Bab I Difraksi Cahaya [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1.



LATAR BELAKANG Salah satu karakteristik cahaya sebagai gelombang adalah cahaya dapat



dilenturkan. Panjang gelombang yang sama atau lebih besar daripada lebar suatu celah akan menyebar ke semua arah ke depan setelah melewati celah. Hal inilah yang disebut dengan difraksi cahaya. Perilaku ini menunjukkan bahwa ketika sebuah gelombang cahaya bidang melewati sebuah bukaan kecil dari halangan yang tidak tembus cahaya maka bukaan tersebut akan bertindak seolah sebagai sumber cahaya titik, dengan gelombang memasuki bagian bayangan di belakang halangan. Fenomena ini, yang dikenal sebagai difraksi, hanya dapat dijelaskan oleh model cahaya sebagai gelombang. Cahaya adalah tenaga berbentuk gelombang yang dapat membantu manusia untuk melihat. Cahaya dapat berbentuk gelombang maupun partikel. Cahaya bergerak lurus ke semua arah. Cahaya dibiaskan apabila bergerak secara tegak lurus melalui medium yang berbeda seperti melalui udara, kaca dan air. Cahaya dapat bergerak lebih cepat melalui udara. Cahaya mempunyai banyak manfaat tentunya. Selain bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, cahaya juga dimanfaatkan dalam banyak hal lainnya. Cahaya diyakini sebagai gelombang elektromagnetik



transversal. Pada umumnya difraksi terjadi jika gelombang yang lewat bukan kecil (small opening) di sekitar rintangan atau melewati sisi yang tajam. Contoh difraksi, apabila diantara sumber titik cahaya dan layar ditempatkan suatu objek gelap, perbatasan didaerah bayangan dan pencahayaan pada layar tidak tajam. Bayangan akan mengandung pita-pita cahaya terang dan gelap jika cahaya membelok ke daerah bayangan. Penerapan konsep difraksi banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya adalah terlihatnya warna-warni pada permukaan compact disc (DC) dimana tiap track pada CD berlaku sebagai kisi difraksi.dan juga fenomenan difraksi terjadi di atmosfer,ketika cahaya melalui kabut tipis yang berbentuk dari butiran air dan aerosol yang ukurannya hamper seragam, difraksi akan terjadi di ujung-ujung



1



partikel itu.besar kecilnya sudut difraksi ini bergantung pada frekuensi (warna) cahaya.



1.2.



RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang diatas maka rumusan masalah pada percobaan ini



adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana prinsip dari pengukuran difraksi? 2. Bagaimana menghitung intensitas distribusi bentuk difraksi fraunhofer pada celah tunggal? 3. Bagaimanakah cara menghitung panjang gelombang cahaya?



1.3.



TUJUAN PERCOBAAN Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Memahami prinsip difraksi. 2. Menghitung intensitas distribusi bentuk difraksi fraunhofer pada celah tunggal. 3. Menghitung panjang gelombang cahaya.



1.4.



MANFAAT PERCOBAAN Adapun manfaat yang diharpkan setelah melakukan percobaan ini adalah



sebagai berikut: 1. Dapat memahami prinsip difraksi. 2. Dapat menghitung intensitas distribusi bentuk difraksi fraunhofer pada celah tunggal. 3. Dapat menghitung panjang gelombang cahaya.



2



BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN



2.1.



PENGERTIAN DIFRAKSI Difraksi cahaya dibedakan menjadi 2 macam, yaitu difraksi Fraunhofer dan



difraksi Fresnel. Pada difraksi Fraunhofer, menganggap bahwa pola difraksi yang dihasilkan berjarak jauh dari sistem difraksi. Sedangkan difraksi Fresnel menganggap bahwa pola difraksi dan sistem difraksi berjarak dekat, sehingga masih menghasilkan gelombang yang masih mempertahankan karakteristik lengkungnya. Bila dua atau lebih deretan gelombang bertemu dalam suatu daerah, gelombang itu akan berinterferensi menghasilkan gelombang baru yang



amplitudo sesaatnya



merupakan jumlah dari amplitudo sesaat gelombang semula. Interferensi konstruktif (membangun) artinya, gelombang tersebut saling menguatkan dengan fase yang sama sehingga menghasilkan amplitudo yang besar, dan interferensi destruktif (menghancurkan) artinya gelombang tersebut sebagian atau sepenuhnya akan saling meniadakan karena fasenya yang berbeda (Halliday, 1986) .



