraksi
Cahaya itu akan mengalami difraksi atau pelen pelentu tura ran. n. Bukt Buktii difra difraks ksii pada pada kisi kisi ini ini dapa dapatt dilihat dilihat dari dari pola-po pola-pola la interf interfere erensi nsi yang yang terjad terjadii pada layar yang dipasang dibelakangnya. Pola interferensi yang dihasilkan memiliki syarat-syara ratt 13
seperti rti
pada
celah lah
ganda
perc percob obaa aan n
Youn Young. g.
Syar Syarat at
inte interf rfer eren ensi si
ters terseb ebut ut
persamaan berikut. Interferensi Interferensi maksimum maksimum : d sin θ = m λ Interferensi Interferensi minimum minimum : d sin θ = (m −1/2 ) λ dengan : d = jarak antar celah (m) θ = sudut
berkas cahaya terhadap arah tegaklurus
λ = panjang
gelombang sinar (m)
m = orde (m = 0, 1, 2, 3, .....)
14
dapa dapatt
dili diliha hatt
pada pada
BAB III PENUTUP 1. Inter Interfe fere rens nsii adala adalah h hasil hasil kerja kerja sama sama dua gelo gelomb mban ang g atau atau lebih lebih yang yang bertemu pada satu titik di dalam ruang dan menimbulkan fenomena fisik yang dapat diamati. 2. Interferens Interferensii dapat kita kita lihat dalam kehidupan kehidupan sehar sehari-hari i-hari misalny misalnya a pada air yang berisi lapisan minyak diatasnya terlihat berwarna, gelembung sabun, lapisan tipis(thin film) dsb. 3. Untuk
menghasil asilk kan
int interfer ferensi
dibu ibutuhkan
sumber-su -sumber
gelo gelomb mban ang( g(ca caha haya ya)) yang yang bers bersifa ifatt ko kohe here ren n yait yaitu u gelo gelomb mban ang g yang yang mempunyai frekuensi sama dan beda fase tetap dalam penjalarannya. 4. Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu : •
Gari Garis s
tera terang ng,,
merup erupak akan an hasi hasill
inte interf rfer eren ensi si
mak aksi sim mum (sal (salin ing g
memperkuat atau konstruktif) •
Gari Garis s
gela gelap, p,
merupa rupak kan
hasi hasill
inte interf rfe erens rensii
minim inimum um
(sali saling ng
memperlemah atau destruktif) 5. Interfe Interferen rensi si merupan merupan hasil hasil kerja sama sama dua gelomban gelombang g atau lebih yang yang bertemu pada satu titik di dalam ruang dan menimbulkan fenomena fisik yang dapat diamati. 6. Syar Syarat at inte interf rfer eren ensi si mak maksim simum um Interferensi maksimum terjadi jika kedua gel memiliki fase yg sama (sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang λ
d sin θ
=
mλ ;
m
=
0,1,2,...
Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0 disebut terang pusat, m=1 disebut terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut sin θ = tan
θ
= p/l, pd dgn demikian l
= mλ
15
θ
sangat kecil, sehingga
d sin θ = ( m − 12 )λ ;
m = 1,2,3,...
Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. 7. Syar Syarat at inte interf rfer eren ensi si min minim imum um Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180 o, yaitu jika selisih lintasannya sama dgn bilangan d ganjil kali setengah λ. sin θ = ( m − 1 )λ ; m = 1,2,3,... 2
Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebut gelap ke-1, dst. Mengingat sin pd θ = tan 1θ = p/l, maka l
= ( m − 2 )λ
Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. Jarak antara antara dua garis terang terang yg berurutan berurutan sama dgn jarak dua garis gelap berurutan. Jika jarak itu disebut ∆ pd l
Δp,
maka
= λ
8. Difraksi Jika muka gel bidang tiba pada suatu celah sempit sempit (lebarnya (lebarnya lebih kecil dari dari panj panjan ang g gelo gelomb mban ang) g),, mak aka a gel gel ini ini ak akan an meng mengala alami mi lent lentur uran an sehingga terjadi gel2 setengah lingkaran yg melebar di belakang celah tsb. Gejala ini dikenal dgn peristiwa difraksi. 9. Syarat Syarat terj terjadi adinya nya gari garis s gelap gelap ke-m ke-m adalah adad lah sin θ = mλ ; Untuk sudut
θ
pd yg kecil, berlaku = mλ l
10. Syarat terjadinya garis terang ke-m adalah d sin θ = ( m + 12 )λ ;
Untuk sudut
θ
m = 0,1,2,...
yg kecil, berlaku
pd l
= ( m + 12 )λ
11. Difraksi Difraksi Celah Majemuk Majemuk Pola difraksi maksimum
d sin θ = mλ ;
12. Pola difraksi difraksi minimum minimum d sin θ = ( m − 12 )λ ;
m = 1,2,3,...
16
m = 0,1,2,...
m = 1,2,3,...
DAFTAR PUSTAKA http://f http:// ftpitp09.blogdeti tpitp09. blogdetik.com/f k.com/files/ iles/2010/03/ 2010/03/24_sifa 24_sifat-gelt-gel-cahaya. cahaya.pdf pdf http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=2008 http://id.answers.yaho o.com/question/index?qid=20080823055745AA7YJvO 0823055745AA7YJvO http://masteropik.blogspot.com/2010/05/difraksi-cahaya.html http://masteropik.blogspot.com/2010/05/interferensi-cahaya.html http://nashir.tk/interferensi-cahaya.html#more-259 http://phys.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/02/4-interferensicahaya1.pdf http://www.phys.itb.ac.id/~khbasar/arsip/FI1201/Interferensidandifraksi.pdf http://www.scribd.com/doc/26832846/Difraksi-celah-dan-grid-ganda http://www.sirah.org/2009/06/difraksi-cahaya.html
17