2.2.



DIFRAKSI FRAUNHOFER Apabila gelombang cahaya melewati sebuah celah, maka seluruh titik



pada celah tersebut sebagai sumber gelombag sekunder yang menghasilkan sumber cahaya baru. Ketika gelombang cahaya melewati sebuah celah sempit, maka dari celah tersebut akan dihasilkan pola difraksi Fraunhofer celah tunggal. Difraksi cahaya diperoleh bila berkas cahaya dilewatkan melalui sebuah celah tunggal sehingga berkas-berkas cahaya tersebut dibelokkan (dilenturkan, didifraksikan, disebarkan), dan kemudian berinterferensi di suatu titik P pada layar sehingga diperoleh distribusi intensitas yang memenuhi pola-pola difraksi Fraunhofer (Bahruddin, 2006).



3



Apabila lebar celah adalah d, jarak celah ke titik P (pusat difraksi pada layar) adalah L, jarak terang atau gelap pertama di 𝑃1 ke P adalah y, diasumsikan sudut 𝜃 sangat kecil maka sin 𝜃 ≈ 𝑡𝑔 𝜃 ≈ 𝑦⁄𝐿. Distribusi Intensitas diberikan oleh persamaan: sin 𝛽 2



𝐼 = 𝐼0 (



𝛽



)



𝜋



𝛽 = 𝜆 sin 𝜃



(2.3) (2.4)



𝐼0 adalah intensitas cahaya maksimum yang diterima layar. Intensitas minimum terjadi jika dipenuhi: 𝑛



𝑦𝑛 = 𝑑 𝜆𝐿



(2.5)



Dan akan maksimum bila di penuhi: 𝜆𝛽 𝐿



𝑦𝑛 = ( 𝜋 ) 𝑑



(2.6)



Apabila N celah tersebut berupa kisi. Kisi-kisi seringkali digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan untuk mengkaji struktur dan intensitas garis-garis spektrum. Intensitas untuk celah: 𝐼 = 𝐼0



𝑠𝑖𝑛2 𝛼 𝑠𝑖𝑛2 𝑁𝛽 𝛼2 𝑠𝑖𝑛2 𝛽



(2.7)



Dimana jika: 𝛼 = (𝜋⁄𝜆) 𝑑 sin 𝜃 𝛽 = (𝜋⁄𝜆) 𝑓 sin 𝜃 Bentuk intensitas difraksi ini merupakan kombinasi bagian difraksi 𝑠𝑖𝑛2 𝛼 ⁄𝛼 2 oleh masing-masing celah dan bagian interferensi 𝑠𝑖𝑛2 𝑁𝛽 ⁄𝑠𝑖𝑛2 𝛽 oleh N sumber celah. Pola difraksi untuk sejumlah celah akan mempunyai sebuah envelop 𝑠𝑖𝑛2 𝛼 ⁄𝛼 2 ( celah tunggal ) yang memodifikasi intensitas pola interferensi celah banyak 𝑠𝑖𝑛2 𝑁𝛽 ⁄𝑠𝑖𝑛2 𝛽 . Dan intensitas pada celah banyak adalah: 𝐼 = 4𝐼0



𝑠𝑖𝑛2 𝛼 𝛼2



𝑐𝑜𝑠 2 𝛽



(2.8)



(Bahruddin, 2006).



4



2.3.



KISI DIFRAKSI Kisi difraksi terdiri atas sebaris celah sempit yang saling berdekatan dalam



jumlah banyak. Jika seberkas sinar dilewatkan kisi difraksi akan terdifraksi dan dapat menghasilkan suatu pola difraksi di layar. Jarak antara celah yang berurutan (d) disebut tetapan kisi. Jika jumlah celah atau goresan tiap satuan panjang (cm) dinyatakan dengan N, maka : d = 1/N



(2.9)



Seberkas sinar tegak lurus kisi dan sebuah lensa konvergen digunakan untuk mengumpulkan sinar-sinar tersebut ke titik P yang dikehendaki pada layar. Distribusi intensitas yang diamati pada layar merupakan gabungan dari efek interferensi dan difraksi. Setiap celah menghasilkan difraksi seperti yang telah diuraikan sebelumnya, dan sinar-sinar yang terdifraksi sebelumnya tersebut berinterferensi pada layar yang menghasilkan pola akhir (Supramono,2005). Pola interferensi yang diuraikan pada suatu arah α sembarang, sebelum mencapai titik yang diamati. Masing-masing sinar berasal dari celah yang berbeda pula. Untuk dua celah yang berbeda, beda lintasan yang terjadi ialah d sin α. Dengan demikian persyaratan umum pola interferensi ialah : d sin α = nλ (n = 1,2,3,..)



(2.10)



Persyaratan tersebut dapat dinyatakan untuk menentukan panjang gelombang dengan mengukur α jika tetapan kisi d diketahui dengan bilangan bulat, n menyatakan orde difraksi. Jiak gelombang yang datang pada kisi terdiri atas beberapa panjang gelombang masing-masing akan menyimpang atau akan membentuk maksimum pada arah yang berbeda. Kecuali untuk n=0 yang terjadi pada arah α = 0. Maksimum pusat (n = 0) meliputi berbagai panjang sedangkan maksimum ke-1, ke-2 dan seterusnya memenuhi (η m +1) * λ/2 menurut panjang gelombang masing-masing (Giancoli,2001).



5



BAB III METODE PERCOBAAN



3.1.



TEMPAT DAN WAKTU PERCOBAAN Tempat dilakukannya percobaan ini adalah Laboratorium Optik Jurusan



Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah Kuala pada hari Senin tanggal 23 Desember 2019 pukul 15.00 sampai dengan selesai.



3.2.



ALAT DAN BAHAN Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai



berikut.



Tabel 3.1. Alat dan bahan yang digunakan Nama alat dan bahan Jumlah



No 1.



Laser, He-Ne 1.0 mV, 220 V AC



1 buah



2.



Kertas grafik



3.



Penggaris



1 buah



4.



Pensil



1 buah



5.



Kisi difraksi



3 buah



Secukupnya



Gambar 3.1. Alat dan bahan yang digunakan



6



3.3.



CARA KERJA Adapun langkah-langkah yang perlu dilakukan pada percobaan ini adalah



sebagai berikut: a. Kisi dipasang pada penjepit kisi b. Layar diletakkan didepan kisi dengan jarak tertentu c. Laser diposisikan hingga berkasnya melewati secara tegak lurus dan menngenai kertas. Pada kertas akan dihasilkan titik pusat dengan titik difraksi pada kedua sisinya d. Jarak antara kisi dengan kertas diukur dan dicatat sebagai L e. Jarak antara titik pusat diukur dengan setiap titik difraksi untuk kedua sisi dan rata-ratakan nilai tersebut untuk memperoleh nilai x. Untuk titik difraksi yang terdekat dengan titik pusat ini, nilai m=1 f. Pengulangan dilakukan dengan memvariasikan jarak kisi ke layar g. Pengulangan dilakukan dengan menggunakan kisi yang berbeda.



7



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1.



DATA HASIL PENGAMATAN Adapun data hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini adalah



sebagai berikut. Tabel 4.1. Data Hasil pengamatan Kisi



Jarak (mm) 700



8 line/mm



750



800



700



10 line/mm



750



800



700



50 line/mm



750



800



Orde/m 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6



x (cm) Kanan 0,8 1,5 2,2 0,8 1,5 2,3 0,8 1,7 2,5 0,9 1,7 2,6 1 2 2,9 1 2 3,1 4,5 9 13,6 4,8 9,6 14,6 5,1 10,3 15,6



Kiri 0,7 1,4 2,1 0,8 1,5 2,3 0,8 1,6 2,4 0,9 1,8 2,7 1 1,9 2,8 1 2 3,1 4,4 8,8 13,4 4,8 9,5 14,4 5 10 15,2



8



4.2.



ANALISA DATA Adapun analisa data yang dilakukan pada percobaan ini adalah mencari nilai



panjang gelombang menggunakan persamaan: 𝜆=



𝑑 sin 𝜃 𝑚



1. Kisi 8 line/mm 𝑙 = 700 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,008 ) = 0,65 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(0,65) = 709 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,007 ) = 0,57 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



9



𝜆=







0,000125 sin(0,57) = 621 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,015 ) = 1,23 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,23) = 670 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,014 ) = 1,15 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,15) = 627 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏



10



𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,022 ) = 1,8 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,8) = 654 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,021 ) = 1,72 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,72) = 625 𝑛𝑚 6



𝑙 = 750 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 𝑑=



0,008 ) = 0,61 0,75



1 𝑁



11







𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(0,61) = 665 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,008 ) = 0,61 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(0,61) = 665 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,015 ) = 1,46 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,46) = 796 𝑛𝑚 4



12







Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,015 ) = 1,23 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,23) = 670 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,023 ) = 1,75 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,75) = 636 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 𝑑=



0,023 ) = 1,75 0,75



1 𝑁 13



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,75) = 636 𝑛𝑚 6



𝑙 = 800 mm 



Orde 2 (Kanan)



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,008 ) = 0,57 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(0,57) = 621 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,008 ) = 0,57 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



14







𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(0,57) = 621 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,017 ) = 1,22 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,22) = 665 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,016 ) = 1,31 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,31) = 714 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan)



15



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,025 ) = 1,78 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,78) = 647 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,024 ) = 1,72 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,000125 8000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,000125 sin(1,72) = 625 𝑛𝑚 6



2. Kisi 10 lines/mm 𝑙 = 700 mm 



Orde 2 (Kanan)



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 16



𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,009 ) = 0,74 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,74) = 645 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,009 ) = 0,64 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,64) = 558 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,017 ) = 1,39 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



17







𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(1,39) = 606 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,018 ) = 1,47 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(1,47) = 641 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,026 ) = 2,13 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(2,13) = 619 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri)



18



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,027 ) = 2,21 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(2,21) = 642 𝑛𝑚 6



𝑙 = 750 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,001 ) = 0,07 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,07) = 610 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,001 ) = 0,07 0,75



19







𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,07) = 610 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,002 ) = 0,15 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,15) = 654 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,019 ) = 1,45 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



20



𝜆=







0,0001 sin(1,45) = 632 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 0,029



𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 0,75 ) =2,22







𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(2,22) = 639 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0028 ) = 0,21 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,21) = 610 𝑛𝑚 6



𝑙 = 800 mm 



Orde 2 (Kanan) 21



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,001 ) = 0,076 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,076) = 663 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,001 ) = 0,071 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,071) = 619 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 𝑑=



0,002 ) = 0,14 0,8



1 𝑁



22







𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,14) = 610 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,002 ) = 0,14 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(0,14) = 610 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,031 ) = 2,22 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(2,22) = 645 𝑛𝑚 6



23







Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,031 ) = 2,22 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,0001 10000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,0001 sin(2,22) = 645 𝑛𝑚 6



3. Kisi 50 lines/mm 𝑙 = 700 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,045 ) = 3,67 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(3,67) = 640 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri)



24



𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,044 ) = 3,6 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(3,6) = 627 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,009 ) = 0,74 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,74) = 645 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( 𝑑=



0,0088 ) = 0,72 0,7



1 𝑁



25







𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,72) = 628 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0136 ) = 1,11 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(1,11) = 645 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0134 ) = 1,1 0,7



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(1,1) = 639 𝑛𝑚 6



26



𝑙 = 750 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0048 ) = 0,37 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,37) = 645 𝑛𝑚 2



Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0048 ) = 0,36 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,65) = 628 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏



27



𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0096 ) = 0,73 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,73) = 637 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0095 ) = 0,72 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,72) = 628 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0146 ) = 1,11 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



28







𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(1,11) = 645 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0144 ) = 1,1 0,75



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(1,1) = 639 𝑛𝑚 6



𝑙 = 800 mm 



Orde 2 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0051 ) = 0,36 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,36) = 628 𝑛𝑚 2



29







Orde 2 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,005 ) = 0,35 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,35) = 610 𝑛𝑚 2



Orde 4 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0103 ) = 0,74 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,74) = 645 𝑛𝑚 4



Orde 4 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,001 ) = 0,07 0,8



30







𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(0,07) = 611 𝑛𝑚 4



Orde 6 (Kanan) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (







0,0156 ) = 1,12 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



𝜆=



0,00002 sin(1,12) = 651 𝑛𝑚 6



Orde 6 (Kiri) 𝑎 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 ( ) 𝑏 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 (



0,0152 ) = 1,1 0,8



𝑑=



1 𝑁



𝑑=



1 = 0,00002 50000



𝜆=



𝑑 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚



31



𝜆=



4.2.



0,00002 sin(1,1) = 639 𝑛𝑚 6



PEMBAHASAN Difraksi adalah penyebaran atau pelenturan gelombang yang disebabkan oleh



adanya penghalang berupa celah. Prinsip dari percobaan difraksi adalah laser ditembakkan kemudian melewati celah menuju layar. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Kisi adalah celah sempit sejajar yang jumlahnya sangat banyak. Konstanta kisi (d) adalah jarak antara dua celah yang berdekatan. Percobaan ini bertujuan untuk memahami dan melihat pola Fraunhofer, pola fraunhofer diamati pada jarak yang tidak ada batas dari rintangan atau celah sempit sehingga sinar-sinar yang mencapai sembarang titik hampir sejajar, atau pola itu dapat diamati dengan menggunakan lensa untuk memfokuskan sinar-sinar sejajar pada layar pandang yang ditempatkan pada bidang fokus lensa tersebut. Pada percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa semakin besar jarak kisi terhadap layar maka pola gelap terang di hasilkan adalah semakin besar dan sebaliknya jika kisi semakin dekat dengan layar, maka pola difraksi yang terbentuk akan semakin kecil. Sedangkan semakin lebar celah kisi maka penyebaran cahaya nya semakin kecil. Pada teori dijelaskan bahwa semakin besar kisi yang digunakan maka pola difraksi yang dihasilkan semakin besar jaraknya, dapat dilihat pada data yang didapatkan pada percobaan yaitu sesuai dengan teori dimana jarak difraksi pada kisi 50 line/mm lebih besar daripada 10 line/mm dan 8 line/mm, serta pada percobaan ini didapatkan bahwa semakin dekat jarak kisi ke layar maka semakin kecil sudut difraksi cahaya, begitu pula sebaliknya jika jarak kisi ke layar semakin jauh maka sudut difraksi cahaya akan semakin besar. Sumber cahaya yang digunakan pada percobaan ini adalah Laser He-Ne yang memiliki panjang gelombang 633 nm sedangkan dari hasil analisa yang dilakukan tidak semua hasil perhitungan mendapatkan panjang gelombang yang sama, ada nilai yang mendekati serta yang jauh dari hasil dari teori, hasil panjang gelombang yang didapat berkisar 606-796. Perhitungan yang tidak sesuai dengan teori dapat disebabkan oleh oleh kesalahan praktikan yang kurang teliti baik dalam pengukuran ataupun perhitungan.



32



BAB V KESIMPULAN



Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Jika jarak kisi dengan layar semakin besar maka sudut difraksi semakin kecil. 2. Semakin besar jarak kisi terhadap layar maka pola gelap terang di hasilkan adalah semakin jauh. 3. Besar kisi yang diunakan maka pola difraksi yang dihasilkan semakin besar jaraknya. 4. Panjang gelombang yang dihasilkan berkisar antara 606-796 nm



33



DAFTAR KEPUSTAKAAN



Bahrudin. 2006. Kamus Pintar Fisika. Bandung: Epsilon Group. Giancoli, Douglas C. 2001. FISIKA Edisi kelima, Jilid 1.Jakarta: Erlangga. Halliday, Resnick. 1986. Fisika Jilid 2 edisi ketiga. Erlangga , Jakarta. Supramono, Eddy.2005. Fisika dasar II. Malang: UM Press.



34